“老司机”教你玩转智能停车场（手动挡停车场可联机正版）

公共停车场当前存在的停车慢、缴费慢、停车难、找车难等现象已成为社会问题。智能停车场实现车辆快捷进出、启停、寻位、缴费等一系列全自动化功能。将为停车问题提供综合解决方案和极速用户体验。随着社会的进步和发展，城市由于交通工具的增加造成的交通拥挤甚至混乱给人们的生活带来极大的不便，如图1所示车主遇到的困难主要有以下几方面：

图1 传统停车管理弊端

停车管理为解决车主的顾虑，在小区、商业大厦等公共场所搭建智能化停车管理平台，以达到停车用户进出方便、快捷、安全的目的，最终实现信息化，有效化，稳定化管理的目的。

图2 智能停车预实现目的

智能停车场整体解决方案搭建过程主要包括图3所示出入口控制、安全监控、用户管理、后台数据管理四大组成部分，接下来简要介绍其中几种搭建方案。

图3 智能停车场整体方案设计

一、智能停车场——车辆出入控制系统

如图4所示，其中是涉及到的摄像头、显示屏幕、语音播放、闸机控制，以及车位管理、车辆引导、计费加密、人机交互等，实际应用接口可参考图5进行设计。

图4 免取卡视频出入口系统应用

图5 M6708-T核心板智能停车行业系统基本应用接口图示

1、自动道闸控制

“免取卡视频出入口系统”是车辆到达入口，进入视频识别范围或地感线圈检测到信号后，触发卡口主辅摄像机进行拍照，视频车牌识别软件通过视频流自动识别车牌号码，视频流识别是对视频流中的所有图片进行快速分析，并智能选择最佳图片进行识别，将识别出的多个车牌号进行最佳筛选，选出最佳结果作为识别结果。同时，将数据通过有线或无线两种形式上传至控制中心，道闸自动升起，司机开车入场，进场后道闸自动关闭，收费管理系统中该车辆的停车计时开始。

如图6系统架构图所示，系统架构中的控制单元部分可以采用FreescaleI.MX6 系列的双核/四核Cortex-A9处理器的核心板进行整体控制。

图6 视频出入口系统架构图

道闸起落杆由控制单元的继电器隔离输出端口DO实现正反转起落控制。起落杆高低限位信号由光耦隔离输入端口DI采集并送交控制器处理。

当道闸突发故障或处于事故中时，可采取自动切换手动方式控制。可利用WIFI模块、蓝牙模块实现工作人员的无线控制。

图7 PCIE-ZW6201 WIFI模块

ZLG9021P0-1是一款低成本、低功耗、小尺寸的蓝牙4.0 BLE模块，该模块采用半孔工艺将I/O引出，帮助客户绕过繁琐的射频硬件设计、开发与生产，加快产品上市。完善的软件开发平台可满足快速开发需求，减少软件投入，缩短开发周期。该模块方便迅速桥接电子产品和智能移动设备，可广泛应用于有此需求的各种电子设备。

图8 ZLG9021P0-1 蓝牙模块

自动道闸支持电机离合，断电手动快速操作，来电自动复位。闸杆遇阻返回功能。线控遥控可选；可选配低温自动加温电路。

2、读卡发卡控制

可分为接触式和非接触式两类方案。

可采用ZLG600系列读卡模块方案。ZLG600A系列RFID读写卡模块是基于复旦微平台开发的13.56MHz读写卡模块。此系列符合ISO14443、ISO7816标准，支持Mifare卡、CPU卡和接触式SAM卡的操作。用户无需了解底层寄存器，几条简单的串口命令即可实现RFID读写卡功能。可方便快捷地将接触式/非接触式IC卡技术融入到产品中。

图9 ZLG600集成电路卡读写器

对于非接触式读卡发卡方案，在车辆距道闸机2m~50m范围内，通过控制单元所带有的蓝牙无线模块实现非接触式读卡。

道闸机集成发卡机装置，可实现升级、充值、查询、发放停车卡等配套功能。

3、车位检测控制

停车场车位检测控制亦可通过有线与无线两种方案实现。

通过车位地磁传感器，检测车辆位置。信息可通过RS485或CANbus总线接入控制单元做中心控制管理。

图10 地磁停车系统架构图

车位路口带有指示灯，指示当前车辆位置和通行状态。

在停车场车位智能管理系统中，地磁车位检测器、智能车位锁在信息传输方面布线都非常困难，无线传输是占绝对优势的解决方案，甚至目前很多有线的超声波车位检测器也逐步采用无线替代，实现系统归一化，而在无线传输方面，LoRa方案在该领域又具备了更多的优点：

无线通讯，有效解决户外停车场施工布线、安装维护不便等问题，具有安装及维护简便、施工免布线、节约施工成本、缩减施工周期等优点；
LoRa无线扩频技术，具备-148dBm的接收灵敏度，通讯距离可以达到8km，大大减少网关数量和施工成本；
LoRa采用ISM频段无线通信技术，在实际应用中，地磁/车位锁安装方法、车辆底盘都会对无线通讯产生很强的干扰作用，融合了数字扩频、数字信号处理和前向纠错编码，有效保证无线通讯稳定可靠和抗干扰能力。
超低功耗设计，采用电池供电使用寿命可长达3~5年。

图11 LoRa无线模块ZM470SX-M在智慧停车产品中的应用实例

控制单元可使用LoRa模块做中心主机，同各车位安置的从机实时通讯。

图12 LoRa无线模块在路边停车中的应用

图13 LoRa无线模块在停车场车位管理中的应用

4、车牌检测识别

车牌检测识别可选用IP-Camera，由控制单元提供网口与之通讯，实现车牌信息识别等

图14 IP Camera智能识别车辆牌照

控制单元通过继电器隔离DO端口控制聚光灯补光，以保证恶劣环境下对车牌的识别。

5、显示信息控制

停车场有显示需求的信息较多，可采用分屏控制显示方案。

停车场道闸机处可采用LED点阵屏，如图15采用RS485接口控制。实现车辆进入欢迎语和牌照信息反馈显示

图15 RS485接口的LED点阵屏幕

HDMI显示屏，可播放1080P视频，于停车场内立式或挂屏显示空闲车位、已占用车位数、可用车位及相应引导信息等。也可播放广告。

图16 HDMI接口立式广告屏引导屏

读卡发卡处可采用LVDS显示操作人机界面，支持USB触摸屏。显示刷卡信息、车辆车主等信息、费用记录扣费信息等。

控制单元提供I2S接口及基本语音处理芯片，可选配功放方案及录音播放方案。实现语音提示、对讲，播报计费通知等。

6、车位引导控制

可采用超声波、红外、地感、接近线圈等传感器通过控制单元的光耦隔离数字量输入DI采集至控制器，实现闸机口处车辆通过识别检测。

停车场内车位空闲数、自由车位停车情况、固定车位停车情况、可使用的自由车位信息等可通过各个车位的地磁传感器采集后集中通过RS485总线与控制单元的RS485隔离端口通讯。经过控制单元处理以图形界面的形式于停车场内的HDMI引导屏显示并实时更新。

“视频车位引导系统”采用图像处理技术，设计中将车位安装一个视频车位检测终端与一个车位状态指示灯合二为一，作为前端采集及检测设备；两个车位为一组，共用一个区域视频控制器；区域视频控制器把采集到的车位信息及车辆信息进行识别，实时驱动车位指示灯切换至相应的颜色，同时将车牌照片和车位信息通过网络交换机上传至应用服务器，更新电子地图并保存。每个停车场设置一个数据服务器，管理本停车场车牌图像；通道处设置有引导屏，提示空余车位数，供驾驶者寻找空车位。

图17 视频车位引导工作流程

图18 视频车位引导系统架构图

二、智能停车场——安全控制系统

1、安全检测

控制单元提供MIPI-CSI摄像头接口，控制单元支持大容量存储卡扩展，四核版本核心板控制器支持SATA-2硬盘扩展。可实现大容量存储监控视频等信息。

分时采集四路模拟摄像头信号，并转为数字信号，通过CSI接口连至CPU进行处理。主要用于工控主板CSI摄像头功能。

图19 Camera-Demo摄像头扩展版

2、报警系统

中心控制单元提供继电器隔离的DO接口，CPU在接收到危险信息时触发开启报警系统如报警指示灯、警铃。此外控制单元提供I2S接口的录音播放功能可实现语音报警提示，在事故时能够提醒习惯人员。

在停车场突发安全事故时，控制单元采集到危险信息后，迅速将实时处理的信息通过USB、SD、SATA等备份至存储中，或联网备份。标配的龙尚U9501P 4G无线模块第一时间将危险信息上报至停车场管理处。

3、通信管理

采用智能核心板的控制单元可实现有线通信：如网络、RS232、RS485、CANbus、DI/DO等形式通信。

可选用智能无线网关，可提供多种可选配的无线接口模块（采用MiniPCIE接口设计，包括Wi-Fi、ZigBee、LoRa、GPRS、2G/3G/4G等），方便客户快速搭建合适自身行业的智能物联网网关产品。

图20 IoT-3968L智能无线网关

同样，该控制单元亦可实现多种形式的无线通信：如蓝牙(贴片邮票孔)、4G(miniPCIe)、WIFI(miniPCIe)、LoRa(miniPCIe)、ZigBee(miniPCIe可选)、GPRS(miniPCIe可选)、北斗/GPS(贴片邮票孔可选)。实现远程遥控各设备，识别监控车辆车位，集中管理等功能。

4、系统维持

控制系统支持有线或无线系统升级、远程监控等功能，以确保软件设施的可维护性。

提供完善的UPS电源方案，在占用极低的PCB面积情况下实现掉电检测、15s掉电续航等维持系统的应急预案。

三、智能停车场——用户管理系统

1、用户管理

用户管理系统软件可实现信息存储、加密，用户信息的安全管理。管理系统已做好用户分类及权限查询，实现用户信息分类。

停车场车位智能管理系统节点（节点包括：无线停车地磁、无线超声波感应器、无线停车锁）无线传输部分采用LoRa无线模块ZM470SX-M / ZM433SX-M。