湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 黃振宇

湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院 王先杰

湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 陳 剛

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)快速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車數(shù)量快速增長(zhǎng)，引發(fā)了找車位難、停車難等問題。為解決停車場(chǎng)的閑置車位利用的問題，本文提出了一種基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的閑置車位共享系統(tǒng)，采用嵌入式開發(fā)方案，實(shí)現(xiàn)車位狀態(tài)監(jiān)測(cè)、車位狀態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)通過低功耗ESP8266WIFI模塊與云端交互，實(shí)行錯(cuò)時(shí)停車，來實(shí)現(xiàn)停車位的共享，極大的提高車位的利用率。在當(dāng)前土地資源短缺，資金短缺，車位價(jià)格高昂以及停車位嚴(yán)重短缺的情況下，本系統(tǒng)可以大程度提高車位的利用率，節(jié)約土地資源，并有效緩解停車難等問題。

1 前言

隨著我國(guó)快速發(fā)展的城市經(jīng)濟(jì)，人口基數(shù)和規(guī)模不斷擴(kuò)大，機(jī)動(dòng)車保有量也在不斷增加，而城市機(jī)動(dòng)化水平不斷提高的同時(shí)也帶來了巨大的停車需求，但我國(guó)對(duì)于大、中城市嚴(yán)重不足的停車設(shè)施供給，導(dǎo)致了關(guān)于停車供需的問題日益突出，給城市發(fā)展帶來了很多困難（劉雪蓮，焦新龍.城市機(jī)動(dòng)車停車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展對(duì)策研究[J].交通工程,2012(11):354-356）。研究調(diào)查顯示，在城市里平均需要數(shù)分鐘甚至十多分鐘去尋找車位，國(guó)內(nèi)一線城市或特大城市需要花費(fèi)的時(shí)間更長(zhǎng)（雷小燕.基于NBIOT的智能停車系統(tǒng)研究[J].信息通信,2018(4):82-83）。

除了停車位嚴(yán)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(shí)段太過密集等都是限制車位利用率的關(guān)鍵因素，所以利用信息化技術(shù)增加停車位的使用率會(huì)是解決停車難問題的重要方法（陳其超,張衛(wèi)林.基于“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)現(xiàn)私家車位共享的商業(yè)模式探析[J].成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2017(4)82-88）。美國(guó)在2014年首次發(fā)布了智慧停車的APP之后，國(guó)內(nèi)也出現(xiàn)了許多以“互聯(lián)網(wǎng)智慧停車”為基礎(chǔ)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(chǎng)查尋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展,2014(4):227-230），停車APP通過查詢停車場(chǎng)中空余車位的數(shù)量以及導(dǎo)航車輛到停車場(chǎng)（秦松,甘道川,韓鵬,等.大型停車場(chǎng)停車導(dǎo)航系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)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(zhǎng)時(shí)間未停車，也仍然沒有充分利用其閑置時(shí)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(guān)鍵，也是本系統(tǒng)要解決的重要問題。

2 系統(tǒng)工作原理及流程

本文采用“互聯(lián)網(wǎng)+”模式實(shí)現(xiàn)閑置車位的二次利用，并且做到對(duì)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(guó)停車難的問題。

2.1 硬件系統(tǒng)

2.1.1 停車位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)

停車位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)置于每個(gè)車位正上方，采用嵌入式開發(fā)方案，實(shí)現(xiàn)車位狀態(tài)監(jiān)測(cè)、車位狀態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)通過低功耗ESP8266 WIFI模塊與云端交互，停車位閑置時(shí)間通過大屏幕LED數(shù)碼管點(diǎn)陣顯示，其模塊結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.1.2 STM32單片機(jī)模塊

STM32F103C8T6是由意法半導(dǎo)體公司新推出的新一代增強(qiáng)型32位芯片，它用了高性能的RISC內(nèi)核，3.3伏電壓供電，工作頻率72MHZ（趙昂,類延強(qiáng),倪鵬,梁磊,孔令峰.基于STM32的生物質(zhì)燃料采暖爐控制器[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2018,14(21):291-292），64kB閃存，20K靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，還有很多引腳用于輸出，芯片體積小，其高效的時(shí)鐘管理模式能大大的降低使用時(shí)的功效，具有成本低，速度快性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。通過測(cè)量節(jié)點(diǎn)超聲波返回脈寬周期獲取測(cè)距的距離實(shí)現(xiàn)車位狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。

圖1 停車位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)圖

2.1.3 ESP8266 WIFI模塊

系統(tǒng)通過WIFI進(jìn)行無線通信，采用樂鑫公司生產(chǎn)的功耗WIFI芯片ESP8266，內(nèi)置32位CPU，作為從機(jī)搭載于STM32單片機(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)停車位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的無線通信。系統(tǒng)工作流程為先由云端發(fā)出指令，再通過ESP8266模塊進(jìn)行接收，收到指令后，再由ESP8266的CPU對(duì)信息進(jìn)行解碼處理，然后再執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，動(dòng)作完成后，ESP8266發(fā)送動(dòng)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(shè)計(jì)[J].裝備制造技術(shù),2017(04):12-13）。

2.1.4 LED點(diǎn)陣模塊

本設(shè)計(jì)選用單色兩行八字的LED點(diǎn)陣屏幕用來顯示當(dāng)前閑置車位的相關(guān)狀態(tài)，分辨率32×128，點(diǎn)陣屏幕直接通過STM32單片機(jī)IO口控制，當(dāng)車位空閑時(shí)，實(shí)時(shí)顯示預(yù)計(jì)空閑時(shí)間，引導(dǎo)車輛進(jìn)行臨時(shí)閑置停車，LED點(diǎn)陣模塊信息能通過APP和云端實(shí)時(shí)更新。

2.2 軟件系統(tǒng)

智能停車APP：

停車APP采用Android開發(fā)，注冊(cè)認(rèn)證后，實(shí)現(xiàn)停車位空閑時(shí)間的設(shè)置，以及停車位狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示。當(dāng)車位司機(jī)離開停車位時(shí)，可以通過APP設(shè)置車位空閑時(shí)間長(zhǎng)度，空閑時(shí)間倒計(jì)時(shí)同步顯示與停車位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的LED數(shù)碼管點(diǎn)陣顯示屏，供臨時(shí)停車車主選擇。同時(shí)，通過APP車位主人能實(shí)時(shí)調(diào)整車位空閑時(shí)間長(zhǎng)度。

APP能實(shí)時(shí)顯示本人車位的狀態(tài)，自己車位是否共享狀態(tài)，同時(shí)顯示一段時(shí)間（例如一個(gè)月）本人車位的共享時(shí)間，能獲得一定的車位共享收益，實(shí)現(xiàn)車位業(yè)主和物業(yè)的利益共贏。

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

圖2 Android APP功能模塊結(jié)構(gòu)圖

2.3 云數(shù)據(jù)庫(kù)

云數(shù)據(jù)庫(kù)是建立于互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)之上，其適用范圍較廣，可同時(shí)對(duì)多個(gè)用戶的服務(wù)進(jìn)行保障，同時(shí)不會(huì)干擾任何不同用戶，具體來說，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，第一，處于動(dòng)態(tài)化狀態(tài)并且擴(kuò)展性較強(qiáng)，因此可以隨著存儲(chǔ)需求的上升而變化，有效應(yīng)對(duì)用戶的需求；第二，可以有效保障數(shù)據(jù)的安全性；第三，使用成本低，并且可以解決浪費(fèi)資源的問題（陳皓穎.探析云數(shù)據(jù)庫(kù)在高校計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中的有效運(yùn)用[J].信息記錄材料,2018,19(4):160）。

云端數(shù)據(jù)庫(kù)為本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，云端數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)與低功耗ESP8266WIFI模塊進(jìn)行交互，記錄車位狀態(tài)，更新停車位閑置時(shí)間。云端數(shù)據(jù)庫(kù)的主要實(shí)體為注冊(cè)用戶（出租戶）和非注冊(cè)用戶（租戶），數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)保存注冊(cè)用戶設(shè)置的停車位的空閑時(shí)間，車位實(shí)時(shí)閑置狀態(tài)，提交的出租表單數(shù)據(jù)。云端數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)根據(jù)注冊(cè)用戶的車位實(shí)時(shí)閑置狀態(tài)，給非注冊(cè)用戶（租戶）提供最新的出租表單數(shù)據(jù)。功能模塊如圖3所示：

圖3 云端數(shù)據(jù)庫(kù)功能模塊圖

3 結(jié)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(lián)網(wǎng)+”的找尋空閑車位的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，此系統(tǒng)的大體架構(gòu)包括云數(shù)據(jù)處理庫(kù)、STM32控制核心、智能停車APP、傳輸網(wǎng)絡(luò)等，除此之外也包括通過智能停車APP手機(jī)客戶端查詢車位實(shí)時(shí)閑置狀態(tài)、車位出租信息查詢、設(shè)置車位閑置時(shí)間以及提供車輛與云數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)交互等。在未來，本系統(tǒng)擁有廣闊的應(yīng)用前景，能最大限度的利用空閑的停車位，做到對(duì)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。