胡正凱，李銳振，王景雙

(1. 華北理工大學(xué) 電氣工程學(xué)院，河北 唐山 063210；2. 華北理工大學(xué) 電子科技實(shí)驗(yàn)室，河北 唐山 063210)

0 引言

隨著人口和城市化的不斷擴(kuò)大，停車場(chǎng)特別是地下停車場(chǎng)越來越多，停車場(chǎng)最大的特點(diǎn)就是找車位難、停車難。對(duì)于環(huán)境復(fù)雜的停車場(chǎng)或是比較大的停車場(chǎng)，車主很難找到一個(gè)車位并快速地停車，出停車場(chǎng)的時(shí)候也不容易快速地找到出去的路。大部分的時(shí)間，車主都在停車場(chǎng)里繞來繞去，浪費(fèi)很多精力和時(shí)間。并且地下停車場(chǎng)結(jié)構(gòu)布局相似，即使在指導(dǎo)所停車位的情況下，車主也很容易迷路。為解決此問題，本文研究?jī)?nèi)容屬于智慧停車場(chǎng)類型，建立了一個(gè)一體化的停車場(chǎng)后臺(tái)管理系統(tǒng)。

實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)停車自動(dòng)導(dǎo)航、在線支付停車費(fèi)，自動(dòng)導(dǎo)航尋車的智能一體化服務(wù)，全面鋪設(shè)全自動(dòng)化泊車管理系統(tǒng)，合理疏導(dǎo)車流，給車主帶來最大的便利，同時(shí)也大大節(jié)省了車主在停車場(chǎng)浪費(fèi)的時(shí)間，最大程度為車主減少支出。解決了找車難，停車難的問題，同時(shí)提高停車場(chǎng)的工作效率，使地下停車場(chǎng)服務(wù)更價(jià)智能和高效。

隨著城市中各種車輛的增多，對(duì)停車設(shè)施的需求量不斷增加，因此出現(xiàn)了停車需求與停車空間不足、停車空間擴(kuò)展與城市用地不足的矛盾。為了繼續(xù)擴(kuò)大城市停車空間，采用停車設(shè)施地下化的方法，即建立地下停車場(chǎng)。其主要優(yōu)點(diǎn)有兩方面：第一，可以在地下空間狹窄的情況下提供大量車位。第二，節(jié)省城市用地，可以在經(jīng)濟(jì)合理的條件下滿足城市的停車需求。

目前，地下停車場(chǎng)由于缺少停車引導(dǎo)系統(tǒng)存在著一定局限性。

（1）車位利用率低下，場(chǎng)內(nèi)到底還有多少空車位，管理者對(duì)此知之甚少，只能靠人工勘察來統(tǒng)計(jì)，耗時(shí)耗力。由此看來，引入智能管理是必然趨勢(shì)

（2）車主進(jìn)入車場(chǎng)后無法迅速的找到空車位停放車輛，只能在場(chǎng)內(nèi)無序流動(dòng)中人工尋找空余車位，不但占用場(chǎng)內(nèi)車道資源，浪費(fèi)時(shí)間降低效率，甚至造成場(chǎng)內(nèi)交通擁堵現(xiàn)象。

（3）地下停車場(chǎng)光線較弱且構(gòu)造相似，造成車主停車難的問題。并且在使用完車位后，尋車也成了問題。

為解決這些問題，本文研究了智慧停車場(chǎng)的類型，在停車場(chǎng)通過ibeacon 和藍(lán)牙，連接進(jìn)入停車場(chǎng)的智能手機(jī)，建立了一個(gè)一體化的停車場(chǎng)后臺(tái)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)以語(yǔ)音導(dǎo)航為主，指引車主停車和取車，用戶全程只需點(diǎn)擊停車和取車即可完成全部停取車的工作，操作簡(jiǎn)單。

1 Ibeacon 系統(tǒng)的介紹

本系統(tǒng)所述ibeacon 發(fā)射器設(shè)備網(wǎng)絡(luò)向移動(dòng)終端發(fā)射藍(lán)牙信號(hào)[1]，移動(dòng)終端與服務(wù)器無線連接，后臺(tái)管理系統(tǒng)與服務(wù)器有線連接；停車檢測(cè)裝置與服務(wù)器無線連接。

服務(wù)器主要包括處理模塊，根據(jù)接收到的移動(dòng)終端信息做出信息處理；存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)車輛的位置信息、車位的使用情況、車位的編號(hào)信息、停車場(chǎng)的名稱信息、ibeacon 發(fā)射器的位置信息、ibeacon發(fā)射器的編號(hào)信息，停車檢測(cè)裝置的位置信息、編號(hào)信息和停車場(chǎng)的平面圖信息。

ibeacon 發(fā)射器設(shè)備網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)帶有標(biāo)號(hào)的ibeacon 發(fā)射器安放在車道拐角以及車位處，ibeacon發(fā)射器輻射范圍可重疊。多個(gè)ibeacon 發(fā)射器設(shè)備發(fā)射信號(hào)，移動(dòng)終端設(shè)備接受定位的距離信號(hào)信號(hào)及ibeacon 發(fā)射器的編號(hào)信息，再由移動(dòng)終端匯總通過無線上傳至服務(wù)器。移動(dòng)終端接收ibeacon 發(fā)射器的RSSI 值由于反射波等影響，信號(hào)在上下波動(dòng)，并且無法確定其ibeacon 發(fā)射器的方位信號(hào)。所以，多臺(tái)ibeacon 發(fā)射器（至少兩臺(tái)）向移動(dòng)終端發(fā)射藍(lán)牙信號(hào)[2]。

停車監(jiān)測(cè)裝置包括紅外線收發(fā)設(shè)備[6]或攝像頭及信息采集電路。通過停車監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)[7]車位是否停放車輛，并將車位的使用情況上傳至服務(wù)器。所述車位的使用情況信息主要用于后臺(tái)管理系統(tǒng)分析車位的使用情況，并與其他信息結(jié)合計(jì)算出最佳路線。

后臺(tái)管理系統(tǒng)是所述基于ibeacon 的停車車位尋找及取車導(dǎo)航系統(tǒng)總的控制中心，主要用于對(duì)服務(wù)器里記錄停車場(chǎng)車位使用情況以及剩余車位[8]的具體信息、停車場(chǎng)所有停放車輛的具體位置信息進(jìn)行管理分析并計(jì)算出導(dǎo)航線路圖指引信息；所述導(dǎo)航線路圖指引信息是在所述后臺(tái)管理系統(tǒng)生成的，所述后臺(tái)管理系統(tǒng)根據(jù)服務(wù)器中存儲(chǔ)模塊的車輛的位置信息[3]、車位的使用情況、車位的編號(hào)信息、停車場(chǎng)的名稱信息、ibeacon 發(fā)射器的位置信息、ibeacon 發(fā)射器的編號(hào)信息，停車檢測(cè)裝置[9]的位置信息、編號(hào)信息和停車場(chǎng)的平面圖信息計(jì)算出最佳路徑，生成最佳的空余停車位以及針對(duì)這特定的停車位進(jìn)行路線指引的導(dǎo)航線路圖，最后將所述路徑信息通過無線互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至用戶移動(dòng)終端。所述最佳導(dǎo)引路徑是將服務(wù)器中的車輛的位置信號(hào)與預(yù)定車位的位置信息匯總放入上述的離線停車場(chǎng)平面圖之中，經(jīng)過智能化的編程實(shí)時(shí)計(jì)算最佳指引的導(dǎo)航線路圖。

用移動(dòng)終端包括離線電子地圖、智能停車尋車導(dǎo)航APP、指南針、重力感應(yīng)器、加速度感應(yīng)器和陀螺儀，所述離線電子地圖是用戶在下載智能停車[4]尋車導(dǎo)航APP 時(shí)，自由選擇下載的離線停車場(chǎng)停車位平面地圖；所述指南針用于計(jì)算用戶的行駛方向，所述陀螺儀、重力感應(yīng)器與加速度感應(yīng)器判斷汽車行駛速度和行駛角度，如上坡下坡起步停車等；所述移動(dòng)終端還用于將接收到的后臺(tái)管理系統(tǒng)發(fā)送的路徑信息或智能停車尋車導(dǎo)航 APP 根據(jù)離線電子地圖通過聲音和或影像的方式推送的路徑信息呈現(xiàn)給用戶；所述下載的離線停車場(chǎng)停車位平面地圖包括停車場(chǎng)的名稱、停車場(chǎng)的經(jīng)緯度、停車場(chǎng)的樓層信息、停車場(chǎng)每個(gè)車位的位置信息、停車場(chǎng)每個(gè)車位的車位號(hào)特征信息、停車場(chǎng)中道路信息、停車場(chǎng)設(shè)施信息。

具體的結(jié)構(gòu)如圖1。

該系統(tǒng)的特點(diǎn)主要有：

（1）停車場(chǎng)的出入識(shí)別系統(tǒng)都連接到同一個(gè)系統(tǒng)后臺(tái)，用戶可以通過手機(jī)號(hào)登錄到這個(gè)系統(tǒng)查看所有停車場(chǎng)信息，系統(tǒng)接收用戶的預(yù)約申 請(qǐng)，將預(yù)約申請(qǐng)指令下發(fā)至所要預(yù)約的車位，并即時(shí)將操作結(jié)果提示用戶是否有車位，能否預(yù)定等情況。

（2）進(jìn)出口自動(dòng)識(shí)別放行：無需人工取卡登記，車位可直接通過手機(jī)預(yù)約，進(jìn)入停車場(chǎng)時(shí)，自動(dòng)掃描手機(jī)預(yù)約的停車許可證，自動(dòng)識(shí)別身份放行。離開停車場(chǎng)時(shí)，手機(jī)自動(dòng)結(jié)算費(fèi)用，付費(fèi)成功即可離開。

圖1 Ibeacon 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 Fig.1 Structural diagram of Ibeacon system

2 Ibeacon 系統(tǒng)的實(shí)施方法

2.1 實(shí)施流程圖

圖2 Ibeacon 系統(tǒng)的實(shí)施流程圖 Fig.2 Implementation flow chart of Ibeacon system

2.2 結(jié)合具體實(shí)施例的詳細(xì)說明

（1）根據(jù)停車場(chǎng)的具體情況布置ibeacon 發(fā)射器設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，ibeacon 發(fā)射器一般安放在車道拐角以及車位，ibeacon 發(fā)射器的輻射范圍可覆蓋。

（2）在每個(gè)車位布置停車檢測(cè)裝置。

（3）在云端架設(shè)服務(wù)器及后臺(tái)管理系統(tǒng)。

（4）車主在移動(dòng)終端app上注冊(cè)機(jī)登陸，上傳一定的車輛信息，下載的離線停車場(chǎng)停車位平面地圖。并在終端上預(yù)約停車位，通過無線連接上傳至服務(wù)器。

（5）車輛進(jìn)入停車場(chǎng)，ibeacon 網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)ibeacon 發(fā)射器設(shè)備通過藍(lán)牙與移動(dòng)終端互聯(lián)，由移動(dòng)終端通過無線連接將車輛位置信息匯總上傳至服務(wù)器。

（6）停車監(jiān)測(cè)裝置通過紅外線或攝像頭檢測(cè)停車位有無車輛，通過無線連接將車位信息匯總上傳至服務(wù)器。

（7）服務(wù)器將車輛信息、車位使用情況信息，停車場(chǎng)平面圖等信息匯總[5]，經(jīng)后臺(tái)管理系統(tǒng)計(jì)算出最佳路徑，生成最佳的空余停車位以及針對(duì)這特定的停車位進(jìn)行路線指引的導(dǎo)航線路圖，最后將所述路徑信息以聲音、圖像的方式通過無線互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至用戶移動(dòng)終端。

（8）后臺(tái)管理系統(tǒng)經(jīng)多方信息匯總分析，防止多個(gè)車位被預(yù)約、車位被占的的情況。

（9）當(dāng)一輛車占用量2 個(gè)停車位使其他車輛無法停入時(shí)，或占用臨車位一小部分，小車還可停入，那么此時(shí)忽略其干擾。若車輛如法停入，則報(bào)告系統(tǒng)，重新分配車位。

（10）用戶返回停車場(chǎng)找尋車輛停放具體位置信息時(shí)，用戶向服務(wù)器發(fā)出指令，該系統(tǒng)可根據(jù)用戶位置為客戶導(dǎo)航。開車出停車場(chǎng)的時(shí)候，由上述（4）（5）（6）將路徑信息通過無線互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至用戶移動(dòng)終端[10]。

圖3 實(shí)施場(chǎng)地俯視圖 Fig.3 Implementing site overhead view

3 結(jié)論

本文通過對(duì)ibeacon 系統(tǒng)的應(yīng)用，應(yīng)用停車檢測(cè)裝置，后臺(tái)管理系統(tǒng)，以及在停車場(chǎng)通過布置ibeacon和藍(lán)牙，連接進(jìn)入停車場(chǎng)的智能手機(jī)，實(shí)現(xiàn)了停車場(chǎng)停車自動(dòng)導(dǎo)航、在線支付停車費(fèi)，自動(dòng)導(dǎo)航尋車的智能一體化服務(wù)，合理疏導(dǎo)車流，自動(dòng)導(dǎo)航尋車的智能一體化服務(wù)，全面鋪設(shè)全自動(dòng)化泊車管理系統(tǒng)，給車主帶來最大的便利，同時(shí)也大大節(jié)省了車主在停車場(chǎng)浪費(fèi)的時(shí)間，最大程度為車主減少支出。該系統(tǒng)以語(yǔ)音導(dǎo)航為主，指引車主停車和取車，用戶全程只需點(diǎn)擊停車和取車即可完成全部停取車的工作，操作簡(jiǎn)單。在很大程度上解決了車主找車位難、停車難等問題。