本发明涉及城市停车场车位管理领域，特别涉及一种智能停车场的车位预约管理系统及方法。
背景技术：
传统的停车场智能化管理系统还大都停留在出入口的管理上，偏重于车辆出入安全和停车收费管理，而对停车场的车位预约管理仍有许多不完善的地方。在路上寻找停车位时，驾驶者时常因为找不到车位在路上逡巡，耗费了较多时间。这种状况不仅造成了道路的拥堵，而且降低了停车效率。驾驶者不能方便快速地自主找到有效停车位，这样不仅浪费时间、影响停车场的正常运行，也造成了对社会能源的巨大浪费；停车场中车辆数量增加，管理难度加大，传统停车场管理系统在安全性方面的缺陷更显严重，无法有效保证车辆的安全。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，发明一种智能停车场的车位预约管理系统及方法，支持用户通过app对车位进行网络化管理，比如预留车位、反向取车、自动防盗等。本发明操作简单，使用方便，后期维修费用低，能够帮助车主快速找到空车位，减少人工管理成本，提高停车场管理效率和服务水平。
为达到以上目的，本发明采取了如下技术方案：
一种智能停车场的车位预约管理系统，包括手机客户端模块、服务器模块、数据库模块、上位机模块、下位机及相关硬件模块；
所述的手机客户端模块用于实现自动扣费、预约车位、保管车辆、反向取车功能；手机客户端模块与服务器模块通过tcp/ip协议连接并通信；
所述的服务器模块用于保存和提取数据库模块中的数据，服务器模块和数据库模块连接；
所述的数据库模块用于实现数据的保存与发送，数据库模块和上位机模块连接；
所述的上位机模块用于接收下位机及相关硬件模块的数据，把数据转换成预设好的编码并得出停车场的车位使用情况，最终显示在上位机模块的界面上，上位机模块从数据库模块中读取数据并计算出控制指令，控制下位机及相关硬件模块。
所述的手机客户端模块基于手机app实现。
所述的服务器模块基于java实现，与手机客户端模块通过tcp/ip协议连接并通信。
所述的上位机模块基于labview实现，上位机模块通过串口连接下位机及相关硬件模块。
所述的下位机及相关硬件模块包括微控制器、传感器和指示灯；微控制器根据接收到的数据，进行判断处理，然后返回相应的控制信号，根据延时函数可以将传感器的状态传入上位机，并对指示灯和电机进行控制。
所述的下位机及相关硬件模块还包括安防杆，所述的安防杆配合手机客户端模块实现自动预留车位、保管车辆、反向取车功能。
一种基于智能停车场的车位预约管理系统的控制方法，包括以下步骤：
上位机模块和服务器模块进行初始化，手机客户端模块和服务器模块基于tcp/ip协议连接，上位机模块打开串口然后配置串口连接下位机及相关硬件模块；
服务器模块读取客户请求数据并发送到数据库模块，上位机模块从数据库模块中读取客户请求数据，同时上位机模块通过串口接收传感器数据；上位机模块把传感器数据和客户请求数据进行汇总然后进行数据计算得出停车场控制信号和提示客户信息，然后把控制信号通过串口发送给下位机及相关硬件模块，把提示客户信息发送到数据库模块，服务器模块从数据库模块中提取信息然后发送给手机客户端模块；
当用户预约时，手机客户端模块会将数据传输到服务器，服务器进行数据处理，若车位满则手机客户端数据显示框显示“车位已满”；若有空车位，系统会为用户选择最佳停车位并显示车位所在具体位置对应的号码。
车位未使用时，安防系统中安防杆处于降下状态，车位状态指示灯为绿灯，可供用户使用；当用户预约成功时，车位所在的安防杆自动升起为用户预留车位，车位状态指示灯显示黄灯。
用户需在规定时间内到达预留车位，并确定已到车位后，安防杆自动降下；用户安全停车后，手机客户端数据显示停车成功，安防杆升起为用户保护车辆，车位状态指示灯显示红灯；
用户取车时，通过手机客户端模块选择取车，安防杆自动降下，通过手机客户端模块显示使用结束及停车位的具体位置，车位状态指示灯显示绿灯。
相对于现有技术，本发明具有以下优点：
本发明的智能停车场的车位预约管理系统，由手机客户端模块、服务器模块、数据库模块、上位机模块、下位机及相关硬件模块组成，服务器模块读取客户请求数据并发送到数据库模块，上位机模块从数据库模块中读取客户请求数据，同时上位机模块通过串口接收传感器数据。上位机模块把传感器数据和客户请求数据进行汇总然后进行数据计算得出停车场控制信号和提示客户信息，然后把控制信号通过串口发送给下位机及相关硬件模块，把提示客户信息发送到数据库模块，服务器模块从数据库模块中提取信息然后发送给手机客户端模块。用户直接从手机客户端模块进行对车位进行网络化管理，比如预留车位、反向取车、自动防盗等。本发明操作简单，使用方便，后期维修费用低，能够帮助车主快速找到空车位，减少人工管理成本，提高停车场管理效率和服务水平。
进一步，本发明能够通过手机app控制安防杆自动管理车位，实现对车位精确化、自动化的管理。
进一步，本发明能够智能化控制安防杆，增加车辆安全系数。
本发明的控制方法，通过手机端进行预约停车后，车位未使用时，安防系统中安防杆处于降下状态，车位状态指示灯为绿灯，可供用户使用。当用户点击“预约”时，手机客户端模块会将数据传输到服务器，服务器进行数据处理，若车位满则手机客户端数据显示框显示“车位已满”；若有空车位，系统会为用户选择最佳停车位并显示车位所在具体位置对应的号码。同时，车位所在的安防杆自动升起为用户预留车位，车位状态指示灯显示黄灯。整个操作及使用过程提示明确，操作简单，方便及时了解停车状况，实现对车位精确化、自动化的管理。
进一步，本发明通过安防杆及指示灯的相互配合，能够提高用户找车位和取车的效率和服务水平。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图。
具体实施方式
以下所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明一种智能停车场的车位预约管理系统包括：手机客户端模块1、服务器模块2、数据库模块3、上位机模块4、下位机及相关硬件模块5。手机客户端模块1与服务器模块2通过tcp/ip协议连接并通信；所述的服务器模块2和数据库模块3连接；所述的数据库模块3和上位机模块4连接；所述的上位机模块4和下位机及相关硬件模块5通过串口通信方式连接。
手机客户端模块1基于手机app实现自动扣费、预约车位、保管车辆、反向取车功能。
服务器模块3基于java实现，与手机客户端模块通过tcp/ip协议连接并通信，可以保存和提取数据库模块中的数据。
数据库模块3可以实现数据的保存与发送。
上位机模块4基于labview实现，上位机模块通过串口通信接收下位机及相关硬件模块的数据，把十六进制数据转换成预设好的编码并得出停车场的车位使用情况，最终显示在上位机模块的界面上，上位机模块从数据库模块中读取数据并计算出控制指令，控制下位机及相关硬件模块。
下位机及相关硬件模块5包括微控制器、传感器、指示灯、安防杆及相关电路。通电后，微控制器的每个i/o口进行初始化，根据接收到的数据，微控制器进行判断处理，然后返回相应的控制信号，根据延时函数可以将传感器的状态传入上位机，也可以对指示灯和电机进行控制。
安防杆可配合手机app实现自动预留车位、保管车辆、反向取车功能。
实施例
如图1所示，首先上位机模块4和服务器模块2进行初始化，手机客户端模块1和服务器模块2基于tcp/ip协议连接，上位机模块4打开串口然后配置串口连接下位机及相关硬件模块5。服务器模块2读取客户请求数据并发送到数据库模块3，上位机模块4从数据库模块3中读取客户请求数据，同时上位机模块4通过串口接收传感器数据。上位机模块3把传感器数据和客户请求数据进行汇总然后进行数据计算得出停车场控制信号和提示客户信息，然后把控制信号通过串口发送给下位机及相关硬件模块5，把提示客户信息发送到数据库模块3，服务器模块2从数据库模块3中提取信息然后发送给手机客户端模块1。
车位未使用时，安防系统中安防杆处于降下状态，车位状态指示灯为绿灯，可供用户使用。当用户点击“预约”时，手机客户端模块1会将数据传输到服务器，服务器进行数据处理，若车位满则手机客户端数据显示框显示“车位已满”；若有空车位，系统会为用户选择最佳停车位并显示车位所在具体位置对应的号码。同时，车位所在的安防杆自动升起为用户预留车位，车位状态指示灯显示黄灯。
用户需在规定时间内到达预留车位，点击“已到”选项，安防杆自动降下，此时手机客户端数据显示框会弹出“已为您降下安防杆，请放心停车”。用户安全停车后，手机客户端数据显示框会弹出“停车成功”，安防杆升起为用户保护车辆，车位状态指示灯显示红灯。
用户取车时，点击“取车”选项，安防杆自动降下，手机客户端数据显示框显示“本次使用结束，请您安全驾驶”，车位状态指示灯显示绿灯。