停车场系统信息的高效传输技术

1、停车场系统信息的高效传输技术停车诱导系统数据通信子系统的基本任务是保证在信息采集、信息处理和信息发布过程中信息传输的畅通，主要包括以下的通信：车辆与停车场之间的通信、停车场信息采集设备到停车控制中心的通信、控制中心与车辆间的通信、控制中心与可变信息板等信息发布方式之间的通信。本章首先分析停车诱导信息传输的需求特点，然后阐述了各种先进高效的通信方式在停车诱导系统中的应用范围和应用框架，最后探讨了基于GPRS的停车诱导系统通信方案设计。6.1停车诱导信息传输的需求特点1）实时性停车诱导系统要为停车需求者提供实时的停车信息和路况信息，以有助于驾驶员及时调整路线和确定停车场、避免到了停车场却没有空位的

2、情况。这就需要停车诱导信息的传输要满足实时性要求。2）高效性如果车辆进出停车场均可以不停车便可完成收费、预定确认等过程，也就是系统自动记录进入时间和停泊时间，在离开时自动扣费，这样不仅节省了时间，提高了停车效率，而且可以避免因等待进入停车场引起的交通阻塞，并减少由此引起的环境污染。3）可靠性通信网络应保证数据传输的可靠性高、准确性好、误码率低、通信质量高等要求，这样才能保证停车诱导系统信息的有效传输，使停车诱导系统能够更好地为停车需求者服务，这就要求通信系统的信源编码（解决有效性指标）和信道编码（又称为差错控制编码，解决可靠性指标）要有较高的标准。随着各种智能交通系统的普及，需要传输的交通数据

3、越来越多，这就要求在既满足信息传输的实时性、高效性的同时，又保证信息传输的可靠性、准确性。4）便捷性第六章停车信息的高效传输技术研究如果停车需求者能够方便、快捷地从停车诱导系统获得相关的交通信息，那么系统就可以有效地对停车需求者进行引导，减少因驾驶员漫无目标地寻找停车场带来的交通阻塞，以及因找不到停车位而乱停乱放造成的道路阻塞和交通事故。这取决于通信方式的便捷性。5）随时随地性在停车诱导系统中，为了更好地满足移动用户（停车需求者）的需求，使移动用户可以随时随地获得各种所需停车信息，并满足他们个性化的信息需求（比如停车预定等），系统的信息传输方式应该能够让停车需求者随时随地都能接收停车等相关信息

4、。6）安全性先进的停车诱导系统可自动收取停车费，或者通过Internet、车载单元进行停车位预定并支付预定费，因此通信系统应能提供安全系数高的数据加密模块，以保证数据传输的安全性。6.2先进高效的信息传输方式先进的停车诱导系统的通信主要包括：1）车辆与停车场之间的通信（收费、预定等）2）停车场信息采集设备与停车诱导管理中心之间的通信3）停车诱导管理中心与车辆之间的通信4）停车诱导管理中心与可变信息显示标志等信息发布方式之间的通信停车诱导系统传统的数据通信方式有：有线传输方式，FM调频副载波（RDS、RBDS、DARC、HSDS、STIC等）、卫星通信、集群通信、公共交换电话网(PSTN)、红外

5、线通信、蜂窝数据通信（如GSM、CDPD、Mobitex、ARDIS等）等无线传输方式等。基于6.1节中提到的停车诱导信息传输的需求特点，采用无线通信是比较理想的通信方式。随着无线通信技术的飞速发展，越来越多传输能力强的信息传输方式应用到停车诱导系统中，作为实时交通信息的传输媒介，来保证系统信息传输的实时、有效、准确、安全，未来交通信息服务的发展趋势就是集成多种无线传输媒介来提供实时交通服务。下面介绍几种先进高效的通信传输方式以及在停车诱导系统中的应用。6.2.1 GSMGSM(Global System for Mobile Communications)是目前全球最成熟的数字移动通信标准，

6、在全球大部分国家和地区广泛使用，它具有模拟移动电话系统无可比拟的保密性和抗干扰性、音质清晰通话稳定，并具备容量大、频率资源利用率高、接口开放、功能强大等优点。我国目前已建成了覆盖全国的GSM数字蜂窝移动通信网，是我国公众陆地移动通信网的主要方式。它提供多种业务，主要有话音业务、短消息业务、数据业务等，选择哪一种业务传进停车诱导系统终端设备所采集的数据对整个系统的性能有很大的关系。GSM网络覆盖面广，容量大，目前已经遍及我国大部分地区，包括乡村和边远地区；无需建网、维护；GSM网络可靠性高、误码率低；使用短消息功能进行数据传输，费用比较低；由于GSM技术使用广泛，提供相应通讯模块的厂商较多，价格

7、也比较合理。鉴于GSM的上述优点，目前使用GSM作为停车诱导系统的通信方式比较合适。在停车诱导系统中，GSM通信方式适用于车辆和停车诱导管理中心之间、停车诱导管理中心与可变信息板、停车场信息采集与停车诱导管理中心之间的信息传输。图6-1为基于GSM短消息的控制中心和车载诱导系统之间的数据通信的设计。利用GSM（更具体的说是SMSthe Short Message Service）通信方式，停车需求者可在车载机内向停车服务中心提出停车请求，然后中心根据用户所到达的目的地，按照一定的算法寻找最合适、最方便的停车场，再把搜寻结构通过GSM网络传送给车载机，引导停车需求者行驶车辆。用户通过车载单元发出

8、停车请求（包括车辆当前位置、目的地，或者要停车的特定停车场等），该请求通过GSM网络传送到停车诱导信息服务中心，中心通过GSM网络连续不断地接收各停车场上传的最新停车信息，分析判定特定区域的停车状况，并根据用户想要到达的目的地以及区域内各停车场的泊位状况，选择最方便最适合的停车设施，然后中心通过GSM把停车设施的信息以及相关的其它停车信息下传给车载导航单元。6.2.2 GPRSGPRS（GeneralPacketRadioService）是通用无线分组业务的简称，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。通俗的讲，GPRS是一项高速数据处理的科技，方法是以“分组

9、”的形式传送资料到用户手上。虽然GPRS是作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技术，但是它在许多方面都具有显著的优势。相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式，GPRS是分组交换技术，具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、“高速传输”、“自如切换”的优点。GPRS的最大优势在于：它的数据传输速度不是WAP所能比拟的。目前的GSM移动通信网的传输速度为每秒9.6K字节，GPRS手机从刚推出时的56Kbps的传输速度，达到了后来的115Kbps(此速度是常用56Kmodem理想速率的两倍)。在GSM PLMN中，GPRS引入两个新的网络节点：一个是GPRS服务支持节点(SGS

10、N)，它和MSC在同一等级水平，并跟踪单个MS的存储单元，实现安全功能和接入控制。节点SGSN通过帧中继连接到基站系统。另一个是GPRS网关支持节点GGSN，GGSN支持与外部分组交换网的互通，并经由基于IP的GPRS骨干网和SGSN连通。GPRS的安全功能同现有的GSM安全功能一样。身份认证和加密功能由SGSN来执行。其中的密码设置程序的算法、密钥和标准与目前GSM中的一样，不过GPRS使用的密码算法是专为分组数据传输所优化过的。GPRS移动设备(ME)可通过SIM访问GPRS业务，不管这个SIM是否具备GPRS功能。GPRS的核心网络层采用IP技术，吉林大学硕士学位论文停车诱导系统关键技术

11、研究底层可使用多种传输技术，很方便地实现与高速发展的IP网无缝连接。GPRS也允许短消息业务(SMS)经GPRS无线信道传输。GPRS移动数据业务能够为用户提供丰富的应用服务，比如：移动商务、移动信息服务、移动互联网业务、虚拟专用网业务、基于位置的业务、多媒体业务等。GPRS有许多方面的应用，比如移动Internet和Intranet的访问、售货机、自动售票机、动态交通管理、警力调度、医疗急诊、报警和监控系统、遥测技术、工业过程测量、金融、股票信息服务等方面。在停车诱导系统中，GPRS可应用于停车场信息采集设备与停车诱导管理中心之间的通信、停车诱导管理中心与车辆之间的通信、停车诱导管理中心与可

12、变信息显示标志等信息发布方式之间的通信。6.2.3 DSRC专用短程通信（DSRC），是一种小范围无线通信系统，它作为车路的通信平台，通过信息的双向传输将车辆、道路有机地连接起来，实现信息的双向交互。可以说，DSRC是ITS的基础之一，因此，中国已将DSRC设备研制定为“十五”国家科技攻关重大项目，可见中国政府对DSRC的重视。DSRC系统主要由3个部分组成：车载单元（On Board UnitOBU）、路侧单元(Road Side Unit，RSU)以及DSRC协议。DSRC为主从式结构（路侧单元为主，车载单元为从），即路侧单元拥有通信的主控权，路侧单元可主动下传信息，而车载单元必须按路侧单

13、元指定的时隙接收和发送信息。路侧为全或半双工通信，车载单元为半双工通信，双工方式采用FDD频分双工。DSRC协议参照计算机网络的开放系统互连体系（OSI）7层协议模型，划分为物理层（L1）、数据链路层（L2）和应用层（L7）3个层次。在3层协议体系框架外独立出一个系统管理单元，提供监督、控制和协调功能并为信息管理提供服务。通信协议结构框图如图6-2所示。6.2.4 BluetoothBluetooth（蓝牙技术），实际上是一种支持设备短距离通信的无线个人联网技术（PersonalArea Network，PAN）。作为一种开放性标准，蓝牙可以提供短距离内的数字语音和数据的传输。利用蓝牙技术能在

14、包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换，也能够成功地简化以上这些设备与Internet之间的通信，从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路，其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电，组成一个巨大的无线通信网络。蓝牙的标准是IEEE802.15，工作在2.4GHz频带，带宽为1Mb/s。蓝牙技术使用高速跳频（FH，Frequency Hopping）和时分多址（TDMA）等先进技术，在近距离内最廉价地将几台数字化设备（各种移动设备、固定通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统，如

15、数字照相机、数字摄像机等，甚至各种家用电器、自动化设备）呈网状链接起来。蓝牙技术将是网络中各种外围设备接口的统一桥梁，它消除了设备之间的连线，取而代之以无线连接。蓝牙技术可以让10m以内的电子设备共享信息，如果功率足够大，这个范围还可扩展到100m。蓝牙使用全方向的无线微波进行传输，可以穿透墙壁以及其它非金属的障碍。电子装置彼此可以透过蓝牙而连接起来，省去了传统电线的麻烦。蓝牙属于短程通信，所以在停车诱导系统中，适用于车辆和停车场之间通信。在德国科隆的停车诱导系统中9,19采用了蓝牙技术来实现车辆与停车场之间的短程通信。蓝牙通信技术可以完成在车辆和停车场之间的停车预定确认过程。车辆通过停车场入

16、口后可被自动引导到预定的停车位，预定的停车位上将显示车辆牌照或预定ID号码。当车辆驶出停车位时，停车诱导系统会根据停车时间和当前的停车费率计算停车费用，并在停车场出口处显示。另外，蓝牙通信技术还可以为PDA等用户提供电子地图、各种停车信息（包括停车换乘信息）的下载服务。印度Anna大学的学者Suryanarayana.D.V等人提出利用蓝牙技术提供停车服务的方式50。图6-4为基于bluetooth的停车服务系统结构，主要是针对停车诱导系统向车载单元传送停车信息的方式，完成停车位的搜寻、预定等功能。该系统由三个主要部分组成：无线通信部分、中心管理部分和停车场部分。具有蓝牙功能的车载设备可以与移

17、动服务提供系统之间进行双向通信；中心管理部分（核心部分部分是LDSM）完成信息查询、提供等各种信息处理过程；停车场部分包括数据库服务器和具有蓝牙功能的通信设备，用于帮助停车需求者预定车位，同时为停车需求者提供停车系统相关数据，并完成停车场预定确认以及预定取消等功能。6.2.5 DABDAB为Digital Audio Broadcasting的简写，它是继AM、FM传统模拟广吉林大学硕士学位论文停车诱导系统关键技术研究播之后的第三代广播数字信号广播，它的出现是广播技术的一场革命。DAB是对数字化了的广播音频及各种数据图像信号进行编码、调制、传递等处理，具备优越的高速行动接收效能与高质量的信号品

18、质，采用的单频网技术能让收听者在不同信号区块间使用同样的频率收听。它与现在的模拟广播（AM/FM）相比具有很多优点，见表6-1。-83-早在1981年，德国IRT（广播技术研究所）便开始DAB相关编码技术的研究工作，1987年便成为欧洲高科技重点开发项目之一（Eureka-147）。经过多年的试验不断改进、完善和标准化后，于1995年秋在英国和瑞典等国家首先正式投入商业运行，并成为ETSI正式标准。该系统实现了从信源编码、信道编码直到调制方式的完全数字化，采用了新的技术、新的频率和新的业务结构。目前世界上DAB系统之发展大致可分为，欧规Eureka-147、美国IBOC（In-Band On-

19、Channel）及法国DRM（Digital Radio Mondiale），还有部份国家则从自己本国实际出发自行发展DAB系统，而我国采用的也是Eureka-147系统。目前，我国已建好的DAB网有京津网、广东网、台湾、香港等地区，国家广电总局要求在北京举办2008年奥运会之前，在经济发达地区主要干线高速公路实现DAB的覆盖。德国戴姆勒克瑞斯勒研究中心（DaimlerChrysler Research）研究的停车诱导系统中，主要考虑的是通过车载导航装置进行停车信息的接收和发布，而停车信息服务中心与车载导航单元之间的通信方式推荐采用GSM和DAB两种方式。车载计算机通过接收的停车信息与驾驶员所要到达的目的进行分析，从而规划出导航路径。使用DAB广播进行停车诱导，与GSM不同的就是停第六章停车信息的高效传输技术研究车需求者只能从停车服务中心通过广播频道获得停车信息，而不能发出个性化请求。采用DAB进行停车诱导的过程如图6-5所示。6.3基于GPRS的停车诱导系统通信方案设计在停车场到停车诱导管理中心以及中心到停车信息诱导屏之间，如果采用有线传输，施工难度较大（特别是在城市比较繁华的商业区等地方）、费用高，而且相对于无线传输而言，有线传输方式的数据传输量相对较小，数据以间