第一章 前言（背景）
随着社会经济的持续发展和产业调整，大批人口将向城市转移，城市人口将不断增加。同时，经济活动日趋频繁，商业活动将更加活跃，机动车的数量和使用频率也将大大增加，对中心城市的交通带来沉重的压力；交通“停车难”日益成为制约我国大中城市经济发展的“瓶颈”。同时，传统停车场管理效率和安全性大大滞后于社会的需要，给人们的生活带来了极大的不便。尤其，随着智能大厦和智能小区等智能建筑的不断发展，与之配套的停车场管理系统应运而生。
与国外智能化停车场系统日新月异的使用情形相比，国内对于智能化停车场的使用、特别是对基于先进的无线传感网技术的智能化停车场系统的使用，还处于一片空白。而基于物联网的智能化停车场系统，可利用传感器节点的感知能力来监控和管理每个停车位，提供特殊的引导服务，实现停车场的车位管理和车位发布等功能，彻底改变智能化停车场的发展方向，同时依托移动M2M平台与3G网络覆盖的优势，使城域级综合停车管理成为了现实，填补了基于物联网技术的智能化停车场这一领域的空白，必将引领一场停车场智能化的新革命。
第二章 设计概述
一、需求分析
现阶段国内的停车场可以分为封闭式停车场和开放式停车场两大类，封闭式停车场又包括室内停车场和室外停车场，其的特点是有明确的出入口，如建筑物内的地下停车场；开放式停车场的特点是没有明确的出入口，如道路两侧的停车位，建筑物周围的区域等。
封闭式停车场由于其封闭性及易管理性被大量的使用，但是由于缺乏良好的信息管理、发布的手段，造成许多的停车场的使用率并不理想。同时，由于缺少准确的信息指引，许多驾驶员在寻找车位时常常要花费很长的时间，如上海港汇广场的停车场，停车位置将近1200个，偶尔停车的车主经常因为不清楚车场的位置以及车位信息，从而花上半个多小时来寻找能够停放车辆的地点。
开放式停车场由于其不需要重新进行规划建设，同时又充分利用空余的道路资源而具有一定的优势，但由于道路两侧的停车位无法安装门禁系统，并且现场通信和供电条件较差，目前多采用人工方式进行收费管理。人工管理方式存在很多弊端，由于收费人员素质不同，因此产生了大量的票款流失的现象，据有关部门的保守统计，开放式停车场的票款流失率在 20%--40%，从而给国家和单位造成了较大的损失。另外，在停车位资源十分有限的情况下，采用人工的管理方式，很难做到使有限的车位资源被充分地利用。
无锡物联网产业研究院在吸收消化国内外先进技术的情况下，结合中国城市特点，以传感器网络为支撑，成功研发了应用于多种环境下的物联网智能停车管理系统。该系统能够实时提供停车场车位状态信息、道路车位使用信息，引导驾驶员查找空车位，为驾驶员节省时间，减少因缺乏停车信息而引起的车位难找的情况。大大缓解了城市交通拥堵状况，减少了道路占用，降低了车辆尾气排放和噪声，提高停车场的车位使用效率。同时，采用集约化系统化的车位管理、收费管理，也可有效改变停车场收费管理混乱的状况。
二、设计原则
1、先进性原则
采用先进的无线传感与停车管理、信息发布技术、方法和手段，综合应用到系统中。同时要兼顾结构、设备、工具的相对成熟。不但要能反映当今的先进水平，而且要具有发展潜力。在软件设计规范方面，严格遵守最新的国际标准、国家标准和行业标准。支持标准的应用开发平台，可以方便地与其它相关系统连接和通讯。
2、实用性原则
系统建设、产品选型具有很强的实用针对性，既考虑先进性又要考虑实用性，应始终贯彻面向应用、注重实效的方针，坚持实用、经济的原则。 3、可持续性原则
系统设计、建设除了考虑先进、实用，还考虑系统的可持续性发展，系统接口具有可持续发展的能力。 4、开放性和标准性原则
为了满足系统所选用的技术和设备的协同运行能力、系统投资的长期效应以及系统功能不断扩展的需求，必须要求系统的开放性和标准性。全部系统都必须按照开放性和标准性原则设计和提供全套的技术资料和全面的技术培训。 5、可靠性和稳定性原则
在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间（MTBF）； 6、扩展性和易维护性
可扩展性的基础是开放性、标准性和技术的可持续性，应该采用先进的技术和方法保证可扩展性，包括采用先进的软件工程理论、系统论，以及分层和代理的方法等多种方法来保证扩展性。
系统的软硬件的升级换代、系统使用中的易损件及耗材的更换，须方便操作，易于掌握。对部分系统的常用数据，具有自动导入功能，以便节约时间，把操作使用人员从重复劳动中解放出来。
7、功能完善与资源整合相结合
既要充分了解停车场管理部门的业务需求，并在其基础上进行整修升级建设，从而保证总体功能完善，又要尽量考虑原有设备的合理利用。 8、协调顺畅性、简单易用性原则
系统中心管理人员不可能完全掌握系统相关的专业技术，因此，各子系统应有机结合，协调工作；系统要流程正确、顺畅、人机界面清晰、操作简洁明快。
9、保护建设方投资及效益
具有异构软硬件适应性。项目的建设应保护业主方已有投资，保证系统建设效益。系统建设的经济性也是本项目建设的重要方面，系统建设的效益性应从充分集成应用业主方已有资源和合理规划新系统两个方面得到保证。 10、确保新旧系统平滑过渡
新系统的建设应保证与旧系统的平滑过渡，不应造成对用户服务的中断。保证现有数据库数据的转移及有效利用。
三、设计依据 1）业主要求
2）《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000 3）《民用建筑电气设计规范》JBJ/T16-92
4）《电气装置安装工程施工及验收规范》 GBJ232-92 5《电子计算机机房设计规范》 GB50174-93
6）《电子计算机机房施工及验收规范》 SJ/T30003-93 7）《安全防范工程技术规范》 GB50348-2004
8）《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求》 GB4793-2001 9）《信息技术设备的安全》 GB4943-2001
10）《邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收暂行技术规范》 11）《通信系统机房设计》 GBKJ-90
12）《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000 13）《建筑及建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》GB/T50312-2000
第三章 系统设计
一、系统原理
智能停车场管理系统（Intelligent Parking Management System 简称IPMS ），作为智能交通系统的重要组成部分，是ITS 在停车领域的应用。以准确、实时的车位检测为基础，以可变、多级信息发布屏为载体，向出行者提供停车场（库）的具体位置、当前车位实时数据等信息，指引驾驶员合理停车，同时通过动态信息标志把停车场车位和容量的分散信息聚合而成的实时信息数据进行分析，辅助管理部门进行管理决策。
通过采集停车场、路面临时停车位的车位信息，实时更新。并依靠自组网络将更新数据发送至信息处理中心，信息处理端对收集到的停车信息进行处理、统计、分析等，并在城市级停车场系统中引进GIS技术，通过电子地图实街道、停车场以及其他地理信息的数据编辑和查询，实现图形化的交通数据的分层管理。
二、系统功能
➢ 准确车位检测 ➢ 无线数据传输 ➢ 实时车位状态更新 ➢ 停车场空余车位实时发布 ➢ 停车入位引导 ➢ 区域停车诱导 ➢ 停车位预定 ➢ 停车位查询
➢ 停车信息发布（网站发布、短信提醒、车载终端提醒） ➢ 停车计费管理 ➢ 城际停车场联网管理 ➢ 车位使用记录统计 ➢ 设备故障、告警管理 ➢ 停车计费管理 三、系统组成
系统由五级设备体系构成。分为前端检测子系统、中间传输子系统、控制子系统、信息发布子系统、管理子系统。
系统应用为在每个车位上安装车位检测器，车位检测器是由电池供电的，不需要任何连线，通过无线方式进行数据传输。当车辆在某个车位上停放3秒以上时，车位检测器发送车位占用信息给路由节点/中继节点，路由节点/中继节点将车位占用信息发送到网关节点，可以实时通过LED显示车位空余信息，同时向管理平台提供数据，供管理平台进行车位安排管理及引导提醒。
系统示意如下图：
1、检测子系统
前端检测子系统包括车位检测节点，车辆检测节点。
车位检测节点埋设在车位地面正中，完成对是否有车在该车位上停放的判断，当判断出无车辆停放时，检测节点通过无线的方式向中心发送车位空闲信息，当判断出有车辆停放时则发送车位占用信息；车辆检测节点布设于停车场出入口处，用于感知车辆通过信息，并通知网关系统自动控制闸机的开启与闭合，同时具备流量统计功能，用于对进出停车场的车辆数进行统计与周期性上报。
2、传输子系统
传输子系统由路由节点和中继节点组成。
路由节点按设计需求布设，采用MESH结构完成对于前端检测节点发送的
无线检测信号的接收和与网关节点之间的通信，将检测到的车位信息发送至网关节点进行处理，路由节点之间的通信以及路由节点与网关节点之间的通信采用无线或有线的方式进行。
中继节点完成对无线无缝覆盖的补充，针对某些楼面车位的独立位置，需要中继节点完成前端检测节点无线信号的接收功能，然后将信号送路由节点进行传输。
3、控制子系统
控制子系统由网关节点组成。
网关节点完成与传输节点、管理平台的连接功能，用于传输节点的数据汇集，网关节点同步控制出入口闸机、二维码读头、车辆检测器等，完成车辆进出停车场的识别与现场设备的控制，同时完成LED引导屏的信息发布功能。提供USB、网口、串口等常用设备接口，支持与其它系统，如车位预订系统、停车场管理系统等的集成。
4、信息发布子系统
信息发布子系统由多级可变诱导屏、区域停车入位引导屏、触摸式查询
终端和公共发布网站组成。完成对区域内车位状态信息的实时更新发布、区域显示停车入位信息、车位预定查询及反向寻车等功能。
信息服务平台系统通过对前端所有采集到的基础数据信息进行融合汇总后，根据不同发布的需要进行数据显示分发。多级可变诱导屏布设于进入区域的主干道路上，实时更新显示区域内剩余车位数量，供驾驶员进行停车选择；区域停车入位引导屏布设于停车场内进入固定分区的道路上，为驾驶员进行区域停车入位进行指引。 5、管理子系统
管理子系统由服务器、现场后台管理软件、停车信息服务平台软件组成。
现场后台管理系统软件采用C/S架构，完成对停车场车位的管理功能，
包括楼面空余车位显示（二维平面图）、空余车位统计、车位占用统计、空位车位信息发布、周期时间车位使用状况统计等功能，实时告知现场物业管理人员，现阶段停车场内的车位使用、预定、剩余情况。
停车信息服务平台软件采用B/S架构，完成与多个停车场现场后台管理
软件实现同步管理，同时通过M2M平台，完成对多停车场现场设备的状态监管。信息服务平台软件连接二维码平台、手机短信支付平台，完成车位预定
时终端用户的身份确认、停车使用周期完成的计费管理等功能。
第四章 主要设备
一、车位检测
地磁感应车位检测器是一种通过利用数字式磁敏传感器触发车位检测、红外进行确认的无线传感器网络装置。可准确的感应车位上是否有车辆停放，并将采集到的车位信息发送至配套的接收传输单元，为智能车位引导系统提供前端基础数据。
技术参数：
➢ 工作环境：-20~85℃，防护等级：IP65 ➢ 供电方式：3.6V锂-亚硫酰氯电池，10AH
➢ 功耗：睡眠模式工作电流10uA，最大工作电流30mA ➢ 工作时间：6年以上（按每车位平均每天停放24车次计） ➢ 检测车种类：卡车、客车、轿车等常见车型 ➢ 车位检测准确度：不低于99.99% ➢ 射频工作频段：470～478MHz频段 ➢ 射频发送功率：最大13dBm ➢ 接收灵敏度：-114dBm（9.6kbps） ➢ 射频传输距离：通视大于300m
二、自治组网 1、路由节点
路由节点接收来自车位检测器上报的实时车位状态信息，以MESH的方式将数据汇聚发送至管理平台。
技术参数：
➢ 工作环境：-20~85℃，防护等级：无
➢ 供电方式：直流3.7～10V电压供电，推荐5V供电 ➢ 功耗：工作电流最大200mA ➢ 射频工作频段：470～478MHz频段 ➢ 射频发送功率：最大13dBm ➢ 接收灵敏度：-114dBm（9.6kbps） ➢ 射频传输距离：通视大于300m ➢ 输出接口：RS232或RS485
2、中继节点
中继节点与路由节点配对使用，为路由节点的无线覆盖提供扩充，加大检测车位的数据通信范围。
技术参数：
➢ 工作环境：-20~85℃，防护等级：无
➢ 供电方式：直流3.7～10V电压供电，推荐5V供电 ➢ 功耗：工作电流最大200mA ➢ 射频工作频段：470～478MHz频段 ➢ 射频发送功率：最大13dBm ➢ 接收灵敏度：-114dBm（9.6kbps） ➢ 射频传输距离：通视大于300m ➢ 输出接口：RS232或RS485
三、现场控制 1、网关节点
网关产品是无线传感网停车场智能引导系统的主控单元，它管理车位检测器、接收传输产品等现场设备，并同时提供与操作维护管理平台的接口。
技术参数：
➢ 工作环境：-20~85℃，防护等级：无 ➢ 供电方式：直流5V供电 ➢ 功耗：5W
➢ 射频工作频段：470～478MHz频段
➢ 射频发送功率：最大13dBm ➢ 接收灵敏度：-114dBm（9.6kbps） ➢ 射频传输距离：通视大于300m ➢ 输出接口：RS232、RS485、网口
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