基于車位地圖的停車位引導系統

邢書宣 張澤豪 王君孝

摘 要：為了減少目前停車位利用率不平衡，車主在進入停車場時很難找到合適的停車位，浪費大量的時間，造成城市汽車難停、違停、亂停放的現象發生。本文章設計了一款基于停車位地圖的手機軟件，在APP中準確描繪出車位地圖，通過超聲波探測和微處理器相結合實時更新來確定車位的占用情況，無線傳輸至手機軟件，讓車主掌握最新的停車場車位的最新狀況。基于導航定位和車位地圖的相結合將車主指引到預定的車位，極大地減少了車主進入停車場尋找車位的時間。

關鍵詞：車位地圖;定位導航;選擇與預定

據公安交通部管理局發布的統計數據表明，2018年全國新注冊的登記機動車突破了三千萬輛，機動車的保有量達到三點三億輛，其中汽車保有量二點四億輛，小型載客汽車保有量首次突破二億輛;機動車駕駛者已達到四點一億人，在其中汽車駕駛者三點七億人。然而傳統的停車位數量卻僅僅為1000萬個左右。隨著互聯網時代的發展普及，手機以及網絡成為我們人類的生活中不可或缺的一部分，伴隨著手機的功能一步一步的向前發展，手機軟件也得到了很大的推進。同時減少目前不完善的停車位的管理系統和車主在尋找停車位時要浪費大量的時間，再次為了有效地緩解汽車亂停、違停的現象發生，本文設計一款基于手機APP的車位引導地圖和選擇預定系統，望給駕駛員的停車帶來方便。

一、系統硬件的設計

車位檢測器是停車場車位引導系統重要分支部分，負責下層數據的采集和傳輸。車位檢測部分是基于了AT89C51微處理器以及超聲波傳感器，使用超聲波的測距原理確定車位是否被占用。[1]本文設計的系統是采用US-020超聲波測距模式，可非接觸式探測的到2cm到400cm范圍內距離，測量精度可以高達3cm，由此可知該模式符合車位系統的測距的基本要求。

利用ZigBee技術的低功耗、低成本、安全性高、網絡容量大等特性組建了無線傳輸系統。[2]協調器模塊由CC2530F256芯片、外圍電路、顯示屏、底板電路構成，負載接收終端節點的車位信息并完成信息整理。選用AT89C型號系列的單片機，其中C代表著用CMOS工藝。單片機在其內部集成存儲器和I/O接口電路和CPU等計算機的一些基礎功能的塊狀集成電路芯片，因此只需要將單片機和外部設備相連接，再進行一些相應的設計，就可很容易實現一個單片機控制模塊系統。[3]壓電傳感器在其外圍電路加入電壓放大電路和比較電路。大電路將壓電傳感器輸出的電壓適當放大后進行比較判斷，結合US-020超聲波測距模塊的信息，再通過處理器處理來確定是否有車輛入庫出庫，保證其精確程度。由單片機判斷車輛的出入庫信息的結果，觸發計時開始或結束，并及時將費用信息和車位占用信息傳送至其他功能模塊以實現手機APP的及時更新。

二、導航技術原理

項目利用射頻識別RFID技術在對目標對象標識、識別、定位、跟蹤等方面的優勢，開展基于RFID的大中型停車場停車導航技術的研究，解決大中型停車場停車位動態分配與管理、數字化存儲管理、停車和取車導航等技術問題，建立大型停車場停車導航管理系統，實現大型停車場的智能停車導航以及優化管理。[6]

大中型停車場通常位于室內，而且更多的是建在地下的停車場，構建形式復雜多樣化，北斗定位地圖方式無法實現室內停車場的覆蓋。本項目針對停車場的構建特征以及使用功效，采用停車位超聲波探測技術，建立停車場數字化專用停車地圖，一方面方便導航路徑計算以及呈現，而且減少了地圖存儲空間和導航計算時間，為手機等小型終端設備的使用提供極大的方便。

三、APP的主要原理

（一）APP的選擇和預訂功能介紹

APP的功能核心就是停車場車位信息的動態數據的組建、檢測和錄入、系統服務器收集、用戶的請求以及響應這五個方面。通過建立起動態數據實現對模型參數（停車場車位類型、停車場具體位置信息等）的連接和傳送。通過單片機檢測裝置來實時檢測車位占用情況進行傳送，通過將分散的動態信息傳送至處理系統來進行處理，最后通過匯總數據庫信息形成一個信息數據庫。[5]當使用者打開APP時，系統則會自動調用高德地圖，將停車場的實時數據顯示在APP界面，使用者對停車場車位進行選擇和預約時，將會通過后臺系統將實時的數據發送至動態信息數據庫，數據庫則會立即返回數據給用戶界面進行一個提示，以至于來實現信息的及時交互共享。

（二）APP界面顯示形式

本文設計的車位引導APP，通過停車場車位地圖的具體顯示，及定位的更加準確，可以提前知道車位在停車場的具體位置來進行選擇和預訂，APP菜單界面的設計分為兩個模塊，車位的剩余信息界面和車位選擇預定，車位信息界面顯示停車場地圖及車位具體位置，此數據是實時更新的，方便使用者對車位最新情況的掌握。某公園停車位的實時情況，每一個圓圈代表著空余車位，可提前對車位進行預約，當到達目的地五角星（停車場路口）車位引導開始運行，實時反映駕駛車輛的具體位置信息，直到駕駛員到達預約車位。在此過程中提前選擇占有車位時間及繳納車位費，如違約可對車位費進行百分比的扣除，具體費用視當地情況來定。

四、結論

本文設計的車位引導系統對目前駕駛員進入停車場后難以找到合適的停車位以及提前預定車位提出了新的解決方法，將停車場與系統聯網，然后再通過停車位超聲波裝置設計，將實時的車位信息通過單片機內部處理實現手機APP的動態數據顯示，當駕駛員到達停車場后，通過車位地圖顯示或導航定位，直接行駛到預定車位，實現高效快速停車，方便了汽車使用者和停車場的規范化管理。

參考文獻：

[1]徐培玲.基于超聲波的智能停車場車位檢測系統設計[J].信息通信，2014.12（11）.

[2]唐磊，周岳斌.基于單片機的車位管理系統[J].機械管理開發，2016（5）.

[3]高宏巖，馬駿，朱林海.基于單片機的車位檢測實驗系統設計.實驗技術與管理，2014（1）.

[4]吳呈樣.停車場車位引導系統的設計與實現.大連海事大學，2014.01.24-28.

[5]高少帥，吳星泰，梁碩，梁會鑫，葛舜禹，高佳樂.基于APP的“互聯網+停車位”選擇與預定系統設計[J].科學技術創新，2019（02）.

[6]秦松，甘道川，韓鵬，賀曉霞，賈小林.大型停車場停車導航系統關鍵技術研究[J].科技視界，2018.

指導教師：尹發利。