基于车位地图的停车位引导系统

邢书宣 张泽豪 王君孝

摘 要：为了减少目前停车位利用率不平衡，车主在进入停车场时很难找到合适的停车位，浪费大量的时间，造成城市汽车难停、违停、乱停放的现象发生。本文章设计了一款基于停车位地图的手机软件，在APP中准确描绘出车位地图，通过超声波探测和微处理器相结合实时更新来确定车位的占用情况，无线传输至手机软件，让车主掌握最新的停车场车位的最新状况。基于导航定位和车位地图的相结合将车主指引到预定的车位，极大地减少了车主进入停车场寻找车位的时间。

关键词：车位地图;定位导航;选择与预定

据公安交通部管理局发布的统计数据表明，2018年全国新注册的登记机动车突破了三千万辆，机动车的保有量达到三点三亿辆，其中汽车保有量二点四亿辆，小型载客汽车保有量首次突破二亿辆;机动车驾驶者已达到四点一亿人，在其中汽车驾驶者三点七亿人。然而传统的停车位数量却仅仅为1000万个左右。随着互联网时代的发展普及，手机以及网络成为我们人类的生活中不可或缺的一部分，伴随着手机的功能一步一步的向前发展，手机软件也得到了很大的推进。同时减少目前不完善的停车位的管理系统和车主在寻找停车位时要浪费大量的时间，再次为了有效地缓解汽车乱停、违停的现象发生，本文设计一款基于手机APP的车位引导地图和选择预定系统，望给驾驶员的停车带来方便。

一、系统硬件的设计

车位检测器是停车场车位引导系统重要分支部分，负责下层数据的采集和传输。车位检测部分是基于了AT89C51微处理器以及超声波传感器，使用超声波的测距原理确定车位是否被占用。[1]本文设计的系统是采用US-020超声波测距模式，可非接触式探测的到2cm到400cm范围内距离，测量精度可以高达3cm，由此可知该模式符合车位系统的测距的基本要求。

利用ZigBee技术的低功耗、低成本、安全性高、网络容量大等特性组建了无线传输系统。[2]协调器模块由CC2530F256芯片、外围电路、显示屏、底板电路构成，负载接收终端节点的车位信息并完成信息整理。选用AT89C型号系列的单片机，其中C代表着用CMOS工艺。单片机在其内部集成存储器和I/O接口电路和CPU等计算机的一些基础功能的块状集成电路芯片，因此只需要将单片机和外部设备相连接，再进行一些相应的设计，就可很容易实现一个单片机控制模块系统。[3]压电传感器在其外围电路加入电压放大电路和比较电路。大电路将压电传感器输出的电压适当放大后进行比较判断，结合US-020超声波测距模块的信息，再通过处理器处理来确定是否有车辆入库出库，保证其精确程度。由单片机判断车辆的出入库信息的结果，触发计时开始或结束，并及时将费用信息和车位占用信息传送至其他功能模块以实现手机APP的及时更新。

二、导航技术原理

项目利用射频识别RFID技术在对目标对象标识、识别、定位、跟踪等方面的优势，开展基于RFID的大中型停车场停车导航技术的研究，解决大中型停车场停车位动态分配与管理、数字化存储管理、停车和取车导航等技术问题，建立大型停车场停车导航管理系统，实现大型停车场的智能停车导航以及优化管理。[6]

大中型停车场通常位于室内，而且更多的是建在地下的停车场，构建形式复杂多样化，北斗定位地图方式无法实现室内停车场的覆盖。本项目针对停车场的构建特征以及使用功效，采用停车位超声波探测技术，建立停车场数字化专用停车地图，一方面方便导航路径计算以及呈现，而且减少了地图存储空间和导航计算时间，为手机等小型终端设备的使用提供极大的方便。

三、APP的主要原理

（一）APP的选择和预订功能介绍

APP的功能核心就是停车场车位信息的动态数据的组建、检测和录入、系统服务器收集、用户的请求以及响应这五个方面。通过建立起动态数据实现对模型参数（停车场车位类型、停车场具体位置信息等）的连接和传送。通过单片机检测装置来实时检测车位占用情况进行传送，通过将分散的动态信息传送至处理系统来进行处理，最后通过汇总数据库信息形成一个信息数据库。[5]当使用者打开APP时，系统则会自动调用高德地图，将停车场的实时数据显示在APP界面，使用者对停车场车位进行选择和预约时，将会通过后台系统将实时的数据发送至动态信息数据库，数据库则会立即返回数据给用户界面进行一个提示，以至于来实现信息的及时交互共享。

（二）APP界面显示形式

本文设计的车位引导APP，通过停车场车位地图的具体显示，及定位的更加准确，可以提前知道车位在停车场的具体位置来进行选择和预订，APP菜单界面的设计分为两个模块，车位的剩余信息界面和车位选择预定，车位信息界面显示停车场地图及车位具体位置，此数据是实时更新的，方便使用者对车位最新情况的掌握。某公园停车位的实时情况，每一个圆圈代表着空余车位，可提前对车位进行预约，当到达目的地五角星（停车场路口）车位引导开始运行，实时反映驾驶车辆的具体位置信息，直到驾驶员到达预约车位。在此过程中提前选择占有车位时间及缴纳车位费，如违约可对车位费进行百分比的扣除，具体费用视当地情况来定。

四、结论

本文设计的车位引导系统对目前驾驶员进入停车场后难以找到合适的停车位以及提前预定车位提出了新的解决方法，将停车场与系统联网，然后再通过停车位超声波装置设计，将实时的车位信息通过单片机内部处理实现手机APP的动态数据显示，当驾驶员到达停车场后，通过车位地图显示或导航定位，直接行驶到预定车位，实现高效快速停车，方便了汽车使用者和停车场的规范化管理。

参考文献：

[1]徐培玲.基于超声波的智能停车场车位检测系统设计[J].信息通信，2014.12（11）.

[2]唐磊，周岳斌.基于单片机的车位管理系统[J].机械管理开发，2016（5）.

[3]高宏岩，马骏，朱林海.基于单片机的车位检测实验系统设计.实验技术与管理，2014（1）.

[4]吴呈样.停车场车位引导系统的设计与实现.大连海事大学，2014.01.24-28.

[5]高少帥，吴星泰，梁硕，梁会鑫，葛舜禹，高佳乐.基于APP的“互联网+停车位”选择与预定系统设计[J].科学技术创新，2019（02）.

[6]秦松，甘道川，韩鹏，贺晓霞，贾小林.大型停车场停车导航系统关键技术研究[J].科技视界，2018.

指导教师：尹发利。