Python停车管理系统

摘 要

21世纪时信息化的时代，几乎任何一个行业都离不开计算机，将计算机运用于停车场管理也是十分常见的。过去使用手工的管理方式对停车进行管理，造成了管理繁琐、难以维护等问题，如今使用计算机对停车场停车的各项基本信息进行管理，比起手工管理来说既方便又简单，而且具有易于管理、搜索速度快、存储量大等多个优点。将其使用在停车场管理中，不仅能够提高停车管理中管理员的工作效率，而且可以使停车场管理更加科学与规范。在信息化时代的不断冲击下，停车场管理与计算机技术的结合，将会是一条提高停车场停车管理水平的捷径。

本文研究课题为“停车管理系统”该系统采取面对对象的开发模式进行软件的开发和硬体的架设，能很好的满足实际使用的需求，完善了对应的软体架设以及程序编码的工作系统采取Mysql作为后台数据的主要存储单元，运用软件工程原理和开发方法，采用Python的Django框架构建的一个管理系统，实现了本系统的全部功能。并对数据库中各个表的增删查改、表与表之间的约束关系进行分析与设计，最终实现符合用户需求功能的商业级应用。

关键词：Django框架; 数据库；停车管理；

Python parking management system

Abstract

In the information age in the 21st century, almost any industry is inseparable from computers. It is also very common to apply computers to parking lot management. In the past, the manual management method was used to manage the parking lot, which caused the problems of cumbersome management and difficult maintenance. Now, using the computer to manage the basic information of the parking lot is not only convenient and simple compared with the manual management, but also has many advantages, such as easy management, fast search speed, large storage capacity and so on. Using it in parking lot management can not only improve the work efficiency of administrators in parking lot management, but also make parking lot management more scientific and standardized. Under the continuous impact of the information age, the combination of parking lot management and computer technology will be a shortcut to improve the level of parking lot management.

The research topic of this paper is “parking management system”. The system adopts the object-oriented development mode for software development and hardware erection, which can well meet the needs of practical use, improve the corresponding software erection and program coding working system, take MySQL as the main storage unit of background data, use the principles and development methods of software engineering, and build a management system with the Django framework of Python, All the functions of the system are realized. It also analyzes and designs the addition, deletion, query and modification of each table in the database and the constraint relationship between tables, and finally realizes the commercial application that meets the needs of users.

Keywords: Djangoframework; database Parking management;

目  录

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 开发现状

1.3 主要工作及论文结构

第2章 相关技术介绍

2.1 Pycharm简介

2.2 MySQL描述

2.3 Python编程语言

2.4 Django框架

第3章 系统分析 7

3.1 可行性分析 7

3.1.1 技术可行性 7

3.1.2 经济可行性 7

3.1.3 社会可行性 7

3.2 系统功能需求 7

3.3 系统性能需求

3.4 数据流程分析

第4章 系统设计

4.1 系统架构设计

4.2 总体结构设计

4.3 功能模块设计

4.3.1 用户模块

4.3.2 管理员模块

4.4 数据库设计

4.4.1 概念设计

4.4.2 逻辑设计

第5章 系统实现 20

5.1 数据库连接模块的实现 20

5.2 登录模块的实现 20

5.3 用户模块的实现 21

5.4 管理员模块的实现 24

第6章 系统测试 27

6.1 测试环境 27

6.2 测试目标 27

6.3 功能测试 27

6.4 测试结果 29

第7章 总结与展望 30

参考文献 31

致谢

1. 绪论
   1. 研究背景

这些年随着社会不断进度还有发展，车辆也在迅速增加，汽车量大使得道路、高速路上越来越拥挤，也使得在传统的停车场管理中出现管理的效率低下，还有停车场的安全性跟社会的需求也不相符合。减低了人们的生活便利程度。目前，我国的现代化进度在加速，汽车的数量自然是不断增加中的，面对这种据剧增，停车场的车辆流量也必然随着增多。对汽车的保管也就成为了当下社会很受关注的焦点了。所以研究适合当下发展的停车管路系统是非常有必要的。

紧随汽车行业的发展，我国的汽车拥有量也在增加。停车场是交通设施的重要部分，跟随着运输业的繁忙跟发展，大家对其管理的要方面也在提高，也都希望停车场管理都能够方便与快捷。因为停车场的规模大小不同，所以对其的管理规模也是不尽相同的，管理人员需根据本身条件，考虑经济、稳定的管理程序，避免选择高成本的管理系统。

当前，在停车场的信息化过程中，需要管理跟处理很多信息。如今，很多停车信息都还是处在开始使用的阶段，甚至还没有使用计算机处理。根据调查得知，以前的管理大部分都是停留在文本、表格、还是属于纸介质的手工方式处理，然而在管理过程中很多信息的处理都还是人工计算还有手工操作。由于数据量大，处理工作繁重，也很容易出现错误，信息容易丢失，也不方便查找。总体而言，还是缺乏了一个完善的管理系统。

停车管理系统本着安全性、可靠性、实用性以及智能化的指导思想和分布式结构进行设计，规划好系统硬件和软件功能模块的分工和协调。新型停车场中将信息技术以及是生活理念还有电子科技等完美的结合了，主要是给人们提供了一种方便、先进功能，操作方便的人性化系统。它依靠高科技和以人为本，采用人机图形化操作界面，提供给人们更加方便安全、快捷舒适以及信息化的生活空间，很大程度的促进了人文环境的健康发展。

1. 1. 开发现状

停车管理系统说到底也就是对停车信息的数据化并进行统一系统化的管理，离不开数据库的操作与前台web页面的显示，我此次用到的就是这样的技术。

停车管理系统是现代化停车场车辆收费及设备自动化管理的统称，是将停车场完全臵于计算机管理下的高科技机电一体化产品。站在技术角度审视，我国的停车场并非不是毫无缺点的。据深圳市捷顺科技实业股份有限公司产品市场部副经理郭晓强介绍，现金我国的停车场相关产品还是不够成熟的，技术方面和可靠性上还是不能满足人们的需求，也没有主流的设备品牌，能够提供完整成套设备的程家更是少之又少，用户在设备选型时存在困难。一般的厂商生产规模不够大、技术方面也比较弱，品质的管理和生成的成本控制上都相对有难度。当然，停车管理系统也并未因为而阻碍了其发展，相反是更加的加速了。

1. 1. 主要工作及论文结构

本文的主要工作是研究如何将计算机和信息管理进行有机结合，从而利用Koa框架以及MySQL数据库技术中实现了系统的功能模块，切实的开发出一套贴近停车管理的实际。

论文结构如下：

第一章绪论：主要对停车管理系统的开发背景,研究现状，目的,及意义进行了分析。

第二章所用的开发技术及开发软件：主要把系统开发工具进行介绍，另外讲解开发系统所用到的一些特殊功能技术。

第三章系统分析：主要是对停车管理系统进行需求分析，以及对其数据流程与功能进行分析。

第四章系统设计：主要根据系统需求对系统的设计进行介绍，以及对数据的开发与功能模块设计的过程。

第五章系统实现：本章主要结合系统界面截图，介绍了系统各个功能实现的结果。

第六章系统测试：本章系统进行功能模块的测试，撰写测试用例，确保系统各大功能准确无误。

第七章总结与展望：对整个论文的研究内容进行总结，概括整个论文的特点，指出不足之处，为下步深究指明方向。

1. 相关技术介绍
   1. Pycharm简介

PyCharm是用于Python脚本语言的最流行的IDE。

1.每个文件都有其输出窗口。

2.可以终止进程（只要点下按钮就行）。

3.各种提示超强：①没用的变量颜色会变灰②用错了的变量下面会有红色波浪线③书写提示(sublime也有但较弱)。

4.索引功能超强。

1. 1. MySQL描述

现在MySQL数据库在网络上它可以支撑许多个用户，而且也可以适应客服机和服务器的部署或者配置等，我们这里的服务器和客户机其实就是一种软件上的概念，并且我们使用的计算机硬件也与他们不存在一一对应的关系。

MySQL是一款非常流行的关系型数据库管理系统，它的出现一直都是佼佼者，它不仅功能非常强大，而且使用起来非常方便，并且MySQL的跨平台能力也很好，软件开发人员非常喜欢它的这些强大的优点。不同于其他关系型数据库，对于数据库的管理它有着自己的一套方案，通过对用户设定相应的权限和角色来达到对数据库的管理。由此可见，MySQL是一个能够适用于吞吐量高，可靠性高，效率高的一款数据库管理软件。

优点一：MySQL中对于不同身份的用户都设定其不同的权限来完成不同的业务逻辑，这使得MySQL在安全和完整性远远超出了其他关系型数据库。

优点二：对于那些动画、图形和声音的数据类型MySQL也可以支持，这说明多数据类型MySQL也是可以支持的。

优点三：MySQL还可以做到多个平台的开发，软件开发的多种编程语言都可以实现对MySQL数据库的操作。

1. 1. Python编程语言

Python是一种开发语言，能够以直译的方式进行计算机语言，而且可以面向对象编程。它是由Guido van Rossum在十九世纪八十年代末研发出来，并且在九一年公开发行使用。Python有很多特点，比如有简洁的语法，清晰的语句，丰富的类库。正式由于这些优点，能够非常快速的和其他语言进行结合，来实现各种功能模块。很多人给它起了个外号叫“黏黏胶”语言。使用Python快速生成程序的原型，是现在很多程序员使用的方法。如果其中有比较特殊要求的地方，也非常方便的进行修改。

而且PyQt具有双证，为它能够跨平台运行（例如UNIX，微软和苹果的平台）提供了保证。

使用Python语言之前，要进行平台的安装，用户需要根据不同的平台，下载不同的版本，然后进行环境变量的配置，便可以进行运行。

Python 特点：

1.相对于其他计算机语言来说学习起来比较简单：Python的关键字较少，结构相对简单，语法简单，对于刚学编程语言的人来说更容易上手。

2.阅读起来也相对简单：Python代码结构简洁明了，并在定义上看起来也非常清晰，所以在阅读的过程中更加简单。

3.维护起来方便：Python的维护简单方便。

4.标准库特别广泛：Python的最大的最大优势是有非常多的库，而且是跨平台的，而且对系统的兼容性很好，比如在UNIX，Windows和Macintosh系统上都能够进行兼容。

5.具有方便的互动模式：有了互动模式的支持，开发者可以从代码就可以看到结果，这样开发者对程序的测试与调试，变的更方便。

6.可移植性好：Python可以跨平台运行。

7.扩展性非常好的：如果有关键的代码，你可以用特殊的语言进行编写，也能够在系统中调试运行。

1. 1. Django框架

Django是一个由Python编写的具有完整架站能力的开源Web框架。使用Django，只要很少的代码，Python的程序开发人员就可以轻松地完成一个正式网站所需要的大部分内容，并进一步开发出全功能的Web服务。

Django本身基于MVC模型，即Model（模型）+View（视图）+ Controller（控制器）设计模式，因此天然具有MVC的出色基因：开发快捷、部署方便、可重用性高、维护成本低等。Python加Django是快速开发、设计、部署网站的最佳组合。

1. 系统分析
   1. 可行性分析

开发任何一个系统，都要对其可行性进行分析，对其时间和资源上的限制进行考虑，这样可以减少系统开发的风险。同时，分析之后不仅能够合理的运用人力，还能在各方面资源的消耗上得到节省。下面就对技术、经济和社会三个方面来介绍。

1. 1. 1. 技术可行性

技术可行性主要考虑当前项目所用的技术是否能够符合，在设备上是否能够满足，及各种辅助工具是否提供帮助。本系统用的是Django开发框架，调试相对简单，当前的计算机硬件配置也完全能满足开发的需求，因此在技术上是绝对可行的。软件方面：由于软件的开发平台成熟可行,它们速度快、容量大、可靠性能高、价格低，完全能满足系统的需求。采用Python编程语言，已无技术上的问题。

1. 1. 1. 经济可行性

系统所采用的Django框架开发和MySQL后端数据库均为免费开发工具。故开发成本主要集中在后期的推广及系统维护上。相对于成本较高的C/S模式，也是选用了成本较低的B/S模式，所以经济上几乎没任何问题。

1. 1. 1. 社会可行性

本系统是自行开发的系统，以方便高效管理停车场为出发点，是具有实际意义的系统，开发的环境软件和用到的数据库也都是开源代码，不存在侵权等问题，所以在社会方面也是可行的。

1. 1. 系统功能需求

用户用例图如下所示。

图3-1 用户用例图

管理员用例图如下所示。

图3-2 管理员用例图

1. 1. 系统性能需求

评判一个系统好坏的一项重要指标就是性能，下面是对此系统的一些性能进行阐述。

1.系统的安全性和稳定性: 停车管理系统在管理权限上有着严格的控制，即想登录此平台进行操作，则必须要有操作权限，没有权限的用户是不可能登录平台查看任何的信息和数据，从而确保了系统的安全性。

2.数据的完整性和准确性：第一个是各项记录信息的完整性，信息记录的内容可以为空；第二个是各项信息数据之间相互联系的准确性；第三个是数据在不同记录信息的一致性

3．用户操作系统简单方便

在系统开发中按照“简单易用”的原则，能够使用户对系统的使用一目了然，既能保证用户使用，同时又能保证维护人员方便维护。

1. 1. 数据流程分析

在分析了系统的业务流程之后，就要分析系统的数据流，为后面设计系统的数据库做好基础。这里主要利用数据流程图来说明数据流程。数据流程图是一个图示工具，容易理解，容易在开发和用户方之间进行交流，以及在开发组织内部交流。因此数据流程图作为一种模型工具已经广泛使用在软件工程的实践中。

系统的顶层数据流图如下图所示。

图3-2系统数据流图（顶层）

根据系统的业务流程，用户浏览所使用到的数据归纳为输出信息。而用户提交的数据则作为系统的输入数据。相应的，根据系统管理员业务流程，管理员对系统内容的添加、更新和删除等所操作的数据定义为输入信息。

系统的底层数据流图如下图所示。

图3-3系统数据流图（底层）

1. 系统设计
   1. 系统架构设计

本停车管理系统的架构设计主要分为可以3层，主要有Web层，业务层，Model层。其中web层还包括View层和Controller层，Model层包括元数据扩展层和数据访问层。

系统架构如下图所示。

图4-1系统架构图

视图层视图是指被用户所看到的并且能够与之进行交互的界面。视图可以向用户展示相关的数据，并接收用户输入的数据，但对用户数据不进行任何实际业务操作处理。

模型层通过控制层来处理视图层传递的数据，同一个模型可以给不同的视图提供数据，也可以被不同的视图重复使用。由于 Model 的主要内容是数据、方法和行为，其也是 MVVM中逻辑最为复杂，代码量最多的部分，其中包含了许多应用中需要用到的业务逻辑，因此模型层的开发也变得尤为重要，后期一般不会对模型层进行大规模改动，也是 MVVM 中最稳定的部分。

控制层主要负责视图层和模型层之间的数据传输和处理请求操作。当用户通过视图发送数据和请求时，控制层可以接收请求和数据并决定调用哪些模型、通过模型的哪些操作来处理数据和请求，处理完成后，控制层再将数据返回给相应的视图。

1. 1. 总体结构设计

根据对系统的功能进行分析可以总结停车管理系统的具体功能模块包括下面的几个主要的功能模块：该系统主要从两大模块进行设计的，首先就是用户参与操作需要的模块，此外还需要有管理员用到的模块，两者之间不是互相独立的，他们之间有着密切的联系，同数据库表中的数据连接起来进行操作。每个模块访问相同的数据库，但访问的表不同。系统的各个功能模块是根据所收集的资料研究得到的。在以上分析功能的基础上，系统模块分为多个模块。用户含有的功能有注册，登录，首页、用户管理（管理员、用户）更多管理（车位信息、停车场资讯、停车收费信息、违规停车）管理等功能。

系统的功能结构图如下图所示。

图4-2系统功能结构图

1. 1. 功能模块设计
      1. 用户模块

用户模块主要实现用户的注册、登录、首页、更多管理（车位信息、停车收费信息、会员停车收费）等功能。

用户注册：用户通过账号注册得到用户名和密码。

用户登录：用户在被管理员添加成功后，通过管理员提供的用户名、密码和输入验证码进行登录，操作非常简单。

个人资料管理：用户根据用户ID修改当前ID的一些属性的值。

修改个人登录密码：用户登录停车管理系统后可以自己修改自己的密码。

车位信息：用户根据自己的需求选中某个车位进行信息查询。

停车收费：查看停车费用明细。

违规停车：查看违规信息。

1. 1. 1. 管理员模块

管理员模块是本系统重要开发部分，它的使用对象是系统管理员，在进入管理员模块前，需要输入正确的用户姓名、密码和验证码，才能进入管理员模块。界面右上方有退出系统按钮，点击可退出管理员模块界面。

系统用户管理：管理员添加、管理、查询管理员信息并有修改他们密码的权限。

注册用户管理：管理员管理已注册的用户，审核刚注册的用户，修改用户的基本信息。

车位管理：管理员录入车位信息，跳转至添车位页面，填写车位信息，提交后，车位信息存储数据库的车位信息表中，包括车位编号、车位名称、车位类型、车位图片、车位位置、车位状态、收费标准、车位详情等信息。

停车收费管理;管理员对用户的停车时长，费用总计进行费用明细统计，发布。

1. 1. 数据库设计
      1. 概念设计

E-R图一般是由实体、实体的属性与联系三个要素组成的。在规划系统中所使用的数据库实体对象及实体E-R图，则需要通过对系统的需求分析、业务流程设计和系统功能结构来确定的。

总体ER图如下图所示。

图4-3总体ER图

1. 1. 1. 逻辑设计

将实体属性模型转换为关系数据库应该遵循以下几个原则：

1.一个实体转换后要对应一个关系。

2.所有的主键必须要定义为非空（not null）。

3.针对二元联系也应该按照一对多、弱对实、一对一和多对多等联系来定义外键。

得到数据库的关系后，设计如下表结构。

1. 系统实现
   1. 数据库连接模块的实现

从web系统查询数据的根本的查询步骤：

Step1: 进行检查并且过滤来自用户的系统数据；

Step2: 成立起一个合适的数据库进行连接；

Step3: 进行查询系统数据库；

Step4: 获得查询的结构；

Step5: 把查询的结果展示给用户。

Step6: 数据库连接断开，释放资源。

数据库连接原理如下图所示。

图5-1数据库连接原理

1. 1. 登录模块的实现

为确保系统安全性，系统操作员只有在登录界面输入正确的用户名、密码、权限以及验证码，单击“登录”按钮后才能够进入本系统的主界面。

用户登录流程图如下所示。

图5-2用户登录流程图

登录界面如下图所示。

图5-3登录界面

1. 1. 用户模块的实现
      1. 注册模块的实现

用户输入用户名、密码、电话、姓名等必填信息后，点击注册按钮完成用户的注册。

用户注册流程图如下所示。

图5-4用户注册流程图

用户注册界面如下图所示。

图5-5用户注册界面

1. 1. 1. 车位信息模块的实现

用户点击车位信息按钮进入停车场车位页，选择停车位置或者车位编号，然后查询车位信息，管理员管理停车场的车位信息，审核用户的停车信息。

车位信息流程图如下所示。

图5-6车位信息流程图

车位信息界面如图所示。

图5-7车位信息界面

1. 1. 管理员模块的实现
      1. 用户管理模块的实现

系统用户管理主要是对新用户的添加和旧用户的删除。新用户的添加主要是指添加用户名称并确定其密码；旧用户的删除也是从下拉菜单中找到对应的用户名称将其删除。不论是新用户添加还是旧用户的删除，这个权限只有管理员具有。

用户管理流程图如下所示。

图5-8用户管理流程图

用户管理界面如下图所示。

图5-9用户管理界面

1. 1. 1. 密码修改模块的实现

密码修改是对当前登录用户的密码进行修改，在管理员登录页面后右上方也能进行密码修改。

密码修改流程图如下所示。

图5-10密码修改流程图

1. 1. 1. 车位管理模块的实现

用户可以查询停车场的车位，查询车位是通过ajax技术来进行查询的，需要传递车库位置、车位编号等参数然后在返回到该页面中。关于车位信息，管理员可以选中要修改或删除的车位信息，如果选中了超过一条数据，页面会挑一个窗口提醒只能选择一条数，如果没有选中数据会挑一个窗口题型必须选择一条数据。当选择确认修改的时候，后台会根据传过来的id到数据库查询，并将结果返回到修改页面中，可以在修改页面中修改刚刚选中的信息当点击确认的时候from表单会将修改的数据提交到后台并保存到数据库中，就是说如果提交的数据数据库中存在就修改，否则就保存。

车位管理界面如下图所示。

图5-11车位管理界面

1. 1. 1. 停车收费信息管理模块的实现

用户可以查询停车收费信息的明细，查询停车收费信息是通过ajax技术来进行查询的，需要传递停车时间等详情等参数然后在返回到该页面中。对于停车收费，管理员可以选中要修改或删除的那条信息，如果选中了超过一条数据，页面会挑一个窗口提醒只能选择一条数，如果没有选中数据会挑一个窗口题型必须选择一条数据。当选择确认修改的时候，后台会根据传过来的id到数据库查询，并将结果返回到修改页面中，可以在修改页面中修改刚刚选中的信息当点击确认的时候from表单会将修改的数据提交到后台并保存到数据库中，就是说如果提交的数据数据库中存在就修改，否则就保存。

停车收费信息界面如下图所示。

图5-12停车收费信息界面

1. 系统测试
   1. 测试概述

软件测试是软件开发完成后必须经过的一道程序，它在软件开发过程中地位十分重要，需要由专业的测试工程师来对软件进行各方面的测试，大到功能模块测试，小到代码的单元测试，这对测试工程师来说需要有足够的耐心和专业的测试方案，软件测试归根结底就是对软件的结构和功能的综合测评，需要做到结构稳定和功能正确，二者兼顾。软件测试也叫寻找系统bug的过程，世界上没有完美无缺、不存在bug的软件，只能将软件的bug降到最低最小，来追求极致。

1. 1. 测试目标

系统测试是用于检查软件的质量、性能、可靠性等是否符合用户需求。一套严谨的、规范的、完善的测试过程将大大提高软件的质量、可信度、可靠性，降低软件的出错率，降低用户风险系数。通过在计算机上对系统进行测试试验并从中发现此系统中存在的问题和错误然后加以修改，使之更加符合用户需求。

1.测试的目的是通过测试来发现程序在执行过程中的错误的过程。

2.好的测试方案是可以检验出还未被发现的错误的方案。

3.好的测试是发现了到目前为止还未被发现的错误的测试。

4.该系统能够完成车位信息、车辆违规、停车收费等功能，做到所开发的系统操作简单，尽量使系统操作不受用户对电脑知识水平的限制。

1. 1. 功能测试

下表是系统登录功能测试用例，检测了用户名和密码的不同的输入情况，观察系统的响应情况。得出该功能达到了设计目标。

表6-1 系统登录功能测试用例

下表是注册功能测试用例，检测了各种数据的输入情况，观察系统的响应情况。得出该功能达到了设计目标。

表6-2 注册功能测试用例

下表是车位信息管理功能的测试用例，检测了车位信息管理中对车位信息信息的增加，删除，修改，查询操作是否成功运行。观察系统的响应情况，得出该功能也达到了设计目标，系统运行正确。

前置条件；用户登录系统。

表6-3 车位信息管理的测试用例

下表是停车信息管理功能的测试用例，检测了停车信息管理中停车信息单的操作是否成功运行。观察系统的响应情况，得出该功能也达到了设计目标，系统运行正确。

前置条件；用户登录系统。

表6-5 停车信息管理的测试用例

1. 1. 测试结果

根据以上测试情况，测试结果如下表所示。

表6-1测试结果表

1. 总结与展望

本研究针对停车管理系统地需求建模，数据建模及过程建模分析设计并实现停车管理系统的过程。给出系统应用架构并分析优劣势，通过功能分解图，系统组件图描述功能需求。设计建立了数据库，给出系统关键数据结构的定义。通过类关系图描述组件间的协作关系，给出各个类的定义方法。通过描述每一个类的字段，属性及方法实现停车管理系统的前后端代码。最终给出系统集成整合方法，完成停车管理系统地设计与实现。

本人在这个项目的实现中，不光明白了前端开发和后台在整个系统中起到了什么作用，因为前后台的连接，用户可以对系统进行操作，可以在输入自己的相关信息后，通过后台加工，完成对数据库的查找、修改、添加，而理解了这些关系与实现的方法后。再去完善整个系统的功能就更加清晰与简单了。此次的项目它涉及了前台与后台系统的搭建，在学校所学的知识基础上，此次的项目，让我对于一个系统的前端开发，以及后台的作用都有了一个更深切的认知。