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智能停车场系统设计和实现

作　者: 符溪
导　师: 易灵芝；王根平
学　校: 湘潭大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 停车场系统车牌识别嵌入式网关 PCA算法小波变换 SQL Server 2000 数据库备份
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

高速增长的经济,带动了汽车数量的大幅度增长。传统的停车场系统已不能满足日益增长的需求,停车难、难停车是目前停车场的真实写照。目前停车场中存在一系列突出的问题:大部分停车场停留在RS485组网,RS485覆盖范围小,通信没有统一的协议标准,无法实现远程数据检测和数据信息共享;车辆进出都需有专人处理,人员影响大,管理成本高;车辆进场需要自己查找空位,既浪费时间又浪费能源;系统使用一段时间后刷卡响应慢,时常出现砸车现象;车牌识别系统定位不准确,对环境和拍照的角度有严格的要求,字符识别率相对比较低,实时性能低等缺陷。本文着眼于实际工程应用,在现有的理论和工程基础上进行改进和创新,提出了一种无需改变底层硬件进行联网并带车牌自动识别和实时监控功能等的智能停车场系统。本系统中,通过对现有车牌识别算法的改进,提出一种新的车牌识别算法提高车牌识别率;对联网数据库进行设计和优化,完成停车场系统后台工作;通过实现可靠的嵌入式网关,完成底层网络和以太网的联接,实现对停车场系统的远程监控和数据共享;对各个子系统进行设计(包括出入管理子系统、监控系统、车位引导子系统等),采用VB语言实现停车场系统。论文的创新工作主要包括:(1)提出一种基于小波变换和PCA的车牌识别新算法。用VB语言实现车牌识别算法。经过大量的测试,证明了该算法的高效性和准确性。(2)设计和实现了后台数据库。对SQL2000数据库系统层、数据库设计层和应用层进行了优化,经过实际应用,验证该设计的合理性和稳定性。采用日志备份和总体备份相结合的备份方式,实现对数据库的零风险设计。(3)提出一种基于以太网通信的停车场管理模式。以AT89C52单片机和以太网控制芯片ENC28J60为控制核心的嵌入式以太网网关,保证了管理PC机和主控板通信的实时性和可靠性要求,大大提高了系统的覆盖范围。(4)对停车场管理系统做了详细的设计并完成了停车场管理系统的所有功能,达到实际使用的标准。通过实际应用证明,该系统联网简单,运行可靠,成本低廉。能有效解决停车难,管理难的问题。在车牌识别方面有比较理想的效果,具有很高的实用性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-15
  1.1 本文选题背景  10-11
  1.2 停车场系统的国内外现状以及发展趋势  11-12
  1.3 本文选题意义  12-13
  1.4 本文主要研究内容与章节安排  13-15
    1.4.1 本文主要研究内容  14
    1.4.2 本文章节安排  14-15
第2章智能停车场中车牌识别算法  15-33
  2.1 停车场系统需求分析和结构分析  15-18
    2.1.1 停车场系统需求分析  15
    2.1.2 停车场系统结构  15-18
    2.1.3 停车场管理系统逻辑结构框图  18
  2.2 车牌识别技术介绍  18-20
  2.3 字符识别预处理  20-21
  2.4 常见的车牌识别算法分析  21-27
    2.4.1 基于模板匹配的车牌识别  22-23
    2.4.2 神经网络车牌识别算法  23-26
    2.4.3 传统算法分析  26-27
  2.5 基于小波和PCA 的车牌识别算法  27-32
    2.5.1 算法原理  27-29
    2.5.2 算法实现  29-31
    2.5.3 算法实验结果分析  31-32
  2.6 本章小结  32-33
第3章系统数据库的设计和优化  33-47
  3.1 数据库的规范化设计简介  33-34
  3.2 数据库总体设计  34-35
  3.3 系统数据流分析  35-38
  3.4 数据库概要设计  38-39
  3.5 数据库逻辑设计  39-41
  3.6 数据库的优化  41-45
    3.6.1 分层优化方式  41
    3.6.2 数据库优化方案  41-42
    3.6.3 系统层优化  42-43
    3.6.4 数据库设计层优化  43-44
    3.6.5 应用层优化  44-45
  3.7 数据库备份  45-46
    3.7.1 备份方式  45-46
    3.7.2 备份方案选定  46
  3.8 本章小结  46-47
第4章停车场管理系统的详细设计和实现  47-56
  4.1 车辆出入管理模块  47-49
  4.2 监控模块的设计  49-53
    4.2.1 视频卡的选取  49-50
    4.2.2 MPEG-4 视频压缩格式  50-52
    4.2.3 监控模块程序实现  52-53
  4.3 收费模块的设计和实现  53-54
  4.4 车牌管理模块  54-55
  4.5 本章小结  55-56
第5章嵌入式以太网通信接口实现  56-66
  5.1 以太网简介  56-60
    5.1.1 CSMA/CD 访问控制  56-57
    5.1.2 TCP/IP 协议与通信流程  57-60
  5.2 新型停车场系统联网结构  60
  5.3 嵌入式以太网接口的实现  60-65
    5.3.1 硬件实现  60-62
    5.3.2 嵌入式以太网软件实现  62-65
  5.4 本章小结  65-66
第6章停车场系统测试和应用  66-74
  6.1 系统程序设计  66-69
    6.1.1 系统程序流程图  66-67
    6.1.2 系统程序实现  67-69
  6.2 系统测试  69-72
  6.3 智能停车场管理系统应用  72-73
  6.4 本章小结  73-74
总结与展望  74-75
参考文献  75-78
致谢  78-79
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  79

智能停车场系统设计和实现

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