基于NFC和3G技術(shù)的停車收費系統(tǒng)的設(shè)計

　　為了彌補以上收費方式的不足，本文提出了一種基于NFC+3G技術(shù)的停車收費系統(tǒng)。它將NFC技術(shù)集成在人們出門必帶的移動設(shè)備上，減少了用戶的帶卡量，給用戶帶來了方便。在付費時，該系統(tǒng)只需車主刷兩下移動設(shè)備即可。它不但具有刷卡收費優(yōu)點，且消費后會得到實時賬單。此外，用戶也可通過3G網(wǎng)絡(luò)獲取和查詢相應(yīng)的消費信息。同時，在出入口設(shè)置攝像機獲取車牌信息，將車牌號與移動設(shè)備號碼捆綁在一起作為停車數(shù)據(jù)，大大減少偷換車現(xiàn)象的發(fā)生，從而保證了車輛的安全口。

　1系統(tǒng)設(shè)計

　　系統(tǒng)的構(gòu)成圖如圖1所示，由圖1可知，停車場收費系統(tǒng)主要由LPC2418、上位機、紅外檢測單元、計時收費單元、3G通信單元以及輔助單元組成。各個單元互相配合以實現(xiàn)對車輛進出停車場以及計時收費的管理。

　　1.1硬件部分

　?。?）主控單元.LPC2148是32/16位ARM7TDMIsCPU的微控制器，采用其作為系統(tǒng)的主控制芯片，可負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各個模塊間的有序工作。如：控制紅外檢測模塊對車輛信息進行采集及處理，控制讀寫器接收發(fā)送停車數(shù)據(jù)等。由于LPC2148比單片機的速度更快、接口更多，系統(tǒng)可根據(jù)日后需要，利用預(yù)留接口擴展相應(yīng)的功能。

　?。?）計時收費單元。該單元由NFC移動設(shè)備和IC卡讀寫器組成，主要運用NFC技術(shù)進行信息交換.NFC（NearFieldCommunication）融合了非接觸式識別和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠快速自動地建立短距離無線網(wǎng)絡(luò)，為移動設(shè)備提供輕松、安全、迅速而自動的通信口。

　　本單元通過刷NFC移動設(shè)備觸發(fā)LPC2148記錄進入停車場的時間，并在第二次刷移動設(shè)備即出停車場時扣除相應(yīng)的停車費用。付費成功后，移動運營商會通過3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送此次消費清單至NFC移動設(shè)備上。此外，用戶也可以通過移動設(shè)備的3G網(wǎng)絡(luò)或者Internet登陸相應(yīng)網(wǎng)站查詢其消費明細(xì)信息。

　　由于人口處的讀卡器采用紅外檢測激活，可能存在人為多次在人口刷移動設(shè)備逃避付費。為避免這種情況的發(fā)生，本系統(tǒng)出口處的讀寫器采用地下線圈激活，只有駕車才能使讀寫器處于工作狀態(tài)，故不存在停好車后不取車直接在出口刷一次移動設(shè)備，或取車時，再在人、出口各刷一次移動設(shè)備以減少停車時長的情況。

　　出入場標(biāo)志可用O和1表示，其中，0代表入場，1代表出場。各數(shù)據(jù)之間用逗號隔開以便于系統(tǒng)加密、解密及識別數(shù)據(jù)。只有當(dāng)一條數(shù)據(jù)的出入場標(biāo)志是O和一條數(shù)據(jù)的出入場標(biāo)志為1時，才算完整的付費信息。若兩條數(shù)據(jù)的出入場標(biāo)志均為0，則取較先的那條數(shù)據(jù)。這樣有效防止了人為多次在人口刷移動設(shè)備以減少停車費用的情況。此外，數(shù)據(jù)中將移動設(shè)備號和車牌號同時傳輸，也可防止開低級車入場，換高級車出場的偷車情況。

　?。?）紅外檢測單元。紅外檢測單元由紅外發(fā)射器和紅外探測器組成，主要完成入口處車輛到來的檢測和車輛車型分類的功能。這里，利用一組水平的探測器陣列和一組垂直的探測器陣列來獲取車輛輪廓的特征參數(shù)。當(dāng)車輛進入檢測區(qū)域，某點紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外信號被擋住，紅外探測器因此檢測不到應(yīng)該接收到的信號，這樣便能確認(rèn)對應(yīng)點之間有物體。運用這個原理，垂直探測器陣列各點從上到下進行檢測，水平探測器陣列從外向內(nèi)檢測，得到車輛各個位置的高度Hl，H2，H3‘…，HN’取其中的最大高度Hmax作為車輛的高度H.當(dāng)車輛完全進入檢測區(qū)域，通過兩個相隔最遠且檢測不到信號的水平檢測點的距離確定車長L.此外，還在車輪高度的位置上設(shè)置了用于測量車輛輪軸的紅外探測器，分別用來檢測車輪數(shù)X和輪軸數(shù)Y［5J最后將檢測到的車高H、車長L、車輪數(shù)X和輪軸數(shù)Y等數(shù)據(jù)發(fā)送給LPC2148，并按表1的數(shù)據(jù)對車輛進行分類。

　?。?）上位機。上位機主要用于監(jiān)控收費系統(tǒng)運行狀況，數(shù)據(jù)庫的存儲和更新。同時，上位機還能通過Internet將統(tǒng)計匯總的停車數(shù)據(jù)上傳至相應(yīng)的網(wǎng)站，便于用戶查詢消費信息以及核對賬戶。上位機另外一個重要功能是車牌識別。該功能的實現(xiàn)過程是監(jiān)控收費系統(tǒng)利用安裝在上位機中的車牌識別程序提取車牌，并將提取的車牌信息與時間信息等捆綁在一起以實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的存儲及更新功能。

　　其中，在字符分割中運用了雙峰法的自適應(yīng)闊值選擇法，而字符識別則采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這樣能大大提高車牌的識別率同時，上位機的管理軟件界面友好，能將停車信息可視化，方便工作人員查詢及處理數(shù)據(jù)。