基于物联网的智能车位管理系统设计

作     者：芦晨博 

作者单位：沈阳工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘丽钧

授予年度：2019年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 13[艺术学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 0810[工学-信息与通信工程] 081104[工学-模式识别与智能系统] 082304[工学-载运工具运用工程] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 080204[工学-车辆工程] 081001[工学-通信与信息系统] 0802[工学-机械工程] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：物联网 车位管理 ZigBee Web应用 Dubbo 

摘      要：随着人民生活质量的提高,汽车消费市场的迅速发展,城市停车难问题日益显著。除了配套停车位数量上的不足之外,传统的停车场运营模式的落后导致各项信息不够公开透明,使得驾驶者对车位信息的获取能力受到了局限,有限的停车位得不到充分的利用,也是造成城市停车难问题日益凸显的原因之一。为了提高车位的利用率,本文设计了一种基于物联网理念的智能停车场车位管理系统。利用传统无线通讯技术采集停车场内的车位信息,使用互联网相关开发技术汇集车位数据并向用户提供Web服务。根据系统需求分析,本文选用ZigBee技术实现停车场内车位之间的无线通讯,使用CC2530作为节点主控芯片,以Z-Stack协议栈为基础实现节点自组网与相关业务功能的开发,为适应不同车位节点的安装位置,使用了HC-SR04超声波传感器采集车位信息。该系统中设计了与公网相连的停车场控制器,实现ZigBee网络与互联网服务器之间的通讯。为解决驱动大量停车场网络和大量用户同时访问而产生的高并发问题,系统服务端采用了基于Dubbo加Zookeeper实现的面向服务的分布式架构,使用Tomcat作为Web应用服务器,通过Nginx进行负载均衡。为提高开发效率与系统性能,使用了ActiveMQ,Solr,Spring,Mybatis等多个开源框架。依照需求设计并编写了基于HTML、CSS、JS与Bootstarp的响应式前端页面供车主与管理员使用。最后,根据系统设计搭建了模拟测试环境,针对系统硬件与软件分别进行了测试,包括传感器测量准确度,ZigBee网络的自愈性,系统各项核心功能的实现等。经测试结果表明,系统运行正常,稳定可靠,实现了车位的查询、预订、泊车、计费等功能。采用ZigBee技术,使得系统具有适应强、成本低,功耗低等特点,不仅免去了停车场内复杂的布线成本,也为停车场节点部署带来了极大的便利。服务器端基于面向服务的分布式设计,大大提高了整体性能,系统具有很强扩容性。因此,该设计具有一定的实用和参考价值。