基于RFID的小区停车收费管理系统❋

任晓莉

（宝鸡文理学院计算机学院，宝鸡721016）

基于RFID的小区停车收费管理系统❋

任晓莉

（宝鸡文理学院计算机学院，宝鸡721016）

为了更好满足业主停车需求和物业收费管理，基于RFID技术开发了一个小区停车收费管理系统。系统选择低功耗的13.56MHz MFRC522芯片作为读写器，利用IEEE14443 Control类封装了读写器，方便进行13.56MHz读写器的打开或关闭、寻卡、读卡、写卡等操作。系统选择Mifare S50卡作为电子标签，存储车辆基本信息和停车信息。基于Qt进行小区停车收费管理系统中充值、收费模块的界面设计，采用SQLite实现停车收费管理系统中车辆信息和停车刷卡信息的存储，并通过信号／槽这种异步方式进行读写器事件的处理，实现有效的停车管理和收费。本停车收费管理系统可以实现不停车收费，提高物业停车管理的效率，方便业主的出行。

RFID技术；MFRC522读写器；Mifare S50卡；停车管理；Qt工具；SQLite数据库

1 引 言

随着人们生活水平的提高，汽车成了家庭的主要交通工具，私家车数量也越来越多，而早期开发的小区没有地下车库［1］，致使各个小区内的停车位紧张，出现附近小区互抢车位现象。有些小区划分了一些固定车位，一方面上班族开车上班之后，车位是闲置的，造成了资源浪费；另一方面固定车位有限，致使部分业主无停车位。新开发的小区建设了地下车库，但地下车库的建设成本很高，需要通过停车收费或车位租赁的方式来回收成本。为了更好地满足业主停车需求和物业收费管理需求，需要一种有效的停车管理系统。

2 基于RFID的小区停车收费管理系统设计

2.1 RFID技术

RFID技术是一种非接触式自动识别技术，利用无线射频信号通过空间耦合来实现无接触信息传递，并通过所传递的信息实现目标识别和数据交换。RFID技术具有远距离识别、读取速度快、存储信息大、无磨损、不受环境干扰、使用寿命长、识别高速运动的物体等优点，适用于智能交通和停车管理等领域［2］。

2.2 网关简介

Cortex-A8处理器是ARM的第一款超标量处理器，具有提高代码密度和性能的技术，用于多媒体和信号处理的NEONTM技术，以及用于高效支持预编译和即时编译Java及其他字节码语言的Jazelle＆reg；运行时编译目标（RCT）技术。

2.3 读写器模块

读写模块采用13.56MHz非接触射频技术，读写器芯片选择低功耗的MFRC522［3］，MFRC522采用电感耦合工作方式，通过UART发送命令实现对电子标签的操作。为了方便使用，将13.56MHz读写器的操作进行封装，封装的类名为IEEE14443Control。利用IEEE14443Control类可以方便地进行打开或关闭13.56MHz读写器，寻卡、读卡、写卡等操作，并通过信号／槽这种异步方式，在读卡器发生某种事件时及时获得信息。

2.4 电子标签的存储结构

Mifare standard卡与读写器之间的工作距离小于100mm，数据传输率为106Kb／s，完成一次读卡时间可小于0.1s，工作频率为13.56MHz，具有操作简单、快捷、可靠性高、防碰撞能力强、一卡多用、安全性能好等特点。Mifare S50卡有8Kbit EEPROM，EEPROM有16个区，每个区有4个分组（Block0～Block3），每个分组有16B。第0扇区的块0（即绝对地址0块）存储制造商代码，已经固化，不可更改。其他扇区的块0、块1、块2为数据块，用于存储数据，可以进行读写操作［4］。这里选择Mifare S50卡来存储车辆基本信息和停车信息，车辆基本信息通过结构体structDataOfCar来组织，主要包括小区号、车辆类型、卡余额、车主。在S50卡的块1存储，停车信息通过结构体structDataOfCar来组织，主要包括驶入、驶出标志和时间，在S50卡的块2存储。

2.5 停车收费管理系统流程图

在停车收费管理系统中，利用13.56MHz读写器对电子标签进行自动识别，并在出现有效电子标签时自动对标签进行判断，对进入停车场的标签进行计时，并在再次扫描到该标签时，如果不是本小区的车辆，根据车型对其进行计费和扣费。停车收费管理系统流程图如图1所示。

图1 停车收费管理系统流程图

3 基于RFID的小区停车管理系统实现

基于RFID的小区停车管理系统包括两个相互独立又彼此联系的模块，停车收费卡管理模块和停车收费管理模块。停车收费管理模块负责停车卡的注册、注销、充值和收费记录查询等停车管理系统的管理功能，停车收费卡管理模块负责停车收费功能。

3.1 Qt Creator

基于RFID的小区停车管理系统通过Qt Creator实现。Qt是一个多平台的C++图形用户界面应用程序框架，具有可移植性、易用性、执行速度快等特点。Qt Creator是一个轻量级的集成开发环境，可以实现代码的查看、编辑，界面的查看、图形化设计、修改、编译、调试等工作［5］。Qt Creator是一个跨平台工具，支持Linux、Mac、OS、windows等多种操作系统平台。这里为Qt Creator安装了Qt Embedded SDK，利用Qt Creator创建和编译程序，在Cortex-A8上运行Qt程序。

3.2 数据库设计

数据库操作通过SQLite实现。SQLite是一款轻型数据库，它占用资源非常低，支持Windows／Linux／Unix等主流的操作系统，同时能够跟很多程序语言相结合。与Mysql、PostgreSQL这两款开源的世界著名数据库管理系统相比，它的处理速度较快［6］。停车收费管理系统包含两张表，一张表用来保存已经注册过的停车卡，另一张表用来保存停车刷卡记录。停车卡表和停车刷卡表的结构分别如表1，2所示。

3.3 停车收费卡管理模块设计与实现

利用13.56MHz电子标签的内部存储区域，存储车主姓名、车辆类型、所属小区编号、余额等信息，并通过读写器实现对卡的初始信息写入（注册）、注销、用户信息修改、充值功能、停车收费记录查询。停车收费卡管理界面如图2所示。

表1 停车卡表

表2 停车刷卡表

图2 停车收费卡管理界面

在图2的界面中，“选择”按钮可以为停车收费数据库选择一个路径。一旦选定数据库，即可从数据库中获取停车卡的注册信息以及停车收费信息。选择停车收费卡管理程序运行后就启动读写器的寻卡功能，并在寻卡完成后，首先判断获取到的卡号是否已经在数据库中注册，如果已经注册，则在界面上卡信息区域内的TableWidget组件中将注册过的信息条目选中以便高亮显示，否则，将卡号显示在“注册”区域中，等待管理员输入其他信息后，点击“注册”按钮时将其写入标签和数据库。如果扫描到的标签没有注册过，则“充值”按钮灰色不可用，不可充值。当扫描到的标签已经注册过，则“充值”按钮可用，可以完成充值功能，还可以修改卡内信息。

3.4 停车收费模块设计与实现

停车收费模块程序启动之后，便会打开13.56M读写器，并进入到扫描标签过程中。扫描到卡后，获取卡的第1块的车辆信息数据，第1块数据获取成功后，判断车辆信息是否有效，有效则将车辆信息显示在界面上，并继续读第2块内容，否则重新扫描标签。第2块数据获取成功后，判断停车信息是否有效，如果信息无效，则认为车辆从未驶入过小区，此时，将标签记录为刚刚驶入小区。如果车辆已经进入过小区，则判断距离驶入小区的时间是否超过了规定时间（这里设置为30分钟），如果超过，则认为此次检测到的车辆是需要驶出小区，则将驶入标志设置为0，并将驶出标志设置为1，同时记录驶出时间，并计算价格［7-9］。如果车辆已经进入过小区，但距离标签内记录的驶入时间并不超过规定时间，则认为车辆并不需要驶出小区，不需要对标签做处理，仅仅更新界面显示。如果车辆已经驶出小区，则判断距离驶出小区的时间是否超过了规定时间（这里设置为30分钟），如果超过，则认为此次检测到的车辆是需要再次进入小区，重新将标签标记为驶入小区的车辆。如果车辆已经驶出小区，但距离标签内记录的上次驶出时间并不超过规定时间，则认为车辆并不是需要再次进入小区，可能仅仅是上一次刷卡尚未离开，仅仅更新界面显示。当需要更新停车信息时，对第2块存储区域的写入操作完成后，需要判断是否需要扣费，通过判断之前计算过的应收费用是否为0，来决定是否需要对第1块内的数据进行修改。如果不需要，则重新启动标签扫描操作。根据车辆的驶入和驶出标志来统计剩余车位数并显示。停车收费管理程序运行界面如图3所示。

图3 停车收费界面

4 结束语

基于RFID技术开发了一个小区停车收费管理系统。利用IEEE14443 Control类封装了13.56MHz读写器，方便地进行13.56MHz读写器打开或关闭、寻卡、读卡、写卡等操作。基于Qt进行了小区停车收费管理系统中充值、收费模块的界面设计，并通过信号／槽这种异步方式进行读写器事件的处理，实现有效的停车管理和收费，满足了业主停车需求，方便了物业收费管理。

［1］ 晏勇.黄石市老城区停车系统改善策略［J］.城市交通，2014，12（1）：28-33. Yan Yong.Parking System Improvement Strategies for Old Districts in Huangshi City［J］.Urban Transport of China，2014，12（1）：28-33.

［2］ 贝毅君，干红华，程雪林，等.RFID技术在物联网中的应用［M］.北京：人民邮电出版社，2013. Bei Yi-jun，Gan Hong-hua，Cheng Xue-lin，et al. Rfid-Radio Frequency Identification Application on the internet of things［M］.Beijing：Posts and Telecom Press，2013.

［3］ 黄玉兰.物联网射频识别（RFID）技术与应用［M］.北京：人民邮电出版社，2013. Huang Yu-lan.Rfid-Radio Frequency Identification Technology and Application on the internetof things［M］. Beijing：Posts and Telecom Press，2013.

［4］ 高建良，贺建飚.物联网RFID原理与技术［M］.北京：电子工业出版社，2013. Gao Jian-liang，He Jian-biao.Frequency Identification Theory and Technology on the internet of things［M］. Beijing：Electronic Industry Press，2013.

［5］ 霍亚飞.Qt Creator快速入门（第2版）［M］.北京：北京航空航天大学出版社，2014. Huo Ya-fei.Qt Creator Quick Introduction（2nd edition）［M］.Beijing：Beihang University Press，2014.

［6］ ［美］艾伦，［美］欧文斯，著.SQLite权威指南（第二版）［M］.杨谦，刘义宣，谢志强，译.北京：电子工业出版社，2012. Grant Allen，Mike Owens（Writing）.SQLite authority guidebook（2nd edition）［M］.Yang Qian，Liu Yi-xuan，Xie Zhi-qiang（Translation）.Beijing：Electronic Industry Press，2012.

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［8］ 李艳波，崔敏，韦蓝鑫，等.基于RFID的网络停车场管理系统设计与实现［J］.物流技术，2015，34（15）：255-257. Li Yanbo，CuiMin，Wei Lanxin，etal.Design and Realization of Online Parking Lot Management System Based on RFID［J］.Logistics Technology，2015，34（15）：255-257.

［9］ 刘鸿智，李雪花，杜宇人.基于ZigBee的智能停车场管理系统［J］.现代电子技术，2015，38（7）：124-126，130. Liu Hongzhi，Li Xuehua，Du Yuren.ZigBee？based intelligent management system for parking lot［J］.Modern Electronics Technique，2015，38（7）：124-126，130.

Parking Management System Based on RFID for Residence Community

Ren Xiaoli
（College of Computer，Baoji University of Arts and Science，Baoji721016，China）

In order to satisfy the requirement of the proprietors and the charge management of the property，a residence community parking chargemanagement system based on RFID is developed.In the system，the low-power and 13.56MHz MFRC522 is selected as reader，the reader is encapsulated by class IEEE14443 Control，so that the reader operations such as start or stop，find，read，writemay be accomplished conveniently.Mifare S50 card is chosen as electronics tag，which stores the vehicle essential information and parking information.In the parking management system，the interface of recharge and chargemodule is designed by Qt，the vehicle and parking information is stored by adopting SQLite，and the eventhandling of the reader is achieved by the signal／slot asynchronousmode，the efficient parkingmanagement and charge is realized.The system may accomplish no-stop charge，improve parking management efficiency，and make the proprietors＇travel convenient.

RFID technology；MFRC522 reader；Mifare S50 card；Parking management；Qt tool；SQLite database

10.3969／j.issn.1002-2279.2016.06.012

TP391

A

1002-2279（2016）06-0048-04

陕西省教育厅自然科学类专项项目（14JK1047）；宝鸡市科学技术研究发展计划项目（15RKX-1-5-15）

任晓莉（1978-），女，宁夏中卫市人，副教授／硕士，主研方向：信号与信息处理。

2016-04-28