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基于物联网的城市智慧停车系统架构设计研究

【摘要】：当前，大数据、云计算和互联网信息技术的发展为物联网“+”奠定了技术

基础。城市智慧停车作为解决我国城镇化进程下停车位建设进程缓慢、城市车位分布不均

衡等问题的有效途径，为当前停车难和乱停车等交通管理社会问题提供了解决方案。本文

基于物联网技术，结合当前城市智慧停车的现实需求，对城市智慧停车系统进行设计，并

从封闭式停车场和路侧停车两种情况构建相应的智慧停车解决方案，希望能实现城市静态

交通的集约化、规范化发展，以优化居民的出行体验。

【关键词】：物联网；城市智慧停车；智慧停车系统

1引言

数字化是依托于互联网信息技术、大数据和云计算而形成的一场科技革命浪潮，智慧

化和数字化是其主要特征。自2010年以来，我国开始推行智慧化城市建设，而智慧停车

作为智慧城市建设的重要环节，目前已经在很多城市开始试行推广。但总体上看，我国城

市智慧停车系统构建还不健全，很多城市只将部分区域的停车场纳入系统改造，接入系统

的停车位有限，没有纳入智慧停车系统的区域还依然存在停车难的问题。基于此，本文基

于物联网，对城市智慧停车系统进行完整的架构设计，以期提升城市静态交通的管理效

率。

2系统需求分析

2.1功能需求

当前，随着国民经济收入的增长，尤其是城镇化进程加快，我国的家用汽车保有量急

剧增加。根据交通部数据显示，截止2023年3月份，我国汽车保有量高达3.07亿辆，其

中持有驾驶执照的驾驶人有4.5亿人，新能源汽车保有量为891.5万辆。汽车保有量超过

100万辆的城市就有79个，其中北京已经超过600万辆。

伴随着汽车数量规模的急剧增长，城市路面交通管理成为社会难题。据统计2020年

我国停车位缺口就已经超过8000万个，根据国际汽车与停车位比例1：1.1~1.3的理想比

例，我国的汽车与车位比例约为1：0.8，在中小城市甚至低于1：0.6。由此可见，动态交

通方面的行车难“”，以及静态交通方面的停车难“”问题突出。因此，借助互联网、云计算和

大数据手段，基于物联网构建城市智慧停车系统是有显示社会需求的。通过建设城市智慧

停车系统，能够有效增加有效停车位，减少车辆违章和停车违规乱收费等问题，对于规范

我国交通停车具有十分重要的现实意义。

2.2非功能需求

2.2.1安全性需求

智慧停车系统通过精准计算停车时长来计算停车费用，在用户离场时会要求用户进行

网络支付。因此，智慧停车不仅会关联到用户的个人注册信息，还会关系到资金安全。因

此，智慧停车系统应完善用户管理模块，通过将用户分为不同角色进行操作权限设置，并

加强用户账户安全管理，提高安全性需求。

2.2.2稳定性需求

区别于人工服务，城市智慧停车应允许用户在任何时段都可以访问系统，所以系统应

确保7*24小时的稳定运行。同时完善并简化系统操作。当由于用户过多而导致的系统响

应延误时，应采用进度条或者是百分比的形式告知用户的系统响应进度。

3系统设计

3.1智慧停车平台体系架构设计

城市智慧停车系统是基于物联网及边缘计算、人工智能、大数据和云计算技术设计而

成。系统架构以物联网技术、数据库技术、网络技术以及软件技术为依托，含括基础环境

层、数据层、数据服务层、网关层以及应用层。

3.2物联网网络构架设计

3.2.1物联网硬件设计

城市智慧停车系统在物联网硬件方面，应包括终端节点，协调器节点，上位机，电子

显示屏和智能终端等。终端节点只要用于车辆停靠感应和车位检测，并未协调器节点提供

车辆信息；协调器节点则作为连接终端节点和上位机的桥梁，使无线网络得以稳定传输。

上位机则获取车位信息，并进行车位信息监控，为用户检索停车场内剩余车位信息，并通

过智能终端设备向用户提供关于车位和车费的准确信息。电子显示屏则负责剩余车位数量

统计和显示。智能终端则引导用户在精准算法之下寻找到最优泊车方案。物联网硬件设计

框如图2所示。

图2物联网硬件设计

3.2.2物联网软件设计

图3基于NB-IOT系统体系架构图

在城市智慧停车的物联网构建中，可以采用窄带物联网（NB-IoT）。其突出特点是能

够很好应用于GSM网络和LTE网络中，实现高链接、低