智能化停车场车位监测管理系统

由图４－６及图４－７可见，仿真可分为数据包构造过程以及数据包还原过程，其仿真界面如图：

图４－７网络仿真界面

４．３．１超声波距离数据包构造仿真

选择该仿真后，输入车位和假想距离。现在的普通停车场，一层一般拥有５０个左右。因此这翠的车位号范围设置为１至５０。根据第三章第二节的讨论，有这样的结论：超声波检测的距离数据是在Ｏ．６米至１．６米属于有车停放，１．６米至３米之间没有停放车辆，小于０．６米或者大于３米则表明该车位异常。因此设置可输入的距离范围是０．０米至１０米。假设现在是对车位号是３０检测，获得距离数据是ｌ米，属于异常情况。如图４—７，车位号输入３０，距离输入ｌ。选择确定则丌始构造数据包，最后生成文本文档。

输入的车位号相当于下位机的ＩＰ地址。同时为了简化，车位号也当作网卡地址的一部分。输入的距离属于数据负载部分，大小是３个字节。这是不满足以太网最小数据负载是４６个字节的要求，需要填充补足。本仿真把距离数据包的负载大小规定为５０个字节，并把距离数据填充到整个负载的最高位，其余全部设定为Ｏ。这样在识别数据时只需要提取整个负载的前３个字节即可。对负载处

理完以后，程序开始按顺序调用Ｌｉｂｎｅｔ的数据包构造函数。构造完成以后程序对各个协议头进行校验，包括ＣＲＣ３２校验和报头校验。最后生成文本文档。文

图４．８超声以太网仿真输入界面

图４－９超声波仿真数据包

本文档以车位号命名，并且加上“ｄ”以表示是距离数据的数据包。如图４—９就是有关车位３０的超声波检测距离的数据包，文本文档名字是“３０ｄ．ｔｘｔ”。由于是内容是以二进制填写的，所以都是一些相应的ＡＳＣＩＩ符号。而ＭＡＣ地址是以字符串填入的，因此可以识别。前６个字节是目的地址，后６个是源目的地址。可以看到源目的地址是“２６ｃ４１Ｅ”。后面的“ｌＥ”就是３０的十六进制表示，即表明是出车位号为３０的车位下位机发出的。文本文档的大小为９６字节。

按照图４—２的封装形式，整个协议头长度是：

１４（以太网报头长度）＋２０（ＩＰ报头长度）＋８（ＵＤＰ报头长度）＝４２（字节）

负载设定为５０个字节，ＣＲＣ３２校验为４个字节。所以整个帧大小为４２＋５０＋４＝９６个字节。刚好等于文本文档的大小，封装成功。

４．３．２图像数据包构造仿真

选择该仿真后，需要输入车位号码以及选择图片。如图４—１０，输入的车位是２８，图片选择如图４－１１的车辆图片，表示该车位的图像。该图像大小为１．９２８ＫＢ，即１９７５个字节。为了可以方便的写入文本文档，对图像文件的每个字节做以下

图４．１０图像以太网仿真输入图

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图４－１１用于仿真的汽车图

处理：一个字节的无符号值的范围是０～２５５。先将每个字节看成是０～２５５的其中一个值，而不把它当作一个ＡＳＣＩＩ码考虑。然后把它变成字符串。整个过程把每个字节都变成了三个字节，因此图像用于打包的大小就是原来的三倍，即１９７５×３＝５９２５个字节。对于以太网来帧来说，整个以太网帧的负载最大是１５００个字节。除去ＩＰ报头的２０字节以及ＵＤＰ的８个字节，完整的以太网帧实际上可以

容纳的数据负载大小是１５００－２０—８＝１４７６个字节。显然５９２５大于１４７６，图像不可能完全置于以太网帧内，只能分割。在分割过程中，最后ｌ帧的负载大小有可能小于以太网最小数据负载的为４６字节的要求。为了区分距离数据包与图像数据包，若出现分割的最后一部分小于４６个字节，则填充至１００个字节。

因此整个图像处理过程如下：

获取图像文件的大小，然后建立一个以字节为单位，长度是图像大小的数组。按顺序将图像的内容，每次读入一个字节并把该字节置于数组之中。读完图片以后，数组也被填满，内容即是图像每个字节的内容。对数组的每个单元进行处理，按照每个单元的值即ＡＳＣＩＩ码值转换成字符串。如ＡＳＣＩＩ码值是１２３的，处理后即是字符串“１２３”。转换后传入相应的字符串。这个过程也是一直到把数组的所有单元都处理完。新产生的字符串就是图像的内容的字符表达。每次按顺序截取１０００个字节，然后把它们作为数据负载封装到以太网帧里面，写入文本文档。每个文本文档的名字组成是：车位号＋“Ｐ”＋“ｋ”。ｋ表示第几帧，是封装的顺序。

这次选择的图像大小是１．９２８ＫＢ，即１９７５个字节。转换后大小是５９２５个字节。按照每１０００个字节处理，可以分割成６份，按顺序Ｉｊｉ『５帧每帧都是１０００个字节，最后１帧是９２５个字节。由上文可知，整个协议报头的长度是：１４（以太网报头长度）＋２０（ＩＰ报头长度）十８（ＵＤＰ报头长度）－－－－４２（字节）负载为１０００个字节，ＣＲＣ３２校验为４字节。因此Ｉｊ｛『５个帧的内容大小是４２＋１０００＋４＝１０４６（字节）约１．０２ＫＢ

这与文本文档的大小一致。同理，最后ｌ帧的大小是９７１个字节，与文本文档的大小一致。第一帧的文本文档名字是“８ｐ１．ｔｘｔ”。第二帧的文本文档名字是“８ｐ２．ｔｘｔ”。一直到最后ｌ帧即第６帧，名字是“８ｐ６．ｔｘｔ”。如图４一１２就是有关８号车位图像的其中一个数据包，内容见图，文本文档名字是“８ｐ１．ｔｘｔ”。可见，源地址为“２６ｃ４０８”，即第８号车位。

图４－１２图像仿真数据包

４．３．３数据还原

数据还原是选取任何一个数据包，程序根据数据包的内容进行判断，分别还原为图像或者距离数据，同时给出是哪个车位。判断的准则是根据端口以及数据包负载的大小进行判断。超声波距离数据包的接收端口设为２５６，而图像接收的端口设为２５０。同时，距离数据包负载大小只有５０个字节。而图像数据包的负载最小是１００个字节。通过获得数据包负载大小也可以将不同性质的数据包区分。

如果判断是距离数据包，则提取负载以及车位信息，最后给出车位号和车位情况。仿真过程把车位号直接用于命名文件名称以及ＩＰ地址。因此根据文件名称或者ＩＰ地址即可获得车位号。按照填充的规则，负载的静３个字节就是距离数据。因此只要提取盼３个字节即可。获得距离后进行判断车位状况：０．６米～１．６米为已停放车辆。１．６米～３米为没有车辆停放，小于０．６米或者大于３米为车位异常。

现选择文件名为“３０ｄ．ｔｘｔ”的文本文档。该文档是表示第３０号车位的距离数据，由前文知道，仿真输入的距离为ｌ米，因此判断应为异常。程序运行后得到的信息如图４一１２。

图４－１２超声波信息包数据还原结果图

可见，距离获取以及判断也讵确。