陈浩宇　刘健　赖滨滨　黄楷　洪玮　汪华斌　黄震

摘 要： 针对传统停车场管理效率不足、用户体验不佳等问题，设计了一种基于ZigBee无线技术与微信公众平台的停车场管理系统。系统采用ZigBee无线传感器网络采集停车场内车位、亮度等数据，借助GPRS模块传输数据，利用数据库服务器处理数据，并通过PC客户端和微信公众号监控数据，将停车场内数据“可视化”。测试结果表明，系统运行良好，符合预期要求。

关键词： 物联网； 停车场； ZigBee； GPRS； 微信公众平台

中图分类号：TP315 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2016）08-53-03

Abstract： In view of the problems of traditional parking lot management system that the efficiency is insufficient， the user experience is not good， and so on， a parking lot management system based on ZigBee wireless technology and WeChat public platform is designed. The system uses the ZigBee wireless sensor network to collect various data in the parking lot， including the parking spaces and brightness. And uses GPRS module to transmit the data， uses the database server to process the data， and the PC client and WeChat public number to monitor the data， so as to make the parking lot data visualized. Test results show that the system works well and meets the expected requirements.

Key words： Internet of Things； parking lot； ZigBee； GPRS； WeChat public platform

0 引言

近年来，我国汽车保有量不断增长，停车场规模日益大型化。随着“停车难”等问题的突出，传统停车场的管理效率和可靠性已难以满足现阶段的要求[1-4]。

ZigBee技术作为一种新兴的短距离无线通信技术，具有低成本、低功耗、低速率等特点[5]，并已大量应用于自动控制、工业监测等领域[6]。

本系统采用ZigBee模块[7-8]和GPRS模块[9-10]采集、传输数据，并利用数据库服务器作为数据服务中心。通过本系统，停车场管理员可借助PC客户端和微信公众号实时管理停车场；用户可使用微信公众号与停车场进行信息交互，使用停车短信提醒等服务。本系统设计初衷在于提升停车场管理效率，改善用户使用体验。

1 系统整体设计

系统主要由ZigBee无线传感器网络、数据库服务器、PC客户端和微信公众号四大部分构成。

系统整体介绍如下：ZigBee终端节点外接传感器采集数据，并将数据发送至ZigBee协调器；ZigBee协调器通过GPRS模块将数据发送至数据库服务器；数据库服务器接收并存储数据；PC客户端和微信公众号显示数据和发送指令。当汽车离开所停车位后，系统监测车位状态变化，自动向用户手机发送提醒短信[11]。系统架构如图1所示。

2 硬件设计

系统硬件主要由ZigBee模块、GPRS模块、红外传感器、光照传感器等构成。系统硬件框图如图2所示。

2.1 ZigBee模块

ZigBee模块芯片选用TI公司的CC2530芯片。CC2530芯片支持最新的ZigBee2007/PRO协议，具有更好的操作性、节点密度管理、数据负荷管理，并支持网状拓扑结构[12]。

2.2 GPRS模块

GPRS模块选用华为GTM900-C无线模块，支持GSM/GPRS两个频段，支持标准AT命令及增强AT命令。模块负责数据传输、短信发送等功能。

3 软件设计

3.1 ZigBee模块软件设计

ZigBee协调器启动后，自动选择信道，组建ZigBee网络。ZigBee终端启动后自动搜寻并加入ZigBee网络，并由ZigBee协调器分配一个随机且惟一的短地址。ZigBee终端入网后执行相应功能，如传感器采集数据。ZigBee模块软件设计流程如图3所示。

3.2 服务器软件设计

服务器程序采用Java语言开发，实现数据收发、数据存储等功能。服务器软件设计流程如图4所示。

3.3 PC客户端软件设计

PC客户端采用C#语言开发。作为停车场管理工具，实时显示停车场内部信息，并提供灯光控制等功能。PC客户端软件设计流程如图5所示。

3.4 微信公众号后台设计

利用微信公众平台提供的官方接口，后台采用PHP语言开发。通过微信公众号，用户可与停车场进行交互，管理员可随时随地管理停车场，实现功能和PC客户端一致。微信公众号后台设计流程如图6所示。

4 系统实现

4.1 数据采集与传输

ZigBee协调器启动后，自动通过GPRS模块与服务器建立远程连接；ZigBee终端采集并发送传感器数据；ZigBee协调器接收数据，并将数据发送至远程数据库服务器。服务器程序数据接收结果如图7所示。

4.2 PC客户端功能实现

PC客户端启动后自动连接服务器，实时更新程序主窗体：显示各区域空闲车位、亮度信息和照明灯状态；更新车位状态图。同时，实现照明灯控制（自动或手动）等功能。PC客户端主窗体界面如图8所示。

4.3 微信公众号功能实现

微信公众号实现驾车导航、用户信息、空闲车位信息、停车短信提醒以及管理员模式等功能。停车短信提醒演示效果如图9所示。

5 结束语

本系统结合ZigBee网络和GPRS网络实现无线通信，大大降低了系统架设和维护难度。借助微信公众平台，打破传统停车场的信息封闭性。本系统简单高效，交互性强，具有一定的实现意义和市场价值。

本系统目前只能显示停车位的个数，进一步的设想是设计并实现停车位的查询和引导功能。

参考文献（References）：

[1] 刘鸿智，李雪花，杜宇人.基于ZigBee的智能停车场管理系统[J].现代电子技术，2015.7：124-126，130

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[4] 杨清娜，李宥谋，葛茂. 智能停车场管理系统的设计与实现[J]. 物联网技术，2011，01：72-75

[5] 赵利芳. 智能停车场管理系统的设计[J]. 信息通信，2015.1：88-89

[6] 曹永健，钱承山，许强，胡二猛.基于物联网技术的停车场定位系统设计[J].电子技术应用，2014.6：42-44

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[8] 刘义才.智能检测技术在停车场管理系统中的应用[J].无线互联科技，2014.10：67-68

[9] 舒华文，周鹏.手机与ZigBee结合的城市停车系统[J].计算机工程与设计，2015.6：1676-1681

[10] 李正明，汪付川.基于嵌入式的智能停车场远程监控系统[J].电子器件，2014.4：742-745

[11] 朱振中，陈向东，张瑾，饶铖.面向停车场管理系统多协议网关研究[J].通信技术，2013.6：104-105

[12] 李正民，张兴伟，柳宏川.基于CC2530的温湿度监测系统的设计与实现[J].测控技术，2013.5：25-28