前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的智慧停車自助終端系統設計研究，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
摘要：針對智能停車場自助終端智能化管理問題，設計了一種基于物聯網的智能停車場自助終端管理系統，提出了由人機交互系統、數據庫管理系統、數據傳輸系統、自助繳費系統、廣告系統等組成的終端系統架構。人機交互系統實現終端機人性化界面和操作，方便用戶操作終端機；數據庫管理系統主要實現讀取、計算、存儲自助終端機所需處理的數據信息；數據傳輸系統實現終端機與中控、PLC之間的信息發送與接收；自助繳費系統支持多種支付方式，方便顧客使用；廣告系統會實時根據客戶要求調整。整體而言，本系統較好的實現了對自助終端、移動終端、上位機、PLC的一體化智能管理，對顧客而言有較好的操作體驗。
關鍵詞：智能停車；系統架構；數據傳輸；自助繳費
引言
近年來，隨著現代社會信息化的發展，社會服務行業陸續推出自助終端設備服務，諸如銀行、便利店、火車站等場所都有自助終端機服務[1-3]，自助終端機可以有效的減輕人員擁擠的問題，良好的操作體驗以及方便快捷的服務是自助終端機最大的特點。在智能停車場中，自助終端設備已經是不可或缺的組成部分[4]。但是對于智能停車場，自助終端的使用率沒有達到期望值，人們更愿意通過最原始的方式去停車，尤其是一些沒有用過自助終端的人，所以在停車場這種即時服務場所，終端機的人性化設計顯得格外重要[5]。本文將從自助終端機的實際需要出發，通過突出其實用性與審美性，提出了自助終端機系統設計，使得人們在停車過程中使用終端機能夠方便快捷的停取車輛[6]。本次設計主要目的是開發一個智能終端系統適配于智能停車場的終端機，結合現代城市停車位供不應求的問題[7]，尤其是在人員集中的地段更加需求。從通訊協議的開發、交互界面的研究、軟件構架等方面出發與終端機硬件適配提出解決方案[8]。同時結合現代自助終端機的應用實踐，改進現有單功能設備設計中的不足，為通用性智能停車場自助終端機的設計提供有效參考[9]。
1系統環境
1.1開發工具與系統架構
.NETFramework是微軟為開發應用程序而創建的一個平臺，可以在Windows操作系統和Windowsmobile操作系統上運行，也有在其他系統運行的版本，如Linux版本和MACOS，.NETFramework主要包含一個龐大的動態鏈接庫，可以在客戶端或服務器端中通過面向對象編程技術來使用這些庫，部分庫定義了一些基本類型。類型是數據的一種表達方式，指定最基本類型有助于使用.NETFrame－work的各種語言之間進行交互操作，這統稱類型系統[10]。
1.2數據庫
MySQL是一種開放源代碼的關系型數據庫管理系統，使用最常用的數據庫管理語言-結構化查詢語言（SQL）進行數據數據庫管理[11]。MySQL因其速度、可靠性和適應性被廣泛使用，當數據存儲在數據庫中，你可以對數據進行添加、刪減、查詢、修改等操作。數據可以存儲在任意設備上，從服務器到桌面電腦和移動終端，無論何時何地，數據都可控制。具有可信、高效、高速等特點。對于開發人員而言，可以在許可下下載并根據特定需要對其進行修改，軟件使用簡便、支持多種操作系統。
2系統硬件設計
終端機硬件是整個系統的載體，在本次設計中，每一步流程都需硬件的支持，系統的功能和性能狀況取決于硬件的規格和質量，結合系統需求與各設備廠商的產品參數，終端機設備硬件需要具備如下功能和技術指標：主機需要達到當前主流PC運算能力且配備獨立顯卡；繳費，支持支付寶支付、微信支付以及錢包支付；紙張打印，同時支持不同規格的紙張都可以打印出良好的憑條；觸摸操作，屏幕為高清觸摸屏并支持主流分辨率。結合無人值守停車場的實際需求，自助終端系統包括自助停車業務、自助取車業務以及自助繳費業務等三個部分。自助停車主要包含對用戶信息核實、停車流程監控、車輛信息顯示等業務功能。自助繳費業務則包含計算消費金額、生成支付寶收款碼、生成微信收款碼以及余額收款碼，待自助繳費完成后，才可取出車輛。自助取車業務包含用戶個人信息核實、車輛出庫、機械手抓取等功能，由此實現了打印憑證碼、自助停車、自助取車、自助繳費、掃碼取車等業務功能為一體的自助終端系統，其整體硬件架構如圖1所示。（1）主控模塊：主控模塊是控制整個系統協調工作、進行流程處理的核心部件。本次設計中采用搭載Windows64位操作系統的計算機，同時處理多任務線程不會出現卡頓、死機現象。（2）人機交互模塊：用于用戶與自助終端機的交互。終端機選用替換了傳統的鼠標鍵盤等設備，用戶通過點擊觸摸屏即可完成停取車流程。（3）數據傳輸模塊：終端機同PLC傳輸數據基于S7通訊協議，S7通訊協議是西門子S7系列PLC內部集成的一種通信協議。它是一種運行在傳輸層之上（會話層、表示層、應用層）、經過特殊優化的通信協議，其信息傳輸可以基于MPI網絡、PROFIBUS網絡以及以太網。S7通信協議參考模型見表1。（4）憑條打印模塊：憑條是包含用戶個人信息和停車憑證重要驗證方式，所以終端機憑條要求紙張具有較好的打印適應性和完好的保存性，對印刷黑標要求具有嚴格的準確性。采用SDK通信接口的熱敏打印機，用戶操作方便快捷。（5）掃描模塊：二維碼是用某種特定的幾何圖形按一定規定在平面上分布的黑白相間的圖像記錄數據符號，而掃描機器具有超強識讀各種二維碼能力，屬于高敏感光學設備，并自帶自動補光燈技術。
3系統功能設計
軟件設計是終端機系統的核心，首先軟件能夠驅動硬件、實時監控硬件設備狀態并可以遠程協助與數據管理，其次軟件能夠合理分配資源以及系統功能展示，交互界面可以幫助用戶輕松快捷完成停取車、繳費、憑證碼打印與掃描等操作，并且可以在界面上播報通知、警告信息，還有如地圖導航、語音播報、天氣查詢、人臉識別等功能。此外，完善的日志管理系統以及統計計算功能也是必不可少。
3.1系統流程設計
自助終端機是用戶將車輛停取在車庫的重要媒介，自助終端系統不僅僅是一臺機器或一個軟件，更應該是終端機硬件、系統軟件、服務器、web服務、數據庫以及相關服務應用構成的結合體。所以在系統功能設計中，需要結合各模塊功能需求對自身以及其它服務的要求，既要完善各模塊功能，也要保證系統整體的穩定性和安全性。用戶將車輛行駛進停車場后，在確保車輛內沒有人員和貴重物品后，關閉好車門車窗，在終端機上點擊觸摸屏按鈕進行停車操作，在進行停取車操作之前，用戶都需輸入賬戶信息，終端機系統通過訪問遠端數據庫進行對比驗證，驗證通過后終端機打印出憑證條，隨后車庫進行停車操作，在車輛停至停車區時，停車過程結束，系統會將數據寫進數據庫保存，至此停車流程結束。用戶取出車輛時，只需將憑證條放在終端機上的掃描設備進行識別，終端系統得出掃描信息后，訪問數據庫進行消息認證，認證通過則會提示可以取出車輛，終端機界面轉至支付界面，終端系統會通過停車時間和收費標準計算出所需繳納費用，用戶根據提示繳納費用后，車庫隨即會將車輛抓取至待取區域，用戶即可將車輛駛出車庫。流程如圖2所示。
3.2憑證碼技術
憑證碼技術是將通信技術與二維碼編碼技術相結合，把一些重要內容信息及用戶信息編譯成二維碼，并通過打印機打印成憑條或發送至手機移動端，用戶即可通過專門的讀碼設備掃描憑證碼進行識別認證。在本次設計中，憑證碼主要包含用戶車輛信息、用戶個人信息、停車信息和計時計費信息等諸多信息，因此用到QR碼，QR碼是一種能夠快速讀取、儲存更豐富信息的二維碼，包括對文字、URL地址和其它類型的數據加密，相對于其他二維碼，QR碼讀取速度更快、數據密度更大、占用空間更小。C#中有生成QR碼的動態鏈接庫ThoughtWorks.QRCode.dll，結合憑證條紙張大小，生成指定尺寸和邊框寬度的二維碼，從而可以保證憑證條美觀、簡潔。程序啟動時，系統先會驅動打印機和掃描設備，自助終端機配備有CCD掃描設備，主要負責讀取憑證碼，憑證碼上的三個角各有一個標記，使用讀取設備通過探測標記得出憑證碼的位置，大小，角度并加以解讀，讀取出的信息為一段長字符串，中控程序對字符串進行分割處理后，得出驗證信息與遠端數據庫信息作驗證，信息一致才會驗證通過，并進行后續操作。
3.3數據庫管理
數據庫作為文件系統，能夠把數據按照特定的格式保存起來，并且可以對數據庫中的數據進行增加、修改、刪除以及查詢等操作。其中MySQL是一種開源的關系型數據庫管理系統[12]，用于建立、使用和維護數據庫，在數據管理和控制方面有明顯優勢，同時可以保證數據庫的安全性和完整性，數據庫建立完成后，管理員即可通過數據庫管理系統訪問數據庫中表格內的數據。為方便數據庫管理，先將MySQL數據庫安裝在終端機中，配置其安裝途徑和環境變量，利用Navicat將數據庫中數據格式更改為UTF-8[13]，通過localhost訪問數據庫，并且以表格形式呈現，將對應數據分別寫進戶個人信息表、車輛信息表、停車記錄表、車庫表、車位表、管理員表等表格中。其中車輛信息表記錄著包括車輛號牌、停取車位編號、車庫編號、發送停車指令時間、車輛進入停車庫時間等信息，每一個數據都有字段名稱、類型、大小、字段信息等屬性。
4終端系統實現
4.1終端界面
運行智能終端程序，如圖4所示，界面主要包含兩個按鈕，停車按鈕和取車按鈕，用戶將車輛停至指定位置后，在界面上點擊停車按鈕，系統就會開始停車操作，同時會得到唯一的憑證碼，待取車時，輸入該憑證碼，就可以取出車輛。
4.2數據傳輸實例
同時在PLC程序中添加一個非優化訪問的DB塊，命名為“Comm_data”，DB塊中定義結構體數據Data0，結構體數據存儲車輛信息，比如高度、寬度、長度、前輪間距、后輪間距等等，數據類型為Uint，在PLC中DB塊的數據結構如表2所示。在終端機上啟動通訊程序，輸入PLC的IP地址、端口號、站號等，與PLC建立連接，由于PLC數據保存在DB11區域，在實時讀取地址欄輸入DB塊的編號11，設置讀取間隔為300ms，返回讀取的數據如圖5所示。圖5中可以看出讀取到的數據與表2中定義的DB塊數據一致，表示數據通訊成功。
5結束語
本文提出一種無人值守停車場自助終端的嶄新服務模式，以人工智能與工業自動化管理作為系統的設計核心理念，從而實現了自助停車、車輛信息管理、自助取車、收費管理、廣告播放等功能。為了最大化滿足實際需求，優化每個模塊的獨立功能以及各個模塊之間的銜接顯得格外重要，通過改進可成為通用型停車場收費管理系統。
作者:劉鑫 白志城 申楷赟 單位:武漢工程大學
