引言
物聯(lián)網(wǎng)是指通過(guò)各種信息傳感設(shè)備,，如射頻識(shí)別技術(shù)、全球定位系統(tǒng),、紅外感應(yīng)器,、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等各種裝置與技術(shù),，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控,、連接、互動(dòng)的物體或過(guò)程,，采集其聲,、光、熱,、電,、力學(xué)、化學(xué),、生物,、位置等各種需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò),。其目的是實(shí)現(xiàn)物與物,、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接,，方便識(shí)別,、管理和控制。
本文設(shè)計(jì)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的區(qū)域智能車輛管理系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)繳費(fèi)無(wú)人化,，信息透明化、實(shí)時(shí)化,，能夠減少繳費(fèi)時(shí)間,，緩解交通壓力，節(jié)省人力,、財(cái)力,，最終實(shí)現(xiàn)交通管理智能化。
1 設(shè)計(jì)背景
電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)是目前世界上最先進(jìn)的收費(fèi)系統(tǒng),，是智能交通系統(tǒng)的服務(wù)功能之一,，過(guò)往車輛通過(guò)道口時(shí)無(wú)須停車，即能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)收費(fèi),。車輛在通過(guò)收費(fèi)站時(shí),，通過(guò)車載設(shè)備實(shí)現(xiàn)車輛識(shí)別、信息寫(xiě)入（入口）并自動(dòng)從預(yù)先綁定的IC卡或銀行帳戶上扣除相應(yīng)資金（出口）,，使用該系統(tǒng),，車主只要在車窗上安裝感應(yīng)卡并預(yù)存費(fèi)用，通過(guò)收費(fèi)站時(shí)便不用人工繳費(fèi),，也無(wú)須停車,，高速費(fèi)將從卡中自動(dòng)扣除。這種收費(fèi)系統(tǒng)每車收費(fèi)耗時(shí)不到兩秒,，其收費(fèi)通道的通行能力是人工收費(fèi)通道的5到10倍,。
ETC系統(tǒng)由后臺(tái)系統(tǒng)、車道控制器,、速度傳感器裝置和微波通訊設(shè)備等組成,。
本文引入GPRS提供了對(duì)車主的收費(fèi)信息通知功能；并在此基礎(chǔ)上,，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)中的其他關(guān)鍵技術(shù),，將之利用在車輛管理系統(tǒng)中。當(dāng)代車輛管理系統(tǒng)大多依靠人工登記,，在一個(gè)大型停車場(chǎng)中,，入口和場(chǎng)內(nèi)都需要有相關(guān)人員進(jìn)行監(jiān)護(hù)和登記，在車輛進(jìn)出高峰期存在人員不足,、調(diào)度失調(diào),、存在安全隱患等不足；在車輛數(shù)量的低谷時(shí)期又存在人員冗余的問(wèn)題,，所以一種無(wú)人值守的智能車輛管理系統(tǒng)亟須融入到現(xiàn)代物流管理系統(tǒng)中,。
目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)的比較先進(jìn)的車輛管理雖然能夠一定程度實(shí)現(xiàn)無(wú)人化管理，但是存在很多問(wèn)題,。首先,，僅僅使用了射頻識(shí)別技術(shù)，能夠做到自動(dòng)收費(fèi),，但是在無(wú)人監(jiān)管下存在收費(fèi)不透明的問(wèn)題,。而我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)將語(yǔ)音播報(bào)和電話告知加入到停車收費(fèi)中，這樣大大增加了收費(fèi)的透明度,。其次,，目前的系統(tǒng)對(duì)停車場(chǎng)所得監(jiān)管缺少更全面的措施，有線監(jiān)控設(shè)備存在線路容易被破壞的缺點(diǎn),，因此在安防中有很大盲區(qū),。而我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)采用無(wú)線通信方式傳回圖像信息，并且在車位安裝了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),，這樣可以將監(jiān)控措施具體到每一個(gè)車位,，極大增強(qiáng)了停車區(qū)域的安全系數(shù),。
最后，出于安全考慮,，在GPRS建立的人機(jī)交互中,，增加了事故播報(bào)等功能。這樣即便發(fā)生了事故,，車主也能第一時(shí)間了解到情況從而做出最快的方案,。
2 設(shè)計(jì)原理
2.1 設(shè)計(jì)思路
出于完善和更人性化電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)、解決大型停車場(chǎng)以及小區(qū)停車場(chǎng)的車輛管理調(diào)度的目的,，本設(shè)計(jì)以物聯(lián)網(wǎng)為背景,，將嵌入式技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù),、檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù),、數(shù)字控制等技術(shù)有效地集成運(yùn)用于交通運(yùn)輸管理體系。
系統(tǒng)包含以下幾個(gè)部分：車輛射頻識(shí)別和信號(hào)處理部分,、視頻監(jiān)控及圖像傳輸部分,、區(qū)域內(nèi)部無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)部分、GPRS通訊部分,、上位機(jī)綜合決策部分,，其系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖2所示：
2.2 模塊設(shè)計(jì)
2.2.1 RFID讀寫(xiě)設(shè)備
RFID讀寫(xiě)設(shè)備主要完成車上卡片與主機(jī)上的信息的交換，用于識(shí)別車輛信息以及完成收費(fèi)等一系列服務(wù),，此部分要求模塊穩(wěn)定度高,，靈敏度高，可以實(shí)現(xiàn)2米以上讀卡,，讀卡速度可以設(shè)定,，至少是10ms，相同ID信息輸出時(shí)間間隔設(shè)定為2分鐘以上,，與上位機(jī)通信采用232接口,，系統(tǒng)可以在很短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)收費(fèi)等系列服務(wù)。
無(wú)源RFID系統(tǒng)由無(wú)源RFID標(biāo)簽,、天線,、RFID讀卡器組成，如圖3所示：
2.2.2 視頻監(jiān)控及圖像傳輸部分
攝像頭作為RFID讀寫(xiě)器的輔助設(shè)備,，可以在繳費(fèi),、登記時(shí)對(duì)車輛進(jìn)行監(jiān)控、抓拍,，防止在無(wú)人值守情況下發(fā)生車輛作弊行為,。
應(yīng)用基于WIFI的無(wú)線IP攝像頭作為監(jiān)控設(shè)備。選用88W8510 WIFI模組來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有IEEE 802.11b/g功能的無(wú)線橋接設(shè)備,，以構(gòu)建無(wú)線傳輸環(huán)境,，將攝像頭DSP送出的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)打包分組,，通過(guò)無(wú)線環(huán)境傳送到電腦或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，在上位機(jī)決策終端顯示圖像信息,。圖7為無(wú)線攝像頭監(jiān)控界面以及車庫(kù)中反射式紅外傳感器的測(cè)量返回值,，用以判定車輛是否進(jìn)入。其工作原理圖如圖4所示：
2.2.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)
項(xiàng)目中,，每個(gè)車庫(kù)或者車位都裝有一套基于CC2530的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，以CC2530為核心,，搭建溫度,、濕度、位置傳感器等相關(guān)外設(shè),，可以實(shí)時(shí)采集車位信息,，并以一定的時(shí)間間隔將數(shù)據(jù)互發(fā)送給子網(wǎng)的主機(jī)，再由主機(jī)發(fā)送給上位機(jī)決策端,，在必要的情況下可以通過(guò)GPRS模塊把車位信息迅速傳給車主,，保證了停車場(chǎng)及車主財(cái)產(chǎn)的安全。傳感器節(jié)點(diǎn)模塊如圖5,、圖6所示,。
Zigbee節(jié)點(diǎn)模塊" border="0" src="http://files.chinaaet.com/images/20110720/720a84cd-9465-46a4-b7ae-1cac8e6c07e5.jpg" />
2.2.4 GPRS通信設(shè)備
采用MC52i 模塊作為GPRS通信的核心，如圖7所示,。當(dāng)車輛進(jìn)出停車場(chǎng)時(shí),，可將RFID讀寫(xiě)器對(duì)車主的射頻卡進(jìn)行的操作以短信或者語(yǔ)音播報(bào)的形式告知車主，這樣可以將停車場(chǎng)的收費(fèi)信息,、停車場(chǎng)的車位情況,、環(huán)境信息及時(shí)傳達(dá)給車主，如圖8所示,。
2.2.5 綜合決策終端
本文設(shè)計(jì)的上位機(jī)綜合決策終端作為智能車輛管理系統(tǒng)的核心,，軟件采用C#語(yǔ)言編，寫(xiě)能夠?qū)崟r(shí)顯示RFID讀寫(xiě)器的工作情況,，將讀取的車輛信息,、車輛停放時(shí)間、收費(fèi)情況,、停車場(chǎng)車位情況,、環(huán)境信息等數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，方便存檔和調(diào)用,。同時(shí),，和GPRS模塊相連，能夠由管理員在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候向車主發(fā)送信息,，或者預(yù)設(shè)好發(fā)送信息的時(shí)間,，系統(tǒng)可以通過(guò)實(shí)時(shí)時(shí)鐘定時(shí)給每一位進(jìn)出停車場(chǎng)的車主報(bào)送相關(guān)信息,。實(shí)現(xiàn)快速信息處理，縮短服務(wù)時(shí)間,，提高工作效率,。
3 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，本文設(shè)計(jì)的車輛管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)不停車收費(fèi),，既省時(shí)又省力,。通過(guò)GPRS及時(shí)將收費(fèi)信息、出入時(shí)間等反饋給用戶,。利用Zigbee技術(shù)組建無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),，將停車場(chǎng)信息融入到控制終端，方便物流管理,。該套系統(tǒng)綜合性價(jià)比極高,，不僅適用于小區(qū)車輛管理，還用于高速不停車收費(fèi)系統(tǒng),、圖書(shū)館管理,，倉(cāng)庫(kù)管理，畜牧管理,，軍事管理等領(lǐng)域,，推進(jìn)了物流管理的智能化發(fā)展。