《智能化停车场控制系统设计本科毕设论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能化停车场控制系统设计本科毕设论文.doc（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、毕业论文_智能化停车场控制系统设计一绪论1.1 课题的提出背景截至2011年8月底，全国机动车保有量已达到2.19亿辆，并且自2009年开始连续两年超过美国，成为全球第一大汽车产销国。其中，汽车保有量首次突破1亿辆。而早在2000年，全国机动车保有量仅为1249万辆，汽车保有量为625万辆。通过以上数据可以看出，短短10年里，中国的机动车辆增加了17倍，汽车增加了16倍。如此高的增长速度，一方面说明了中国改革开放取得的成效，刺激了中国经济的迅速发展；一方面说明了汽车市场在中国无疑有着巨大的优势和潜力。随着汽车大批量进入个人家庭，停车难、行路难成为困扰城市交通的大难题。在如今的城市街头、住宅小区
2、，因为缺少足够的地下、地上停车场，日趋拥挤的马路停车成为普遍现象。目前我国静态交通基础设施严重落后于动态交通基础设施，全国停车位缺口平均在60以上，而随着我国汽车工业的发展和鼓励轿车进入家庭及一系列相关政策的实施，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，而城市停车场可以说是车辆静态交通必需的空间。因此，停车场就成为城市交通体系中不可或缺的重要组成部分。但是我国停车场水平相对世界其他国家而言比较落后，大部分都是以投入大量的人力为前提的，传统的人工管理停车场导致的信息滞后已经不能满足城市交通的信息需求和快速、高效调节交通运输状况的要求，必须对停车场在管理上进行智能化改造，停车场的智能
3、化，主要是指利用现代高新的科学技术对停车场的运行进行自动化的管理，提高对车场管理的高效性、可靠性、安全性和停车场运行的自动化运作程度。通过对其进行智能化管理，尽量减少人工的参与，从而最大限度的减少人员费用以及由于人为失误或舞弊造成的损失，大大提高整个停车场的经济性、安全性与使用效率。但由于目前智能化停车场需要的相关技术要么没有成熟运用于停车场智能管理系统中，要么只是实现了局部的智能化，例如单纯的自动计费系统等。所以目前的停车场管理系统综合自动化程度和智能化程度还不是很高。作为停车场本身来说，随着大型、超大型停车场的不断兴建，停车场需要管理的车辆数量越来越庞大，管理难度加大，如何保证进入停车场的
4、每一辆车的安全是现代停车场在安全性方面所面临的一个重大考验。另外，随着规模的不断扩大，停车场内部针对停车用户的泊车引导日显重要，停车用户置身于停车位多达数千甚至上万的停车场中，往往很难自主快速找到停车位，如没有合适的泊车提示引导信息，将会引起停车场内部的秩序混乱，影响停车场的正常运行，这样也势必浪费用户的时间和社会能源，降低停车场的运行效率。而智能泊车引导系统可通过一定的车位检测技术进行车位检测，从而判断有无车位，然后将各个停车位信息通过一定方式与控制计算机相连，控制计算机通过数据处理，将信号传给引导指示器，指示司机快速将车辆驶入空车位，不仅能够提高了停车场的使用率，还降低了停车场的运营成本，
5、大大提高了智能停车场的社会效益和经济效益。因此，泊车引导系统的设计也是现代停车场智能管理系统研究中所要重点关注的一个方面。为满足现代人的高水平物质文化需要，满足人们的时间、效率等观念，节约人力物力，降低公司运营成本，同时使得整个车厂管理系统安全可靠，智能停车场的研究开发成为当今的热点项目。本课题主要研究如何将目前正在发展的科学技术应用到停车场智能管理系统中，希望能对提高停车场管理的智能化程度有一定帮助。 1.2 国内停车场管理系统的现状及发展趋势近年来，在国内私家车迅速增长的情形下，一些大型城市面临“车多位少”的困境，迫使很多车主把车直接停在道路上，这一方面影响交通畅通，带来交通安全隐患;另一
6、方面也不利用车辆的管理，车辆容易被破坏或被偷盗，给车主带来财产损失。与此同时，随着城市停车场规模也日益大型化，加之服务车辆繁杂，人工管理的效率和可靠性已难以满足其在管理上提出的要求，此时，运用监控、诱导、路闸等手段实现车辆的智能化管理应运而生。停车场智能管理系统是现代化停车场车辆收费及设备自动化管理的统称，是将车场完全置于计算机管理下的高科技机电一体化产品。据恒业国际控股集团有限产品经理罗海江介绍，停车场智能管理系统兴起于2001年，发展到现在系统正日趋完善，功能越来越面向国内的实际需求，系统操作也更加人性化。如今智能停车场管理系统已经经过了从早期对国外产品的跟随和模仿阶段，进入到了一个产品创
7、新，紧随市场需求并不断壮大的阶段。目前国内停车场系统生产企业有400多家，其中国产停车场系统产品约占市场份额的80%左右，国外停车场系统市场占20%。而在欧美地区，据了解，欧洲一些国家的停车产业发展已有50年的历史，并已达到一种良性循环和有序发展。停车产业也已成为年产值数十亿美元的大产业。美国的停车产业每年收入约达260亿美元，占全美GDP的3.25%。而我国的停车产业尚处于起步阶段，城市汽车保有量与停车位之比远低于国际公认的11.3的合理比例，加之今后相当长的一段时期内，作为国家支柱产业的汽车工业和汽车市场还将保持高速成长的态势，汽车保有量的增加必将带来对停车市场的需求增长，可见，只要城市有
8、关政策给予适当支持，停车业作为一个新兴产业具有广阔的前景，其发展规模和潜力巨大。目前，停车场管理系统应用的领域很广泛，如中小型商业收费停车场(酒店、写字楼、商场、剧院配套)、大型或超大型商业收费停车场(机场、体育场、展览中心)、小区停车场等等。智能交通系统 ITS (Intelligent Transportation system)是将先进的信息技术、通讯技术、传感技术、控制技术以及计算机技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系，而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合的运输和管理系统，是目前世界交通运输领域研究的前沿课题。智能停车场管理系统是智能交通系统 ITS
9、 的重要组成部分。智能停车场管理系统采用先进技术和高度自动化的机电设备，将机械、电子计算机和自控设备以及智能IC卡技术有机地结合起来，通过电脑管理可实现车辆出入管理、自动存储数据等功能，实现脱机运行并提供种高效管理服务的系统。 新型的智能停车场将生活理念和建筑艺术、信息技术、计算机电子技术等现代高科 技完美结合，提供的是一种操作简单、使用方便、功能先进的人性化系统。它依靠高科技，以人为本，采用图形人机界面操作方式，提供一种更加安全、舒适、方便、快捷和开放的智能化、信息化生活空间，促进了人文环境的健康发展。 第二章相关技术基本原理研究2.1射频识别技术2.1.1 射频识别系统简介：射频识别(Ra
10、dio Frequency Identification，RFID)技术，是利用射频非接触式自动识别技术，利用无线射频方式在阅读器和应答器之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换的目的。与传统的条码或磁条识别技术相比，射频识别技术具有非接触、作用距离远、精度高、适于恶劣环境、信息的收集和处理快捷灵活及较好的应用环境适应性、可识别运动目标等一系列的优点，在工业自动化、商品控制、交通运输控制管理等众多领域得到广泛的发展。同时RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。本课题提出一种基于RFID的智能停车
11、场管理系统，该方案集远距离感应式射频技术、自动控制技术和车辆检测技术于一体，应用于停车场收费管理、车辆控制与人员管理，具有先进、可靠、安全、方便、快捷等特点，有效的解决了业主和车主的难题；同时该系统还可方便的配合其他系统如门禁、消费等，从而实现不停车管理。最基本的射频识别系统由三部分组成：(1)射频标签：在这个系统中即分配给用户的射频卡。由耦合元件及芯片组成，标签含有内置天线，用于和射频天线闻进行通信。(2)读卡器(阅读器)：用来读取标签信息的设备，在停车场管理系统中，一般安放在出入口处，读取射频卡上的用户信息。另外它还可以用来初始化卡片和当用户充值时对卡进行数据的写入。(3)天线：在标签和读
12、卡器间传递射频信号。系统还通过读卡器的RS232或RS485接口与外部计算机(上位机主系统)连接，进行数据交换，将读取的信息上送至计算机进行处理或存储。根据不同的方式，射频卡有以下几种分类：(1)按供电方式分为有源卡和无源卡。有源是指卡内有电池提供电源，其作用距离较远，但寿命有限、体积较大、成本高；无源卡内无电池，它利用波束供电技术将接收到的射频能量转化为直流电源，为卡内电路供电，其作用距离相对有源卡短，但寿命长且对工作环境要求不高。(2)按载波频率分为低频射频卡、中频射频卡和高频射频卡。低频射频卡主要有125kHz和1342kHz两种，中频射频卡频率主要为1356MHz，高主要为433MHz
13、、915MHz、245GHz、58GHz等。低频系统主要用成本的应用中，如多数的门禁控制、校园卡、动物监管、货物跟踪等。中频系统用于门禁控制和需传送大量数据的应用系统；高频系统应用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合，其天线波束方向较窄且价格较高，在火车监控、高速公路收费等系统中应用。(3)按调制方式的不同可分为主动式和被动式。主动式射频卡用自身的射频能量主动地发送数据给读写器；被动式射频卡使用调制散射方式发射数据，它必须利用读写器的载波来调制自己的信号，该类技术适合用在门禁或交通应用中，因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。在有障碍物的情况下，用调制散射方式，读写器的能量必须来去穿
14、过障碍物两次。而主动方式的射频卡发射的信号仅穿过障碍物一次，因此主动方式工作的射频卡主要用于有障碍物的应用中，距离更远(可达30m)。(4)按作用距离可分为密耦合卡(作用距离小于1cm)、近耦合卡(作用距离小于15em)、疏耦合卡(作用距离约lm)和远距离卡(作用距离至少1m以上。(5)按芯片分为只读卡、读写卡和CPU卡。2.2 RFID系统技术基础2.2.1 RFID系统的构成射频识别系统由电子标签、读写器、计算机通信网络三部分组成，如图1-1所示。图2-1射频识别系统的结构框图(1)电子标签电子标签是RFID系统的数据载体。电子标签根据读写器发出的指令，做出相应的操作和响应。在实际应用中，
15、将物品信息写入电子标签中，在标签附着在待识别物体的表面。读卡器以无线射频的形式读取和更新存储在电子标签芯片中的数据，进行信息解读并进行相关的管理。标签天线是读写器和标签芯片之间信号和能量传递的中介，是标签与读卡器之间传输数据的发射、接收装置。标签按载波频率可以分为低频标签、中频标签和高频标签。低频标签主要有125kHz和134.2妞z两种，中频标签频率主要为13.56MHz，高频标签主要为433MHz、gl5MHz、2.45GHz等。低频标签主要用于短距离、低成本的场景，广泛的被应用在校园卡、动物监管、货物跟踪等，以往的基于RFID的智能停车场管理系统就是使用这种电子标签。中频标签常常用于门禁
16、控制和需传送大量数据的应用系统。高频标签应用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合，具有很高的效率，其天线波束方向较窄且价格较高，在火车监控、高速公路收费等系统中应用较多。标签按供电方式标签可以分为无源标签和有源标签。无源标签不带电池，其所需能量均由读卡器所产生的电磁波提供工作距离、存储容量等都受到能量来源的限制。有源标签是指标签内置电池供电，通信距离更远，但因其寿命有限、体积较大、价格相对较高，且不适合在恶劣环境下工作。主要应用于贵重物品远距离检测类型的应用领域。根据标签的读写功能来划分可将盯ID标签分为三种:只读标签、一次写入多次读标签和可读写标签。只读型标签的结构功能出厂时己经被写入;一次写多次读的标签是用户可以一次性写入数据的标签，写入后数据不变可以多次读取;可重写型标签内的信息可被读写器读取、更改或重写，这种标签生产成本较高，价格较贵。(2)读写器
