车场登记系统的设计与实现论文

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　　摘 要 ：当前智慧停车还未完全普及,仍然存在一些人工看管的停车场,看管人员通常是中老年人,习惯使用纸笔登记出 入车辆、计算停车费用,其操作繁杂、费时费力且容易出错,因此辅助一款车辆登记系统是非常必要的。实现上采用前后端分 离架构,前端基于 React Native 框架构建界面,后端基于 Express 框架开发接口。功能涵盖车辆登记、会员管理、自动计费 等。最终将后端接口部署到阿里云平台,把前端界面打包成 Android 或 iOS 应用程序,并在手机上正常安装运行。该车场登 记系统实现将车辆登记信息化,降低人工看管车场的难度,规范车场看管流程,提升车场看管效率,也为智慧停车奠定了数据 基础。

　　【Abstract】：At present, intelligent parking has not been completely popularized, and there are still some artificial parking lots. The caretakers are usually middle-aged and old people, who are used to using pen and paper to register vehicles and calculate parking fees, it is complicated, time-consuming and error-prone, so it is necessary to supplement a vehicle registration system. The implementation uses a front-end and back-end separation architecture, the front-end based on the React Native framework to build the interface, the back-end based on the Express framework to develop the interface. Functions include vehicle registration, membership management, automatic billing, etc. . Eventually the back-end interface will be deployed to the Alibaba Cloud Platform, and the front-end interface will be packaged into Android or iOS applications that will be installed and run on the phone. This system can realize the informationization of vehicle registration, reduce the difficulty of manual supervision, standardize the procedure of supervision, improve the efficiency of supervision, and lay the data foundation for intelligent parking.

　　【Key words】：vehicle registration;member management;automatic billing;React Native;MongoDB

　　随着经济持续快速发展,汽车保有量不断增长,据 公安部统计 2022 年全国机动车保有量达 4.17 亿辆,其 中汽车 3.19 亿辆 [1],随之而来的是“停车难”“乱停车” 等问题,给城市交通带来极大的压力 [2]。早在 2021 年 5 月,国务院办公厅转发国家发展改革委等部门《关于推 动城市停车设施发展的意见》中提出,鼓励电子停车快 捷收费系统的应用,加快应用大数据、物联网、5G 等 新技术新模式,推广智能化停车服务,推动停车资源共 享和供需快速匹配 [3]。由此可见,智慧停车是解决停车问题、改善人们出行的重要探索方向,有助于在停车位 供需不均衡的常态下,实现盘活存量,提升车位的运营 效率 [4.5]。

　　然而,受制于成本和车场管理模式差异, 智慧停车 还未完全普及,仍有许多停车场以人工方式看管,这些 停车场以小型停车场、临时停车场、路边停车场居多。 看管车场人员大多为中老年人,习惯使用纸笔记录车辆 出入情况,登记工作量大、计算停车费用难度大且容易 漏记错记。他们通常无计算机基础,但是会用智能手机, 经常使用微信、抖音等 App, 加之当前是信息化时 代,因此结合智能手机和信息管理系统设计一款简单实 用的车场登记系统必要且可行。如果是司机自行登记车 辆,使用微信小程序更加合适,只需在微信内搜索,即 走即用、无需下载、不占内存 [6.7]。但对于车场看管人 员来说,用于登记的频率非常高,使用 App 更加合适, 直接打开、系统流畅、不依赖微信。本文设计的车场登 记系统能够在手机上快速登记车辆出入信息,根据缴费 规则自动计算停车费用,智能提示车辆情况,实现无纸 化管理,在一定程度上减轻人工看管的压力,提升车场 看管的效率,也有利于车辆信息共享,为后期推行智慧 停车提供服务。

　　1 系统分析

　　1.1 需求分析

　　通过走访调查一些人工看管计费的停车场,发现看 管人员主要是中老年人,工作内容主要是登记出入车 辆、收取停车费用,费用类型包括临时停车费用、会员 包月停车费用。因此,本文设计的车场登记系统具有以 下功能 ：

　　(1)界面设计简洁、友好,易于理解 ;

　　(2)操作流程直观、顺畅,易于上手 ;

　　(3)信息管理全面,包括车辆登记管理、会员管理 ;

　　(4) 自动计费、智能提示,让车场登记工作更加高效。

　　1.2 可行性研究

　　智慧停车系统依赖完备的硬件设施、强大的软件应 用,整套推行下来价格不菲,对于一些本身需要人工管 理的停车场,更倾向于选择人工看管的方式。然而数字 化、信息化已是大势所趋,如果在人工看管的同时辅助 一款简单实用的车场登记系统,可以在一定程度上降低 人工看管的难度、提升车场看管的效率。

　　在技术实现上,采用前后端分离架构,后端主要是 数据存储和业务逻辑,前端主要是界面交互和数据展 示,前后端通过接口进行数据的交换 [8]。

　　后端的技术栈采用 Node.js+Express + MongoDB。 Node.js 是一个开源的、跨平台的 JavaScript 运行时环 境。Express 是一个快速、简洁、极简的 Node.js Web 应用框架,为 Web 和移动应用程序提供强大的功能, 并 提供各种 HTTP 实用工具方法和中间件,方便快速地创 建强大的 API 接口。API 接口的设计符合 RESTful API 风格。MongoDB 是基于分布式文件存储的数据库,类 型介于非关系型和关系型之间,操作与关系型数据库相 似,其集合 (Collection) 类似于关系数据库中的表,其 文档 (Document) 类似于关系数据库中的行数据, 一个数据库由多个集合组成, 一个集合由多个文档组成,文 档内部以键值对的形式存储数据,结构清晰,方便高效 地进行查询操作。MongoDB 的优点是开源、数据模型 灵活、高性能、可扩展、易部署、易使用,存储数据非 常方便。

　　前端的技术栈采用 Expo+React Native+React Navigation+Axios。Expo 是一组工具、库和服务, 可 以通过编写JavaScript 来构建本地的 iOS 和 Android 应 用程序,让移动应用程序开发更加方便、快捷。React Native( 简称 RN) 是开源的跨平台移动应用开发框架,优 点是基于 React 和JavaScript, 前端开发人员学习成本 低,仅需一次学习,就可以编写代码分别部署在 Android 和 iOS 操作系统上。React Navigation 是 React 的页面 导航库。Axios 是一个基于 Promise 网络请求库, 作 用于 Node.js 和浏览器中,在客户端用于发送 GET、 POST 等的请求。

　　2 系统设计

　　2.1 系统目标

　　实现无纸化车场管理, 只需在手机上简单点点,就 可以完成车辆登记、计费、查看等工作,辅助看场人员 的工作,提高看场效率,也便于看场数据的共享,为后 期智慧停车提供数据支撑。具体系统目标如下 ：

　　(1)操作流程直观。主线是登记车辆、管理登记信 息,辅线是管理会员信息。

　　(2)界面设计友好、美观,操作方式统一。以醒目 的按钮引导登记,以对话框形式登记车辆、添加会员, 以列表形式展示车辆登记信息、会员信息。

　　(3)支持车辆登记数据的远程存储与共享。以 MongoDB 数据库形式存储到远程服务器。

　　(4)系统运行稳定,数据安全可靠。前端界面以 App 形式安装到手机,系统运行稳定,后端数据库及接 口部署阿里云平台,数据安全可靠。

　　2.2 系统功能结构

　　车场登记系统的功能结构如图 1 所示。主要包括三 大模块,基础设置、车辆登记管理、会员及缴费管理。

　　(1)基础设置模块主要是账号与缴费规则的设置。

　　(2)车辆登记管理模块是核心模块,用于快速登记 进入、驶出车辆的基本信息,灵活修改、删除登记信 息,根据缴费规则自动计算费用,提供智能提示如车牌 号快速匹配、是否会员、缴费情况、停车时长等。以列 表形式展示所有已登记的车辆出入情况,支持按非会员 维度展示车辆登记信息,方便快速查看临时停车的情况。 (3)会员及缴费管理模块用于管理会员的基本信息以及会员的所有缴费情况。

　　2.3 数据库设计

　　数据库设计非常重要,是信息管理系统的核心和基 础。良好的数据库设计能够减少数据冗余,节省存储空 间,易于扩展,方便应用程序开发。

　　MongoDB 的操作与关系型数据库类似,这里按照关 系型数据库设计逻辑结构,用于直观展示多个表之间的关系, 总共有 5 张表 ( 在 MongoDB 中即 5 个集合),具体如图 2 所示。其中最重要的是登记信息表 (Checkins), 记录车辆进 入、驶出的登记信息,登记信息主要包括车牌号 (License)、 联系电话 (Telephone)、登记类型 (Checkintype)、登记时 间 (Checkintime)、缴费金额 (Payment) 等。其次是会 员信息的维护,包括会员基本信息,如车牌号、会员名 称、联系电话以及会员相关联的缴费信息,会员可能有 多次的缴费信息,比如每月缴费,故会员表与会员缴费 信息表是一对多的关系,通过会员 id 维系两者的关联关系。此外还有两个表, 缴费设置表 (Paymentsettings) 用于维护缴费规则,登录账号表 (Users) 用于维护用户 登录的账号信息,以车场名称为账号名,每个车场独立 维护其车辆登记、会员等信息,因此,登录账号表与登 记信息表、会员表、缴费设置表均是一对多的关系。

　　2.4 接口设计

　　接口是用户界面与数据模型之间的桥梁。依据界面 设计、系统功能要求以及 RESTful API 标准完成完整 的接口设计列表。具体接口设计如图 3 所示,其中调用 层即详细的接口设计。

　　接口设计按照自顶向下划分为模块层、页面层、元 素层、调用层。(1) 模块层包括登录、登记、详情、会 员、设置五大模块,其中核心模块是登记模块和详情模 块,对应系统功能中的车辆登记管理、车辆登记信息展 示、会员及缴费管理。(2) 页面层基于模块层细分,登 记模块包含登记页,详情模块包含明细列表页、非会员页 ( 包含非会员列表页和非会员详情页 ), 会员模块包 含会员列表页和会员详情页。(3) 元素层基于页面层拆 分,与界面设计中的页面元素保持一致。(4) 调用层接 口基于元素层及功能要求设计,遵循 RESTful API 标 准,主要功能是增、删、改、查,底层数据来自数据库 设计中的 5 个集合。

　　3 系统实现

　　3.1 后端接口实现

　　根据前面的数据库设计,基于 MongoDB 组织数据入库,做好准备工作。在接口实现上,使用 Express 框 架提供 HTTP 服务,通过 Mongoose 连接数据库。

　　3.2 前端界面实现

　　基于 React Native 框架和 React Navigation 导航 库开发移动端界面,通过 Axios 向后端发送接口请求数 据, 借助 Expo 工具将项目打包成 Android 或 iOS 应 用程序。

　　界面实现的主要模块有登记模块、详情模块、会员 模块和设置模块。各模块对应主页面如图 4 所示。

　　(1)登记模块是核心模块,用于登记进入 / 驶出车 辆信息,其主页面突显进入、驶出两个按钮,方便快速 登记 ;(2)详情模块,主要是登记管理,其主页面是登 记明细列表,还包括非会员列表页 ;(3)会员模块,主 要是会员管理,其主页面是会员及最新缴费信息列表, 还包括会员缴费页 ;(4)设置模块,主要是设置缴费规 则以及退出账号。

　　在登记页点击进入、驶出按钮分别弹出对应的车辆 登记对话框,进入车辆登记对话框与驶出车辆登记对话 框内容基本一致,区别在于提示信息部分,如图 5 所示。

　　登记对话框中的字段有车牌号、联系电话、登记时 间、缴费金额。对于缴费金额,根据实际情况,可在进 入时填写,也可在驶出时填写。在登记过程中有智能提 示,具体提示有 ：输入车牌号时自动匹配已有车牌号 ; 选择已有车牌号自动关联已有联系电话 ;登记时间默认 设置为当前时间 ;浅蓝色背景部分的文字为提示信息, 提示信息包括进入驶出异常警告、是否会员、非会员的 停车时长统计、非会员的自动计费金额、会员的缴费剩 余时长。

　　详情模块包括明细页和非会员页,如图 6 所示。

　　明细页主要展示登记信息列表,打开页面时, 自动 动画左滑第一条记录,提示用户可以编辑、删除登记信 息。在实际登记过程中比较关注非会员车辆即临时停车 的进入、驶出情况,所以在非会员页列出每个非会员车 辆的最近两次登记情况,点击列表项上的详情按钮,进 入对应的详情页面,可以查看该非会员车辆的所有进 入、驶出情况。

　　会员模块包括会员最新缴费信息列表页、某个会员 的所有缴费列表页,如图 7 所示。

　　点击“添加会员”按钮, 可以添加一个会员及缴费信息,如果是老会员再次缴费,可通过点击“详情”按 钮进入会员的缴费列表,然后点击“添加缴费信息”按 钮添加一条新的缴费信息。

　　由于智慧停车系统还未普及且成本较高, 一些小型停车场、临时停车场、路边停车场仍然采用人工看管方 式,看管人员大多是中老年人,无计算机基础,习惯使 用纸笔登记,费时费力且容易出错,故为看管人员设计 一款操作简便且友好的车场登记 App 非常有必要,它将停车登记信息化、数字化,充分利用信息管理的安全存 储、便捷查询、自动计算等优势,提高车场登记的效率。 本文对车场登记 App 进行详细的系统设计,包括系统功 能结构设计、数据库设计、接口设计、界面设计,以前 后端分离方式实现,后端主要是数据存储与接口开发, 通过 MongoDB 数据库存储数据,基于 Restful API 标 准化接口,使用 Express 框架构建 HTTP 服务并实现接 口 ;前端主要是界面的设计与开发, 使用 Expo 构建项 目, 基于 React Native 框架和 React Navigation 导航 库开发界面,通过 Axios 向后端发送接口请求。

　　目前完成了车场登记 App 的基本功能即车辆登记、 会员管理、自动计费及智能提示,并能够在手机上正常 安装运行。后续根据使用情况进行优化,比如,登记车 牌号时支持语音识别输入、拍照识别输入或者摄像头自 动识别生成,缴费时对接微信、支付宝等支付接口,简 化流程,实现一站式车场登记缴费功能,进一步提高车 场登记效率,为智慧停车推广提供数据支撑。

　　参考文献

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