基于“互聯網+”的閑置車位共享系統

湖南農業大學信息科學技術學院 黃振宇

湖南農業大學東方科技學院 王先杰

湖南農業大學信息科學技術學院 陳 剛

隨著我國經濟社會持續快速發展，機動車數量快速增長，引發了找車位難、停車難等問題。為解決停車場的閑置車位利用的問題，本文提出了一種基于“互聯網+”的閑置車位共享系統，采用嵌入式開發方案，實現車位狀態監測、車位狀態數據的實現，數據通過低功耗ESP8266WIFI模塊與云端交互，實行錯時停車，來實現停車位的共享，極大的提高車位的利用率。在當前土地資源短缺，資金短缺，車位價格高昂以及停車位嚴重短缺的情況下，本系統可以大程度提高車位的利用率，節約土地資源，并有效緩解停車難等問題。

1 前言

隨著我國快速發展的城市經濟，人口基數和規模不斷擴大，機動車保有量也在不斷增加，而城市機動化水平不斷提高的同時也帶來了巨大的停車需求，但我國對于大、中城市嚴重不足的停車設施供給，導致了關于停車供需的問題日益突出，給城市發展帶來了很多困難（劉雪蓮，焦新龍.城市機動車停車產業化發展對策研究[J].交通工程,2012(11):354-356）。研究調查顯示，在城市里平均需要數分鐘甚至十多分鐘去尋找車位，國內一線城市或特大城市需要花費的時間更長（雷小燕.基于NBIOT的智能停車系統研究[J].信息通信,2018(4):82-83）。

除了停車位嚴重不足，車位的資源利用率過低，車位資源分布不均勻、車輛在某時段太過密集等都是限制車位利用率的關鍵因素，所以利用信息化技術增加停車位的使用率會是解決停車難問題的重要方法（陳其超,張衛林.基于“互聯網+”實現私家車位共享的商業模式探析[J].成都航空職業技術學院學報,2017(4)82-88）。美國在2014年首次發布了智慧停車的APP之后，國內也出現了許多以“互聯網智慧停車”為基礎的智慧停車APP（肖文漢,吳孝斌,曹瑩瑩,等.基于百度地圖API的停車場查尋系統的設計[J].計算機技術與發展,2014(4):227-230），停車APP通過查詢停車場中空余車位的數量以及導航車輛到停車場（秦松,甘道川,韓鵬,等.大型停車場停車導航系統關鍵技術研究[J].科技視界,2018(05):1-3），極大的方便了駕駛員停車需求。然而，仍然有很多閑置車位（例如私家車位），即使較長時間未停車，也仍然沒有充分利用其閑置時間。因此，如何合理、充分的利用閑置車位、提高停車位效率特別是閑置私家車位將是緩解城市停車問題的關鍵，也是本系統要解決的重要問題。

2 系統工作原理及流程

本文采用“互聯網+”模式實現閑置車位的二次利用，并且做到對閑置車位的有效管理，最大限度的提高車位利用率，有助于緩解我國停車難的問題。

2.1 硬件系統

2.1.1 停車位監測節點

停車位監測節點置于每個車位正上方，采用嵌入式開發方案，實現車位狀態監測、車位狀態數據的實現，數據通過低功耗ESP8266 WIFI模塊與云端交互，停車位閑置時間通過大屏幕LED數碼管點陣顯示，其模塊結構如圖1所示。

2.1.2 STM32單片機模塊

STM32F103C8T6是由意法半導體公司新推出的新一代增強型32位芯片，它用了高性能的RISC內核，3.3伏電壓供電，工作頻率72MHZ（趙昂,類延強,倪鵬,梁磊,孔令峰.基于STM32的生物質燃料采暖爐控制器[J].電腦知識與技術,2018,14(21):291-292），64kB閃存，20K靜態隨機存儲器，還有很多引腳用于輸出，芯片體積小，其高效的時鐘管理模式能大大的降低使用時的功效，具有成本低，速度快性價比高等優點。通過測量節點超聲波返回脈寬周期獲取測距的距離實現車位狀態的監測。

圖1 停車位監測節點圖

2.1.3 ESP8266 WIFI模塊

系統通過WIFI進行無線通信，采用樂鑫公司生產的功耗WIFI芯片ESP8266，內置32位CPU，作為從機搭載于STM32單片機運行，實現停車位監測節點的無線通信。系統工作流程為先由云端發出指令，再通過ESP8266模塊進行接收，收到指令后，再由ESP8266的CPU對信息進行解碼處理，然后再執行相應的動作，動作完成后，ESP8266發送動作成功命令至STM32控制核心（戴磊,李華,金翰林,等.基于ESP8266的一種WIFI控制插座設計[J].裝備制造技術,2017(04):12-13）。

2.1.4 LED點陣模塊

本設計選用單色兩行八字的LED點陣屏幕用來顯示當前閑置車位的相關狀態，分辨率32×128，點陣屏幕直接通過STM32單片機IO口控制，當車位空閑時，實時顯示預計空閑時間，引導車輛進行臨時閑置停車，LED點陣模塊信息能通過APP和云端實時更新。

2.2 軟件系統

智能停車APP：

停車APP采用Android開發，注冊認證后，實現停車位空閑時間的設置，以及停車位狀態的實時顯示。當車位司機離開停車位時，可以通過APP設置車位空閑時間長度，空閑時間倒計時同步顯示與停車位監測節點的LED數碼管點陣顯示屏，供臨時停車車主選擇。同時，通過APP車位主人能實時調整車位空閑時間長度。

APP能實時顯示本人車位的狀態，自己車位是否共享狀態，同時顯示一段時間（例如一個月）本人車位的共享時間，能獲得一定的車位共享收益，實現車位業主和物業的利益共贏。

非注冊客戶，下載APP后，通過百度地區，能實時瀏覽最近的某共享車位小區的空閑車位出租狀態（例如，A小區，空閑車位35個，空閑8小時以上車位12個……）。功能模塊如圖2所示：

圖2 Android APP功能模塊結構圖

2.3 云數據庫

云數據庫是建立于互聯網的基礎之上，其適用范圍較廣，可同時對多個用戶的服務進行保障，同時不會干擾任何不同用戶，具體來說，其優勢主要體現在以下幾個方面，第一，處于動態化狀態并且擴展性較強，因此可以隨著存儲需求的上升而變化，有效應對用戶的需求；第二，可以有效保障數據的安全性；第三，使用成本低，并且可以解決浪費資源的問題（陳皓穎.探析云數據庫在高校計算機專業教學中的有效運用[J].信息記錄材料,2018,19(4):160）。

云端數據庫為本系統的數據倉庫，云端數據庫實時與低功耗ESP8266WIFI模塊進行交互，記錄車位狀態，更新停車位閑置時間。云端數據庫的主要實體為注冊用戶（出租戶）和非注冊用戶（租戶），數據庫會保存注冊用戶設置的停車位的空閑時間，車位實時閑置狀態，提交的出租表單數據。云端數據庫會根據注冊用戶的車位實時閑置狀態，給非注冊用戶（租戶）提供最新的出租表單數據。功能模塊如圖3所示：

圖3 云端數據庫功能模塊圖

3 結束語

為了解決城市停車難、車位利用率低的問題，本文提出了一種基于“互聯網+”的找尋空閑車位的系統設計，此系統的大體架構包括云數據處理庫、STM32控制核心、智能停車APP、傳輸網絡等，除此之外也包括通過智能停車APP手機客戶端查詢車位實時閑置狀態、車位出租信息查詢、設置車位閑置時間以及提供車輛與云數據庫的數據交互等。在未來，本系統擁有廣闊的應用前景，能最大限度的利用空閑的停車位，做到對閑置停車位的利用，能讓城市停車難的問題得到最大程度的緩解。