隨著社會的進步和發(fā)展，城市由于交通工具的增加造成的交通擁擠甚至混亂給人們的生活帶來極大的不便，如圖1所示車主遇到的困難主要有以下幾方面：

 

 

停車管理為解決車主的顧慮，在小區(qū)、商業(yè)大廈等公共場所搭建智能化停車管理平臺，以達到停車用戶進出方便、快捷、安全的目的，最終實現信息化，有效化，穩(wěn)定化管理的目的。

 

 

智能停車場整體解決方案搭建過程主要包括圖3所示出入口控制、安全監(jiān)控、用戶管理、后臺數據管理四大組成部分，接下來簡要介紹其中幾種搭建方案。

 

 

1.1 智能停車場——車輛出入控制系統

致遠電子采用FreescaleI.MX6系列的雙核/四核Cortex-A9處理器的M6708-T系列核心板具體應用方案如圖4所示，其中是涉及到的攝像頭、顯示屏幕、語音播放、閘機控制，以及車位管理、車輛引導、計費加密、人機交互等均可通過M6708-T系列核心板進行整體控制。實際應用接口與產品實物圖可參考圖5進行設計。

 

 

 

1.1.1 采用M6708-T系列核心板優(yōu)勢

1. 視頻流處理能力強

l 車流量多時，容易出現前車遮擋住后車車牌的情況，通過視頻車牌識別，選擇視頻流中車牌未被遮擋時的圖片進行車牌識別，得到最佳車牌。

l 通過視頻流選擇合適車牌圖片進行識別，避免抓拍點拍攝的車輛圖片車牌過大或過小導致車牌無法識別的情況。

l 復雜環(huán)境中(如夜晚)，通過對視頻流多幀圖片分析，選擇效果較好圖片進行識別，得到最佳車牌、車位信息。

2. 專用液晶顯示屏接口，音視頻處理性能優(yōu)越

l M6708-T系列核心板硬件定位為支持多媒體、音視頻流處理功能，對圖像處理與識別支持1080p解碼、處理器后臺3D加速等。

l 液晶顯示、視頻流處理，音頻輸出同時進行，互不影響。

l 液晶顯示多通道穩(wěn)定輸出，簡單雙核版本支持同時輸出雙路視頻源;四核版本支持三路視頻源。實現車位引導、人機交互、廣告屏等多媒體功能并存。

3. 大容量存儲及擴展支持多種存儲及應用

l 4GB板載存儲輕松實現多種收費軟件：出入口收費、中央收費、自助繳費機收費，移動端繳費以及車牌識別軟件的存儲、燒錄。

l 32GB內存卡擴展、SATA2.0硬盤擴展，大容量支持文件備份、監(jiān)控保存、廣告機影音收錄。

4. 同時支持4G、千兆以太網數據傳輸

l 4G無線接口，千兆以太網接口支持雙網冗余，在網絡中斷時也可確保系統正常運行通訊?？刂茊卧捎肐oT-3968擴展網關，更大程度的利用網絡資源。

5. 同時支持有線、無線數據傳輸

有線數據傳輸支持：RS232、RS485、CANbus、千兆以太網、百兆以太網、DI、DO、USB-Host、SATA-2.0等。

無線數據傳輸支持：4G/3G、GPRS、藍牙、WIFI、RFID、ZigBee、LoRa、GPS、北斗定位等。分為板載模塊及天線、miniPCIe接口及天線兩類應用形式。

1.1.2 自動道閘控制

“免取卡視頻出入口系統”是車輛到達入口，進入視頻識別范圍或地感線圈檢測到信號后，觸發(fā)卡口主輔攝像機進行拍照，視頻車牌識別軟件通過視頻流自動識別車牌號碼，視頻流識別是對視頻流中的所有圖片進行快速分析，并智能選擇最佳圖片進行識別，將識別出的多個車牌號進行最佳篩選，選出最佳結果作為識別結果。同時，將數據通過有線或無線兩種形式上傳至控制中心，道閘自動升起，司機開車入場，進場后道閘自動關閉，收費管理系統中該車輛的停車計時開始。

如圖6左側系統架構圖所示，系統架構圖中的控制單元部分可以采用FreescaleI.MX6 系列的雙核/四核Cortex-A9處理器的核心板進行整體控制。道閘機實物如圖6右圖所示。

 

 

道閘起落桿由控制單元的繼電器隔離輸出端口DO實現正反轉起落控制。起落桿高低限位信號由光耦隔離輸入端口DI采集并送交控制器處理。

當道閘突發(fā)故障或處于事故中時，可采取自動切換手動方式控制?？衫肳IFI模塊、藍牙模塊實現工作人員的無線控制。

PCIE-WIFI是廣州致遠電子精心推出的一款工業(yè)級Wifi模塊，如圖7該模塊采用了正基科技有限公司ZW6201設計，可滿足數據采集或更高水平用戶互動的消費電子和工業(yè)控制應用。

 

 

ZLG9021P0-1是一款低成本、低功耗、小尺寸的藍牙4.0 BLE模塊，該模塊采用半孔工藝將I/O引出，幫助客戶繞過繁瑣的射頻硬件設計、開發(fā)與生產，加快產品上市。完善的軟件開發(fā)平臺可滿足快速開發(fā)需求，減少軟件投入，縮短開發(fā)周期。該模塊方便迅速橋接電子產品和智能移動設備，可廣泛應用于有此需求的各種電子設備。

 

 

自動道閘支持電機離合，斷電手動快速操作，來電自動復位。閘桿遇阻返回功能。線控遙控可選;可選配低溫自動加溫電路。

1.1.3 讀卡發(fā)卡控制

可分為接觸式和非接觸式兩類方案。

可采用ZLG600系列讀卡模塊方案。ZLG600A系列RFID讀寫卡模塊是基于復旦微平臺開發(fā)的13.56MHz讀寫卡模塊。此系列符合ISO14443、ISO7816標準，支持Mifare卡、CPU卡和接觸式SAM卡的操作。用戶無需了解底層寄存器，幾條簡單的串口命令即可實現RFID讀寫卡功能?？煞奖憧旖莸貙⒔佑|式/非接觸式IC卡技術融入到產品中。

 

 

對于非接觸式讀卡發(fā)卡方案，在車輛距道閘機2m~50m范圍內，通過控制單元所帶有的藍牙無線模塊實現非接觸式讀卡。道閘機集成發(fā)卡機裝置，可實現升級、充值、查詢、發(fā)放停車卡等配套功能。

1.1.4 車位檢測控制

如何解決城市車輛通行與車輛停放是解決城市交通問題的兩大重要課題，拓展和挖掘城市的停車資源，解決停車問題，并建立靜態(tài)停車與動態(tài)交通相結合的智能交通管理系統是當代交通管理的必然趨勢，目前各省市也在加快路邊占道停車和商業(yè)停車場的智能化改造，實現停車場車位智能管理，動態(tài)有效地提升車位管理效率。

停車場車位檢測控制亦可通過有線與無線兩種方案實現。

通過車位地磁傳感器，檢測車輛位置。信息可通過RS485或CANbus總線接入控制單元做中心控制管理。

 

 

 

車位路口帶有指示燈，指示當前車輛位置和通行狀態(tài)。

在停車場車位智能管理系統中，地磁車位檢測器、智能車位鎖在信息傳輸方面布線都非常困難，無線傳輸是占絕對優(yōu)勢的解決方案，甚至目前很多有線的超聲波車位檢測器也逐步采用無線替代，實現系統歸一化，而在無線傳輸方面，LoRa方案在該領域又具備了更多的優(yōu)點：

無線通訊，有效解決戶外停車場施工布線、安裝維護不便等問題，具有安裝及維護簡便、施工免布線、節(jié)約施工成本、縮減施工周期等優(yōu)點;

LoRa無線擴頻技術，具備-148dBm的接收靈敏度，通訊距離可以達到8km，大大減少網關數量和施工成本;

LoRa采用ISM頻段無線通信技術，在實際應用中，地磁/車位鎖安裝方法、車輛底盤都會對無線通訊產生很強的干擾作用，融合了數字擴頻、數字信號處理和前向糾錯編碼，有效保證無線通訊穩(wěn)定可靠和抗干擾能力。

超低功耗設計，采用電池供電使用壽命可長達3~5年。

 

 

控制單元可使用致遠電子LoRa模塊做中心主機，同各車位安置的從機實時通訊。

 

 

 

1.1.5 車牌檢測識別

車牌檢測識別可選用IP-Camera，由控制單元提供網口與之通訊，實現車牌信息識別等。

 

 

控制單元通過繼電器隔離DO端口控制聚光燈補光，以保證惡劣環(huán)境下對車牌的識別。

1.1.6 顯示信息控制

停車場有顯示需求的信息較多，可采用分屏控制顯示方案。

停車場道閘機處可采用LED點陣屏，如圖16采用RS485接口控制。實現車輛進入歡迎語和牌照信息反饋顯示。

 

 

HDMI顯示屏，可播放1080P視頻，于停車場內立式或掛屏顯示空閑車位、已占用車位數、可用車位及相應引導信息等。也可播放廣告。

 

 

讀卡發(fā)卡處可采用LVDS顯示操作人機界面，支持USB觸摸屏。顯示刷卡信息、車輛車主等信息、費用記錄扣費信息等。

控制單元提供I2S接口及基本語音處理芯片，可選配功放方案及錄音播放方案。實現語音提示、對講，播報計費通知等。

1.1.7 車位引導控制

可采用超聲波、紅外、地感、接近線圈等傳感器通過控制單元的光耦隔離數字量輸入DI采集至控制器，實現閘機口處車輛通過識別檢測。

停車場內車位空閑數、自由車位停車情況、固定車位停車情況、可使用的自由車位信息等可通過各個車位的地磁傳感器采集后集中通過RS485總線與控制單元的RS485隔離端口通訊。經過控制單元處理以圖形界面的形式于停車場內的HDMI引導屏顯示并實時更新。

“視頻車位引導系統”采用圖像處理技術，設計中將車位安裝一個視頻車位檢測終端與一個車位狀態(tài)指示燈合二為一，作為前端采集及檢測設備;兩個車位為一組，共用一個區(qū)域視頻控制器;區(qū)域視頻控制器把采集到的車位信息及車輛信息進行識別，實時驅動車位指示燈切換至相應的顏色，同時將車牌照片和車位信息通過網絡交換機上傳至應用服務器，更新電子地圖并保存。每個停車場設置一個數據服務器，管理本停車場車牌圖像;通道處設置有引導屏，提示空余車位數，供駕駛者尋找空車位。

 

 

 

 

1.2 智能停車場——安全控制系統

1.2.1 安全檢測

控制單元提供MIPI-CSI攝像頭接口，監(jiān)控攝像頭的模擬接口可通過致遠電子攝像頭轉接板與之良好通訊?？刂茊卧С?2G存儲卡擴展，四核版本核心板控制器支持SATA-2硬盤擴展?？蓪崿F大容量存儲監(jiān)控視頻等信息。

Camera-Demo是廣州致遠電子開發(fā)的一款配件板。該板采用ADV7180模擬轉數字解碼方案， 可分時采集四路模擬攝像頭信號，并轉為數字信號，通過CSI接口連至CPU進行處理。主要用于工控主板CSI攝像頭功能。

 

 

1.2.2 報警系統

中心控制單元提供繼電器隔離的DO接口，CPU在接收到危險信息時觸發(fā)開啟報警系統如報警指示燈、警鈴。此外控制單元提供I2S接口的錄音播放功能可實現語音報警提示，在事故時能夠提醒習慣人員。

在停車場突發(fā)安全事故時，控制單元采集到危險信息后，迅速將實時處理的信息通過USB、SD、SATA等備份至存儲中，或聯網備份。標配的龍尚U9501P 4G無線模塊第一時間將危險信息上報至停車場管理處。

1.2.3 通信管理

采用M6708-T核心板的控制單元可實現有線通信：如網絡、RS232、RS485、CANbus、DI/DO等形式通信?？膳渲弥逻h電子IoT-3968作為其網關設備。

ZLG致遠電子為工業(yè)互聯網領域推出了智能無線網關IoT-3968L，以ARM9為核心，采用兩路MiniPCIE接口設計，并提供多種可選配的無線接口模塊(采用MiniPCIE接口設計，包括Wi-Fi、ZigBee、LoRa、GPRS、2G/3G/4G等)，方便客戶快速搭建合適自身行業(yè)的智能物聯網網關產品。

 

 

同樣，該控制單元亦可實現多種形式的無線通信：如藍牙(貼片郵票孔)、4G(miniPCIe)、WIFI(miniPCIe)、LoRa(miniPCIe)、ZigBee(miniPCIe可選)、GPRS(miniPCIe可選)、北斗/GPS(貼片郵票孔可選)。實現遠程遙控各設備，識別監(jiān)控車輛車位，集中管理等功能。

ZM516X系列ZigBee無線模塊是廣州致遠電子基于NXP JN5168芯片開發(fā)的低功耗、高性能型ZigBee模塊，它提供一個完整的基于IEEE802.15.4標準ISM(2.4-2.5GHz)頻段的應用集成方案。支持FastZigBee、ZNET、JenNet-IP、ZigBee-PRO、RF4CE等協議，可快速應用于工業(yè)控制、工業(yè)數據采集、農業(yè)控制、礦區(qū)人員定位、智能家居，智能遙控器等場合。

 

 

PCIE-SIM800G是廣州致遠電子股份有限公司推出的一款工業(yè)級GPRS模塊，該模塊采用SIMCom公司SIM800G設計，模塊尺寸小巧，可滿足物聯網數據采集或消費電子和工業(yè)控制等應用。

 

 

控制單元增加ESAM通訊加密方案，確保通信安全。

1.2.4 系統維持

控制系統支持有線或無線系統升級、遠程監(jiān)控等功能，以確保軟件設施的可維護性。

提供完善的UPS電源方案，在占用極低的PCB面積情況下實現掉電檢測、15s掉電續(xù)航等維持系統的應急預案。

 

 

1.3 智能停車場——用戶管理系統

1.3.1 用戶管理

用戶管理系統軟件可實現信息存儲、加密，用戶信息的安全管理。管理系統已做好用戶分類及權限查詢，實現用戶信息分類。

停車場車位智能管理系統節(jié)點(節(jié)點包括：無線停車地磁、無線超聲波感應器、無線停車鎖)無線傳輸部分采用LoRa無線模塊ZM470SX-M / ZM433SX-M。由于以上幾個產品應用環(huán)境的特殊性，ZLG致遠電子還為客戶提供各種天線布局方面的協助服務，為客戶縮短研發(fā)周期、提升產品整體競爭力提供有效的保證。

 

 

此外管理系統也為管理員開設管理權限，后臺操作權限等使用支持。

1.3.2 收費計費

系統軟件支持多種計費模式及計費管理?？蓪崿F計費收費的標準化。

控制單元可配備 ZLG 致遠電子的微型打印機，通過串口控制崗亭或智能刷卡機的票據打印功能。

ZYTP58-II是廣州周立功單片機科技有限公司推出的一款熱敏微打控制模塊。此模塊兼容58mm常用機芯，支持寬壓打印，過溫保護，缺紙檢測等功能。串口指令控制，操作簡單，縮短用戶開發(fā)周期，加快產品上市，是熱敏打印機機芯驅動的首選。

系統通過打印機支持紙票方式，降低丟卡損失：臨時停車用戶在入口按鍵，系統即自動打印票據，停車者持紙票即可進行停車定位、反向查詢及繳費，并支持在出口實現自動回收。并提供采集打印用紙不足、臨時卡存量不足等信息。

 

 

1.4 智能停車場——后臺數據管理系統

1.4.1 數據中心主機

固件及應用程序支持信息存儲、運算， 服務器后臺建立數據的存儲管理中心。 可實現各級別各對象通信交互， 整個系統的權限管理。 數據中心主機系統及其子系統具有可維護性，可升級性，環(huán)境可靠性。

強大的后臺數據管理系統可實時備份使用中產生的大量數據，通過APP或微信公眾號等平臺為客戶實時提供數據支持。

1.5 智能停車場——一體化系統解決方案

未來的全視頻智能停車場將作為一個停車問題的綜合解決方案，在集成停車場系統資源方面有著卓越的優(yōu)勢，實現從車輛快速進場、快速停車，再到車主返回車場時快速找車、快速繳費等一系列完整的、全自動化的功能。從而有效解決包括商場、機場等公共場所在內的停車場由于車流量大造成的停車慢、繳費慢、停車難、找車難等社會問題，將停車場的資源最優(yōu)化。

1.5.1 產品失效分析

對于廣大車主來說，產品安全已經越來越受到用戶青睞。在滿足基本功能需求的前提下，對于系統的高可靠性、高可維護性和應急預案等逐漸關注。產品質量是企業(yè)的生命線，失效分析不僅可以提升質量，同時為企業(yè)技術開發(fā)、技術改造提供了可用信息，可極大豐富產品的技術含量和客戶滿意度。

表1 產品功能失效分析

分類	需求細則	失效情況	應急預案
通用	按規(guī)定讀卡繳費	磁卡失效/錯卡/ 余額不足/欠費	影音通知用戶；自檢讀卡器是否失效；緊急使用臨時卡
		讀卡器功能失效	人工干預維護，失效情況通訊上報至管理處維護處理
	按指示或保安 要求行駛調度	指示牌失效	用戶聽從保安；指示牌控制部分添加對主機通訊應答
	信息查詢	現場信息查詢功能失效/資源不足	服務器定期備份更新；現場查詢失效將發(fā)送至手機
	良好的人機互動	顯示或語音失效	服務器記錄/暫不使用。保安通過有/無線人工干預閘機
	指示信息	指示信息無法告知車主	保安人工干預，信息通過收集發(fā)送至客戶
	刷卡讀卡 自動繳費操作	讀卡距離不足	識別盤面是否存在遮擋物，且判斷有無感應信號。 語音告知讀卡距離不足。
持卡者	電腦抓拍 圖像記錄	天線感應失效	地磁、超聲波、紅外等傳感器備用。
	刷卡操作完畢 聲音提示	提示音失效	匯總信息上報管理處服務器，保安人工干預
	閘機升起、 顯示屏+提示音	顯示+提示音失效	自檢報管理處。臨時由保安通知車主。屏幕顯示“異常”
	刷卡有誤顯示	余額不足或此卡已作廢。	影音通知用戶；自檢讀卡器是否失效；緊急使用臨時卡
	入場后閘機 自動關閉	限位開關/落桿控制失效	服務器記錄/暫不使用。保安通過有/無線人工干預閘機
臨時 停車	按標停行車取卡	讀卡距離不足/錯卡/失效	有無遮擋物，有無感應信號。影音告知讀卡距離不足
	電腦抓拍 圖像記錄	電腦抓拍記錄圖像， 分配停車位	匯總信息上報管理處服務器，保安人工干預
	語音及圖像提示	聲音提示/錯誤操作提醒	匯總信息上報管理處服務器，保安人工干預
現場管理常規(guī)監(jiān)管	與管理處通訊	車場控制器異常動作； 與管理處通訊失敗	握手協議添加類似心跳檢測信號，異常時管理處可知會
	固定的車主， 按固定位停放	占用固定車位	固定車位檢測；非指定車輛將警報及上報。
	車輛牌照信息 及識別顯示	圖像采集部分失效或線路功能失效	替換IP-Camera；線路損壞時通訊異常上報服務器處理
	登記查詢車型 牌號進出時間	登記功能失效；查詢失效	人工錄入；服務器備份查詢
	監(jiān)管禁止場內加油及維修	檢測或監(jiān)控失效	匯總信息上報管理處服務器，保安人工干預
	禁止非機動車 進入顯示	顯示失效
	車場關閉前禁行提示及疏導	指示牌、警報、語音
災害處理	防火/水/盜破壞	傳感器故障	主控定期識別采集的信息，若無信息或異常信息將處理
	可疑人員及有損形象者監(jiān)管	因災害故障、受損時	匯總信息上報管理處服務器，保安人工干預
	盜搶殺刑事案件上報及報警
	照明消防空調 等系統監(jiān)管		管理處啟用該車場備份信息，告知人員確認情況后處理
	火水災害處理
管理處管理	常規(guī)通訊	臨時指揮分管車場操作	常規(guī)通訊需要與從機建立握手信號或心跳信號
	信息收集 整理存檔	數據庫因災害或檢修等局部掉電	服務器利用UPS，盡快備份。平時規(guī)律備份更新存檔。
	整體用電監(jiān)控	車場違章用電或超負荷用電處理	局部/整體報警。斷電的UPS預案；過載監(jiān)控斷電控制
	事故、災害、 案件處理機制	無法檢測到停車場的災害現場或處理	停車場同步局部/整體報警?？刂葡到y通知人員干預

1.5.2 環(huán)境適應性

停車場各設備通過致遠電子EMC實驗室、安規(guī)實驗室、環(huán)境實驗室等實際模擬惡劣應用狀況試驗。各分立器件均可達到EMC最低工業(yè)三級標準，有良好的靜電抗性、雷擊浪涌抗性、電瞬變群脈沖抗性、以及極低的EMI傳導騷擾情況;具有-40℃~+85℃的工業(yè)級環(huán)境適應性。為整套系統的可靠性安全穩(wěn)定提供切實保障。