基于互聯(lián)網(wǎng)的智能車庫的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

宋承恩　陳磊磊　管思源

摘要：針對城市目前車位不足、停車難的問題，本文提出一種基于互聯(lián)網(wǎng)的智能車庫的設(shè)計思路。本設(shè)計裝置包括車庫出入門禁裝置、車位定位系統(tǒng)、自動泊車機(jī)器人、智能客戶終端APP及配套網(wǎng)絡(luò)硬件等部分組成，可用于大型車庫或者私家車的自動停放。車位控制中心通過視頻設(shè)備或傳感器，獲取車位信息，將其推送至車主智能終端APP，使客戶尋找空位車庫方便，出入停車快捷方便，無需等待，自動泊車取車，優(yōu)化現(xiàn)有的泊車流程，提高現(xiàn)有空閑車位的利用率。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng);智能車庫

目前我國大城市小汽車與停車位的平均比例約為 1：0.8，中小城市約為 1：0.5，而發(fā)達(dá)國家約為1：1.3。2018 年，我國停車位缺口超過 15000 萬個。隨著我國城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，我國私家汽車的保有量逐年增加。相反，停車設(shè)施建設(shè)步伐較為緩慢，遠(yuǎn)跟不上汽車保有量的增長，停車位供給缺口巨大。加之，我國停車場自動化程度低、車位和車主間信息交流不暢，缺乏專業(yè)化管理，集中度低，散而亂，造成“一位難求、停車體驗(yàn)差”的窘境。我國停車場主要存在智能化水平低、人工收費(fèi)為主、停車體驗(yàn)差、私家車位空置率高等問題。

如何提高空閑的私家車位的利用率，如何讓出行的車主便捷完成停車、取車、繳費(fèi)等一列流程，如何對公共停車場進(jìn)行高效智能化的管理引導(dǎo)，是車位供求雙方亟待解決的問題和面臨的挑戰(zhàn)。本文設(shè)計的系統(tǒng)集互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，整合車位資源信息，有效縮短停車等待時間，并能給車主帶來預(yù)約停車、無感支付等數(shù)智化體驗(yàn)。

1、系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)總架構(gòu)圖如圖 1 所示，應(yīng)用層為智能終端 APP，車主通過APP 來完成一系列操作。停車服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心是數(shù)據(jù)層，云服務(wù)器是數(shù)據(jù)通信、存儲，控制系統(tǒng)由物聯(lián)網(wǎng)模塊和 MCU 構(gòu)成，控制車輛進(jìn)出、發(fā)布車位信息，實(shí)現(xiàn)車庫監(jiān)控。

2、公共停車場管理應(yīng)用模塊

針對公共停車場，設(shè)計了具有針對性的管理模塊。在保障個人車輛信息、車輛、設(shè)備安全的前提下，優(yōu)化停車、取車流程，提升停車體驗(yàn)。本模塊主要包括門禁裝置、車位定位系統(tǒng)、自動泊車機(jī)器人等三部分組成。

1）車庫出入門禁裝置? 門禁系統(tǒng)對車牌號進(jìn)行掃描，然后系統(tǒng)自動打印取車二維碼，并將取車密碼發(fā)送至車主客戶端APP。車庫自動打開?？蛻魧④囅ɑ鸩㈥P(guān)閉車門，鎖車。由自動泊車機(jī)器人將車輛駛?cè)胲噹?。取車時，客戶只需在門禁系統(tǒng)裝置上輸入車牌號和取車密碼或者掃描取車二維碼，由自動泊車機(jī)器人將指定車位的車輛駛出，并計算停車時間，以便收費(fèi)。

2）車位定位系統(tǒng)? 每個車位都設(shè)置車輛感應(yīng)裝置——超聲波傳感器或者地磁感應(yīng)線圈，用于識別車位是否空閑。一方面，將空閑的車位信息發(fā)送至門禁系統(tǒng)，方便客戶查詢時候有空車位;另一方面，將車位信息發(fā)送至自動泊車機(jī)器人，以便自動泊車機(jī)器人停放車輛或者取車。

3）自動泊車機(jī)器人 根據(jù)機(jī)器人紅外線循跡的原理，實(shí)現(xiàn)自動泊車器的自動快速定位。自動泊車機(jī)器人能夠在車庫內(nèi)自動準(zhǔn)確定位，以便將指定的車輛取出，或者將車輛停放至空閑的車位。自動泊車機(jī)器人，能夠運(yùn)動至車輛的底部，能夠托起車的四個輪胎，然后自動將汽車停放到合適的位置。機(jī)器人運(yùn)動靈活，可實(shí)現(xiàn)汽車的橫向和縱向的平動以及在地面上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。

3、私家車位管理應(yīng)用模塊

研究表明，上班族上班后，私家車位處于空閑狀態(tài)，而晚上回家后，單位的車位處于空閑狀態(tài)，該類車位空置率高達(dá)45%。究其原因，主要是因?yàn)檐噲龅膶?shí)時信息未實(shí)現(xiàn)信息化改造，車主不知道哪兒有停車位。因此，開發(fā)了針對私家車位空閑時段出租的模塊，實(shí)現(xiàn)以下的功能：

1）車位業(yè)主首先將自己車位的相關(guān)信息，如車位的具體地址、車位號、空閑時段、停車價格，發(fā)布到智能客戶終端APP。

2）其他車主需要停車時，設(shè)置好停車預(yù)計時長、停車大致地點(diǎn)、可接受的停車價位，智能客戶終端APP自動就近匹配合適的車位，供車主選擇。

3）車主選擇確定好好車位之后，可以選擇預(yù)約車位，也可以及時停車。智能客戶終端APP提供至目標(biāo)車位的導(dǎo)航服務(wù)。同時智能客戶終端APP生成門禁同行二維碼。

4）停車、取車。車主開車至目標(biāo)車庫，提供二維碼，門禁系統(tǒng)放行，停車時間計時，車主將車根據(jù)導(dǎo)航停至目標(biāo)車位。取車時，門禁系統(tǒng)根據(jù)停車實(shí)際時長提醒付費(fèi)金額，并提供取款二維碼，車主付款后，門禁系統(tǒng)放行。

4、結(jié)語

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展、城市停車問題的凸顯，立體車庫行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段。本論文所設(shè)計的基于互聯(lián)網(wǎng)的智能車庫，借助先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，重新整合公共停車場車位、私家車停車位等資源，進(jìn)一步提升空閑車位利用率，緩解了“一位難求、停車體驗(yàn)差”的窘境。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：宋承恩，學(xué)士，研究方向，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計。

通信作者：陳磊磊：（1985.1—），碩士，講師，研究方向，機(jī)械精度智能設(shè)計。