基于物联网的城市停车位管理系统

GPRS短信通知用户。

2.2　停车场主控节点

停车场主控节点作为一个停车场网络的路由节点和主控节点，是Internet和停车场网络的接口网关。停车场主控节点主要由2个MCU控制器和两个远距离无线通信模块GTM900B（华为GPRS通信模块）和EM770W（华为WCDMA 3G通信模块）组成。以MC13213无线传感网络微控制器为核心的停车场网络主控节点负责和停车位无线传感网络通信，将相关数据帧信息通过同步信号和SCI接口发送到2.5G/3G数据收发处理模块，该模块以32位ColdFire系列芯片MCF52223为核心（MCF52223芯片具有1个USB2.0通信和3个UART接口[10]，和3G模块/2.5G模块接口比较容易），接收数据后经处理后封帧，然后通过2.5G/3G发送到监控中心的服务器中。MCF52223可以通过SCI接口和GPRS模块GTM900B进行数据通信，也可以通过USB接口和WCDMA模块EM770W通信。同时2.5G/3G模块接收到监控中心的命令数据后，交由MCF52223解析，然后将解析后的命令发送到停车位网络的主控节点。主控节点将数据发送到停车位网络中传输。

3　软件设计

3.1　停车位测控节点主程序设计

主函数流程主要有三部分，有一个网络数据帧处理队列。第一个部分主要是系统的初始化和相关变量的设置；第二个部分主要是获取车载标签信息；第三个部分查看网络数据帧处理队列中是否有数据帧需要处理，如果有则将帧送给网络数据帧处理和转发模块来进行相关操作。

3.2　停车场主控节点软件设计

3.2.1　RFZigBee接收数据模块

该部分负责接收从停车位传感网络接收相关数据，判断该数据帧的正确性和合法性，然后对数据帧进行处理，之后经SCI模块发送至2.5G/3G数据收发处理模块。

每当RFZigBee接收模块收到一个IRQ中断，中断处理程序接收数据帧，在接收数据的过程中将数据放入缓存。应用程序循环扫描缓存区，一旦发现有数据，就取出数据并进行有效性验证，然后做相应处理之后转发数据，转发数据前要先发送同步信号，保持通信的同步和稳定。已发送数据帧缓存区定时清除。

3.2.2　RFZigBee发送数据模块

该部分主要负责侦听串口数据，然后解析数据帧，同时判断数据的有效性，判断是否为2.5G/3G数据收发处理模块发送来的命令。如果数据帧合法，那么对数据帧做一定的处理，然后发送给停车位传感网络。

所以MC13213无线传感网络主控节点主要是作为停车位传感网络的路由，将停车位传感网络中需要传输的数据发送给2.5G/3G的数据收发处理模块去处理，同时将有意义的数据帧传输给对应的停车位传感网络。

(1) 中断处理函数流程

中断流程主要包括IRQ中断和UART的中断。使用了IRQ3和UART0/USB中断。通过IRQ3来同步接收串口的数据。每次IRQ3中断来时清接收计数标志为0，同时使能UART0/USB接收中断。然后UART0/USB接收中断开始接收数据，每接收一个接收计数标志就要加1，直到达到数据帧的长度之后，作对应的校验，如果正确将置对应的标志位。

(2)主函数流程

主函数主要有两个任务：

① 检测是否收到GPRS/WCDMA模块的数据(该数据由监控中心发送)。如果收到，对数据进行相关处理，然后通过串口同步信号和UART0发送到MC13213无线传感网络主控节点模块。

② 检测USB/UART是否收到数据。如果收到数据，对数据进行解析，然后封成对应的数据帧，通过GPRS/WCDMA模块发送到监控中心的服务器上。

4　实验及效果

某国家级工业园区2010年初开始实施城市停车位管理系统，在进行停车位改造的同时，将无线传感节点嵌入停车位挡车器中，并在每个停车场安装主控节点设备，形成了一个覆盖整个区域停车场和停车位的无线传感网络。对区内的车辆安装车载终端，对进入区内的临时车辆，用车辆行驶证置换车载终端。经过几个月的测试，得出相关数据如表2所列。

表2　实验数据

从表中可以看出，通过使用城市停车位管理系统，已经有了一定的效果，随着应用区域的扩大，效果将更加明显。

结语

城市停车难是当今城市建设的一大弊病，在构建停车场停车位自组网络的基础上，对车辆进行智能化的引导、均衡分配和使用停车位资源是解决问题最好的方法之一，但关键是如何实现城市停车位网络的构建。本文的创新工作在于：

① 提出了一种新的基于物联网的智能城市停车位管理系统模型；

② 通过ZigBee技术，实现“车—停车位—停车场”相互感知；

③ 利用2.5G/3G通信技术对分散各处的停车场中各个停车位信息进行统一实时监控。

实验说明，本文的工作具有较高的研究价值和产业化价值。

参考文献

[1] ITU Strategy and Policy Unit (SPU). ITU Internet Reports 2005: The Internet of Things[R]. Geneva: International Telecomm