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1、第9章 物联网的典型应用,9.1 物联网在智能交通方面的应用 9.2 停车场管理 9.3 基于RFID与互联网技术的智能车位管理系统的设计 9.4 车辆自动识别管理系统 9.5 物联网在物流业的应用 9.6 在其他方面应用 9.7 物联网技术的应用前景 9.8 本章小结,9.1 物联网在智能交通方面的应用智能交通系统(ITS)是以现代信息技术为核心，利用先进的通信、计算机、自动控制、传感器技术，实现对交通的实时控制与指挥管理的系统。交通信息采集被认为是ITS的关键子系统，是发展ITS的基础，成为交通智能化的前提。实际上，无论是交通控制还是交通违章管理系统，都涉及交通动态信息的采集，因此交通动态
2、信息采集也就成了交通智能化的首要任务。ITS成功应用的案例有很多，例如高速公路联网不停车电子收费系统(ETC)、停车场RFID收费系统、车辆自动称重系统、公交车站车辆进出站管理系统、海关车辆进出检验系统、城市汽车环保检测系统等。,以RFID技术应用到公路交通的管理领域的某实体模型系统为例，其工作过程是，读卡器通过天线发送加密数据载波信号到RFID汽车标签，以激活标签的发射天线工作区域，使标签发射出载有车辆信息的加密载波信号，接收天线接收到标签发来的载波信号，经读卡器接收处理后，提取出车辆信息并送至计算机完成自动识别和预设的系统功能，实现车辆的自动化管理。通过RFID可完成获取车流量、分车型、确
3、定道路畅通情况、确定车辆位置等工作以便于高速公路的综合管理。图9-1为有源标签读写系统，可对RFID标签进行读写操作。图9-2是在图9-1系统基础上，将电子标签附着在车辆上，通过对标签的读写操作来获取车辆信息。图9-3为利用天线来获取无源标签信息的系统组成。,图9-1 有源标签读写系统,图9-2 附着电子标签的智能车辆信息读写系统,图9-3 利用天线的无源标签读写系统,9.2 停车场管理9.2.1 停车场管理综述1. 停车场种类随着中国汽车工业的发展，特别是伴随大城市经济社会的发展和城市现代化水平的提高，城市静态交通问题越来越突出。城市交通堵塞和停车难，已成为影响和制约城市建设和经济发展的重要
4、因素。,中国城市停车场按其性质用途划分为三类：配建停车场、路外公共停车场和路面停车场。配建停车场又称建筑物附设停车设施，是提高停车场供应水平的主要停车设施，在停车场整体中占主导地位。路外公共停车场具有经营性、开放性、集合性等特点，在停车场整体中居辅助地位。路面停车场具有挤占性、方便性和临时性等特点，以挤占动态交通资源为代价，在停车场中起调节和补充作用。中国城市停车场建设的总体发展思路是：以发展配建停车场为主，路外公共停车场为辅，路面停车场为补充，形成布局合理、比例适当、使用方便的停车设施和管理体系。,2. 城市停车场建设及停车管理政策城市停车场建设及停车管理政策包括以下内容：(1) 建立高效、
5、协调的停车管理体制。(2) 完善城市停车场发展规划。(3) 促进城市停车场的建设和发展。(4) 制定合理的停车收费办法。(5) 合理规划和管理路面停车。(6) 加强停车管理的信息系统建设。(7) 建立健全城市停车场建设与停车管理的法律法规体系。,3. 立体车库立体车库是指用来最大量存取、储放车辆的机械或机械设备系统。立体停车库有以下优点：(1) 节省占地面积，充分利用空间；(2) 造价相对较低，经济效益明显；(3) 存取快捷方便，安全可靠性好；(4) 改善市容环境，减少交通事故。,4. RFID在停车场管理上的应用研究目前中国城市停车的严重状况，既有管理体制、管理手段的问题，也有停车政策和规划
6、技术上的问题。当前急需参照发达国家的先进经验，从政策、规划入手，探讨在中国城市化和机动化过程中，解决城市停车问题的途径和方法，并将此理论、方法应用到实际建设中去。这对提高停车设施建设的决策科学化，提高投资的效益，改善交通环境，适应未来现代化城市交通发展的需求，具有深远的社会、经济意义。将射频技术应用到停车场管理中，设计出现代化的智能停车场。具体是：使RFID技术在停车场出口、入口、车位管理以及缴费过程中充分发挥作用，设计出合理可行的业务流程和管理功能，使管理人员能够更高效地管理车辆的停放，同时也为客户提供更周到的服务。,5. RFID在停车场管理上的应用意义RFID在停车场管理上的应用意义如下
7、：(1) 降低劳动成本，提高工作效率。(2) 安全保密。(3) 收费公正合理。(4) 抗环境影响能力强。(5) 系统扩展性强。9.2.2 停车场管理系统1. 系统模型停车场RFID硬件系统如图9-4所示。,图9-4 停车场硬件系统图,2. 停车场管理流程设计1) 入口流程设计入口控制系统图如图9-5所示。(1) 长期卡。当车辆进入发射天线工作区域时，系统自动感应到车上的标识卡(RFID)并将图像传送到入口计算机，计算机检查卡号的有效性并控制摄像头抓拍车辆图像，经判断后进行如下处理。 如果标识卡有效(即用户为合法用户)，道闸抬起，车辆可不停车进入停车场。,图9-5 入口控制系统图, 如果标识卡无
8、效(过期、非本停车场卡、卡已进场)，系统通过视觉和声音报警，LED提示牌(含满位显示功能)根据错误原因提示以下内容(中、英文)中的一种：“卡已过期”、“卡在场内”、“非本场卡”，持续30 s后自动清除，道闸不抬起。这时，保安员(或驾车人士)可通过内部通话系统与管理中心联系并及时处理。考虑到满位的情况比较少见，出现无效卡的情况也不多，因而用满位显示牌来提示错误信息，以提高设备的利用率，如果车场认为不合适，可另设一显示牌专门提示。,道闸抬起后，中心控制系统自动保存入场车辆信息(入场时间、卡号、图像等)。车辆通过道闸时，系统启动防砸车检测装置，防止砸车。车辆通过道闸后，自动关闭道闸。(2) 临时卡。
9、当车辆停在入口票箱的车辆检测器上时，入口票箱自动感应到车并置于售卡/读卡位，驾车人士根据提示取卡并读卡后，入口票箱把读取的卡号传送到入口计算机。计算机检查卡号的有效性并控制摄像头抓拍车辆图像，经判断后做如下处理。 如果卡有效，道闸抬起，车辆进入停车场。, 如果卡无效(非本停车场卡)，系统通过视觉和声音报警，控制满位提示牌提示“非本场卡”，持续30 s后自动清除，道闸不抬起。这时，保安员(或驾车人士)可通过内部通话系统与管理中心联系并及时处理。道闸抬起后，中心控制系统自动保存入场车辆信息(进场时间、卡号、图像等)，系统检查剩余车位数，当剩余车位数为零时，控制满位显示屏显示满位。车辆通过道闸时，系
10、统启动防砸车检测装置，防止砸车。车辆通过道闸后，自动关闭道闸。2) 入口流程图车辆进入停车场流程图如图9-6所示。,图9-6 车辆进入停车场流程图,3) 出口流程设计出口控制系统图如图9-7所示。,图9-7 出口控制系统图,(1) 长期卡。当车辆进入发射天线工作区域时，系统自动感应到车上的标识卡并将图像传送到出口计算机，计算机检查卡的有效性并控制摄像头抓拍车辆图像，经判断后做如下处理。 如果标识卡有效，道闸抬起，车辆不停车离开停车场。 如果标识卡无效(过期、非本停车场卡、卡已出场)，系统通过视觉和声音报警，错误提示牌提示以下内容中的一种：“卡已过期”、“卡已出场”、“非本场卡”，持续30 s后
11、自动清除，道闸不抬起。这时，保安员(或驾车人士)可通过内部通话系统与管理中心联系并及时处理。,道闸抬起后，中心控制系统自动保存出场车辆信息(出场时间、卡号、图像等)。车辆通过道闸时，系统启动防砸车检测装置，防止砸车。车辆通过道闸后，自动关闭道闸。(2) 临时卡。当车辆停在出口票箱的车辆检测器上时，出口票箱自动感应到车并置于收卡/读卡位，驾车人士根据操作提示牌的提示读卡，出口票箱把所读取卡号传送到出口计算机。计算机检查卡号的有效性并控制摄像头抓拍车辆图像，经判断后做如下处理。 如果卡有效，LED显示牌显示“停车费已付”，道闸抬起，车辆离开停车场。, 如果卡无效(非本停车场卡)，系统通过视觉和声音
12、报警，控制LED提示牌提示“非本场卡”，持续30 s后自动清除，道闸不抬起。这时，保安员(或驾车人士)可通过内部通话系统与管理中心联系并及时处理。道闸抬起后，中心控制系统自动保存出场车辆信息(出场时间、卡号、图像等)。车辆通过道闸时，系统启动防砸车检测装置，防止砸车。车辆通过道闸后，自动关闭道闸。4) 出口流程图停车场出口流程图如图9-8所示。,图9-8 停车场出口流程图,3. 系统工作原理系统工作原理示意图如图9-9所示。,图9-9 系统工作原理示意图,(1) 阅读器(进出口各1台)。当地感线圈感应到车辆进出时，控制中心计算机发出命令，相应的阅读器打开电磁发射信号，激活进入工作区的车辆识别卡
13、。同时把卡片传输器送来的915 MHz高频载波信号经过放大、解调、解码后变成数字信号送给控制中心的计算机。(2) 车辆识别卡(若干片)。卡进入识别系统工作区后，被无线电信号激活(在非感应区处于睡眠状态)，发出带有预先编制的唯一的加密识别码的915 MHz无线电信号。,4. 用户类型设计停车场共有五种用户，分别为临时用户、刷卡用户、包月用户、VIP用户、特殊用户，后四种都是长期用户。临时用户每次入场停车时，发给近距离ID卡，出场时需归还。长期用户在注册时发给近距离和远距离ID卡各一个。远距离卡安置在汽车的适当位置，近距离卡由用户随身携带，用于身份识别和缴费等。长期用户可通过车上的远距离卡自动识别
14、，如果用户为合法用户，可实现不停车出、入停车场。,(1) 临时用户。临时用户按次收费，每次停车发给临时ID卡(近距离卡)，并由系统动态分配用户ID，并按车牌号统计停车次数、总时间、总费用等，以便根据需要推荐用户升级为长期用户。(2) 刷卡用户。刷卡用户按次收费，系统账户内有一定的存额。每次通过远距离RFID卡识别用户，并自动在出场时刷去该次停车的费用。,(3) 包月用户。包月用户按月收费，系统账户内有一定的存额。每月1号将足额用户的有效期延至下月l号，并减去相应金额。余额不足并且超过1个月没续费的用户将被冻结；只是余额不足的用户将不作处理，用户可在1个月内续费并刷新有效期，超过1个月将被冻结。
15、(4) VIP用户。VIP用户按月收费，系统账户内有一定的余额。注册时将分配专用车位，该车位将加上防盗设备，并且用户可享受VIP的特殊服务。每月1号将够额用户的有效期延至下月l号，并减去相应金额。余额不足并且超过1个月没续费的用户将被冻结；只是余额不足的用户将不作处理，用户可在1个月内续费并刷新有效期，或超过1个月将被冻结。,(5) 特殊用户。特殊用户由于身份特殊，可免费停车。一般来说，特殊用户数量较少，注册时分配专用车位(例如车场的所有者)。也有临时的特殊用户，如军车，该用户每次发给临时近距离ID卡，但用户等级按特殊用户算。用户可根据需要注册为不同的类型，也可以根据需要通过相应的手续更换类型
16、。5. 代码设计与数据库设计根据软件设计思想和系统管理思想，系统设计代码主要有用户ID、流水号、员工ID、车位号(车位代码)。给以上的代码分配不同的代码位，如表9-1所示。,表9-1 给代码分配不同的代码位,对于系统的数据库选型，由于数据量不是十分大，因此,我们可以选用性价比较好的SQL Server 2000数据库系统。在数据库中需要对ID卡、临时用户表、临时用户统计表、长期用户表、长期用户交费表、长期用户统计表、动态跟踪表、日统计表、员工基本信息表、员工日业绩表、车位产生表、车位状态表等进行设计。9.2.3 停车场管理系统主要功能模块研究1. 功能模块总框架图停车场管理系统功能模块总框架图如图9-10所示。,图9-10 停车场管理系统功能模块总框架图,2. 主流程功能模块研究本停车场管理系统共有五大功能模块，即用户管理、ID卡管理、员工管理、统计与查询、系统设置。下面介绍部分主要的功能。(1) 长期用户注册与修改。用户通过该功能完成用户的注册和资料修改。新用户通过该界面进行注册，老用户通过该界面修改基本资料。注册时用户需
