基于ZigBee的智能车库分布式系统研究
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作者:姚涛 周光耀
【摘 要】论文基于ZigBee分布式系统研究新型智能车库管理系统，将ZigBee无线通信技术应用于车库的管理，可以实现实时监控车辆状况、智能收费、车库自动化管理的功能。车辆出入库时，系统自动监控车辆的合法信息并为用户提供智能停车方案，能够更好地保障车辆的安全停放，解决城市车辆拥挤问题。
【Abstract】This paper studies the new intelligent garage management system based on ZigBee distributed system， and applies ZigBee wireless communication technology to the garage management， which can realize the functions of real-time monitoring of vehicle conditions， intelligent charging and automatic garage management. When the vehicle enters and leaves the warehouse， the system automatically monitors the legal information of the vehicle and provides intelligent parking scheme for the user， which can better guarantee the safe parking of the vehicle and solve the problem of urban vehicle congestion.
【关键词】智能车库;ZigBee技术;车库控制;智能化
【Keywords】intelligent garage; ZigBee technology; garage control; intelligent
【中图分类号】TP393 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2019）07-0135-02
1 引言
进入新时代以来，新科技的发展不断加快，各式各样的信息化科技产品充斥于我们的生活，随着城市拥车率的不断上升，传统类型的车库已难以满足人们的需求，人们更需要一种结构简单，方便快捷的新型车库。在这样的背景下，搭建一套适用于新型城市化建设的智能车库越来越重要。而目前的车库管理系统大多仅实现了车牌记录以及刷卡收费等功能，智能化程度有待提升。同时，对于车主而言，目前的停车管理APP所提供的功能较为单一，交互性较差，用户体验有待提升。并且现代的大型车库多具有多层、占地面积较大的特点，车主停车后寻找车位或取车都具有一定的困难。在当代资源利用极高的时代，我们需要一个更加能够节约资源，方便简洁的车库。
针对以上传统车库存在的缺点，本文设计了基于ZigBee分布式系统的智能车库控制系统。该系统具有智能水平高、操作延时小、建设成本低以及安全可靠等优点，其能够更好地保障车辆的安全停放，解决城市车辆拥挤问题。
2 智能车库中的ZigBee技术
ZigBee是一种近距离双向无线通信技术，大多用于传感控制应用。首先，ZigBee是智能车库系统的网络控制系统。智能车库系统主要包括信息识别、智能控制等方面。由这些传感器收集车辆及环境信息，并将大量的信息转换成数据传输到控制中心。网络层主要实现信息传递的功能，其运行基础ZigBee兼容各种通信模式，大多数设备都可以使用，同时在使用时无需支付高额的专利费用。此外，ZigBee具有自动休眠模式，当对接两设备的通信停止时，两端的设备将自动进入休眠状态，这一功能极大地降低了其能耗。其次，短延迟也是ZigBee的一个重要特征，在设备未启动时，其搜索设备的延迟不大于30ms，而当ZigBee设备连接后，其通信延迟不大于10ms，这种特性足以满足智能车库实时控制和快速响应的需求。最后，ZigBee通信技术具有三层通信协议保障和防火墙等虚拟设施，这使其安全性能相比于其他通信方式更好。因此，基于ZigBee技术的通信技术具有低功耗、低延迟、低成本、低复杂度、高安全性和高可靠性等特点。
3 智能车库的设计
新型智能车库系统的设计主要是由外部感知系统、信息识别系统、实时监控系统和智能控制系统组成。控制这些系统需要运用到ZigBee的控制能力，立体车库管理系统的分布网络管理主要在于控制车升降与平移，因为立体车库肯定是基于地下与高层，所以控制其顺利出入车库是最重要的环节。对此，我们可以采用微信扫码的方法来实现，用户可以扫描二维码进入一个微信的小程序，可以查看立体车库停放情况，并控制楼层升降情况，而对其进行控制的庞大后台就是ZigBee的分布式系统。每个车位都要有与其对应联系的接受系统，用来检测车辆的停放时间等，除此之外，车库还必须有自我监控系统，其中包括车库监控系统的损坏以及空余车位的数量位置情况显示，车主可以随时通过绑定微信上的小程序来查看情況[1]。由于安全起见，防止除了车子以外的事物利用升降系统，还需要设计一个检验车牌的装置。如此庞大的系统肯定少不了监控摄像，可以安置在车主行走的路线上，以保证此系统的安全性。
4 智能车库系统的硬件设计
4.1 控制模块的设计
控制模块主要是由控制器、出入库闸道、车身稳固装置、闸道运输装置、内部监视系统构成。车辆到达指定位置后，由系统控制稳固装置固定车辆，运输装置通过平移、升降阶层使车辆到达系统指定车位或闸道。同时，由监视系统进行实时监控，以便于提升系统的安全性及对突发状况作出及时应对。
4.2 信息显示模块的设计
信息显示模块由出入库显示屏及用户使用移动终端构成。出入库显示屏显示由主控室对用户发出的指令，引导用户正确、安全地使用本系统。用户移动终端接入车库局域网，实时显示车库内部车辆停放情况、车位的有无以及停车费用。同时它可以帮助用户第一时间获知车库的最新信息。
4.3 数据处理模块的设计
数据处理模块由计算机、ZigBee组网、实时监控系统、传感器和资料库组成。传感器和监控系统可以实时收集车辆信息，通过ZigBee组网实现信息的迅速传输。通过所传输的信息，控制中心可以实现车位的自动匹配，计算车辆停车时间，实现智能收费，最大程度上方便用户。
5 结语
本设计运用ZigBee组网将出入库车辆的信息发送给控制系统，可实时检测车位状态，并规划停车方案，从而实现车库的智能管理，并且其开发成本低，运行稳定、高效、安全，具有相当大的应用价值。
【参考文献】
【1】王明.基于物联网的智能车库无人化远程管理系统的研究[J].技术与市场，2016，23（09）：51-52.
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