基于Django的车辆管理系统的设计与实现

基于Django的车辆管理系统的设计与实现

摘要

随着人工智能的不断发展，越来越多智能化的管理减轻了人力的投入，也给我们的生活带来了便利。现如今停车场都是智能化、系统化管理，车辆进出可以通过车牌识别技术，将车牌数据传入到后台，建立数据库，收费也会通过系统智能计算，避免了效率低下的人工管理带来的诸多不便，能够对车辆进行高效地、可靠地、科学地管理，同时也给车主带来了更加人性化的体验。

本课题设计采用的是基于MTV设计模式下的Django框架，使用Python和Html+Css+JavaScript进行编写，能够实现模拟车辆进出识别和停车场使用管理，管理员能够清晰地查看车辆情况、收费情况等，可以广泛应用于学校、小区、商场等各种场合的配套停车场管理。

关键词：Django；车牌识别；车辆管理；MTV设计模式；Python

摘要 I

Abstract II

目录 III

1 绪论 1

1.1 应用背景及其意义 1

1.1.1 应用背景 1

1.1.2 研究意义 1

1.2课题的研究内容 1

1.3 国内外研究现状及发展趋势 2

1.4 系统采用的相关技术 3

1.4.1前端开发语言——HTML+CSS+JavaScrip 3

1.4.2前端UI框架——BootStrap 3

1.4.3后端开发语言——Python 3

1.4.4后端框架——Django 3

1.4.5关系型数据库——MySQL 3

2系统分析 4

2.1可行性分析 4

2.1.1 技术可行性 4

2.1.2 经济可行性 4

2.1.3 操作可行性 4

2.2 功能分析 4

2.2.1 系统的目标功能概述 4

2.2.2 系统的整体功能分析 5

2.3 架构分析 5

3系统设计 7

3.1 整体设计 7

3.2 功能设计 7

3.3 数据库设计 8

4系统实现 12

4.1 开发工具及相关版本 12

4.2 系统功能实现 12

4.2.1 车辆管理系统管理员登录页面 12

4.2.2 车辆管理系统主页面 13

4.2.3 用户管理 14

4.2.4 车牌识别 17

4.2.5 车辆管理 19

4.2.6 收费管理 20

4.2.7 车辆记录 22

4.2.8 首页图表设计 22

5系统测试 24

5.1 系统测试概述 24

5.2 功能模块的测试 24

5.2.1 管理员登录功能的测试 24

5.2.2 登录后访问其他页面功能的测试 24

5.2.3用户信息查询功能的测试 25

5.2.4用户添加功能的测试 25

5.2.5车辆进出识别功能的测试 26

5.2.6判断用户会员过期功能的测试 27

5.2.7计费功能的测试 27

5.3系统部分模块未实现 29

6结束语 30

致谢 31

参考文献 32

1 绪论

1.1 应用背景及其意义

1.1.1 应用背景

随着人们生活物质水平的提高，越来越多的家庭拥有了私家车，对于车辆停放的管理也愈加严格和专业化，小区停车场和商场停车场等不同类型的停车场都有着不同的收费与管理体系。

从互联网时代开始，通过智能的管理可以极大减轻人力的投入，实现无人值守管理。如今，很多小区和停车场都能通过数字图像拍摄和处理，对于进出车辆的车牌进行识别，核对信息，车主可以提前扫码支付停车费用，大大节省了时间。车辆的信息和停放时间、如何进行收费都由系统自行处理，无需人力去记录。这样的智能管理，需要配套的车辆管理系统支持。由此可见，车辆管理系统有着广大的市场需求和应用前景。本次课题设计实现的车辆管理系统可以智能识别车牌，记录停车场车辆进出，智能收费管理等。

1.1.2 研究意义

Django是一个非常优秀的Web开发框架，可以快速构建高性能、安全、可维护、界面优秀的系统。相比传统的Web开发框架和技术，Django负责处理开发中麻烦的部分，而使程序员可以专注于编写应用程序业务逻辑代码，无需重新开发Web应用的通用功能，从而大大提高开发效率，降低开发成本。车辆管理系统的设计与开发，能够解决停车场对于车辆进出、车位安排、收费等智能化管理，具有一定的实际意义。同时，开发这样一个系统，对于我学习处理相关业务、运用所学专业知识解决问题、锻炼编程实践能力都有很大的帮助。

1.2课题的研究内容

本课题研究的内容主要涉及到Django、模块化开发等知识。通过对上述知识内容的学习研究，进而设计并实现一个车辆管理系统。系统能实现的主要功能应包括模拟车辆进出、会员注册、计时收费、车位情况等功能。管理员主要负责查询管理用户信息和对车辆进行收费。进出车辆如何进行计费，对于长期会员用户来说，只需购买会员卡并在期限内只需一次性收费；对于临时车辆需要出行收费，合理制定停车场内的收费标准，记录车辆进出时间，根据时间和车辆类别进行收费。管理员还能对停车场内车辆进行监控，即时获取停车场车位情况。

1.3 国内外研究现状及发展趋势

停车场收费管理系统是伴随着公用收费停车场这一新生事物而诞生的。传统停车场的收费都是采用人工方式，存在着收费过程比较繁琐，效率低，停车场利用率不高等问题。为了克服这些缺点，逐步推动了停车收费管理系统的发展。随着经济的发展以及技术的进步，各种新技术、新材料的应用使停车场管理系统的各种管理功能逐渐完善，可靠性逐步提高。许多现代控制领域及智能交通领域的前沿技术在停车管理系统中也得到了广泛应用。

目前国外停车管理系统经过半个多世纪的发展，已经基本进入了智能化收费的阶段。一般采用高度智能化的专用设备，可以实现收费系统的无人化操作。而且许多国外停车场管理系统还配备了停车车位引导系统、停车车位查询系统等智能化设备，使停车场管理系统的功能更加完善和丰富。目前，一些国外停车设备厂商正在研究能够实现“网络化存车”的停车场管理系统。该管理系统能够统一调度车位资源，统一进行交易结算。停车用户在家中通过网络就可以预定停车车位，缴纳停车费用，查询出行目的地的各类停车信息。

Django是主要为Web开发服务的，所以Django的未来与Web开发未来发展趋势紧密相关。Django这种基于MVC开发模式的传统框架，非常适合开发基于PC的传统网站，因为它同时包括了后端的开发(逻辑层，数据库层) 和前端的开发(如模板语言，样式)。基于PC的网站和自适应(responsive)的手机网站不会消失，不过其重要性会随着手机APP和小程序等的普及而逐渐降低。即使对于开发传统网站，Django也只有在后台开发上有些优势，在前端仍需要借助流行的JS框架如Vue.js才能开发出互动性强且符合未来审美趋势的优秀网站来。

最近几年及未来几年更流行的开发模式肯定是前后端分离。现代网络应用Web APP或大型网站一般只需一个后台，然后对应各种客户端(iOS, android, 浏览器)。由于客户端的开发语言与后台的开发语言经常不一样，这时需要后台能够提供可以跨平台跨语言的一种标准的资源或数据(如Json格式)供前后端沟通，这就是Web API(网络应用程序结口)的作用了。Django本身开发不了符合REST规范的Web API,不过借助django-rest-framework (DRF)可以快速开发出优秀规范的Web API来。所以我们这里要感谢DRF，因为它，Django的应用前景更广了，减少了被淘汰的风险。

1.4 系统采用的相关技术

1.4.1前端开发语言——HTML+CSS+JavaScrip

本次课题设计的车辆管理系统系统前端还是采用最基础的组合搭配，它们各司其职，协同工作，将最基本的文字、图片、超链接等网页内容合理布局，提升交互感，带给用户舒适的体验。

1.4.2前端UI框架——BootStrap

本系统采用了UI框架BootStrap，使得Web开发更加快捷，开发人员能够轻松搭建出清爽风格的界面以及实现良好的交互效果。

1.4.3后端开发语言——Python

本系统在后端主要使用的是Python语言。因为它在编程方面还是比较流行的，学习起来也更加快，在编译时可以实现项目直接运行，作为一门解释型语言，可移植性很强。

1.4.4后端框架——Django

车辆管理系统的后端使用了Django框架，能快速进行搭建和开发，特别对于数据库功能，无论是创建表中的对应关系，还是关于增删改查功能都十分简便。MTV设计模式使得项目结构更加清晰，使得开发人员在开发过程中更加规范，便捷。

1.4.5关系型数据库——MySQL

车辆管理系统在后台采用MySQL，因为MySQL体积小、速度快、总体拥有成本低，为多种编程语言提供了API。

参考文献