基于S3C6410的車位搜索與管理系統(tǒng)設(shè)計

王亞偉 肖廣兵

摘? 要： 通過分析駕駛員在人流量比較大的市區(qū)，為盲目的尋找停車位或沒有車位而產(chǎn)生焦慮進行研究，開發(fā)出一款利用S3C6410為主的small型處理器芯片，可以準確的通過位置查詢來獲取車位信息的系統(tǒng)技術(shù)（智能車位查找），這種技術(shù)采用雙“S”技術(shù)（GPRS，GPS）來確定車位信息，可以對停車場的車位進行預(yù)約，方便車位的選擇。在車輛到達停車場停車后系統(tǒng)會通過AI技術(shù)指令控制GSM模塊發(fā)送一個車位信息給手機，便于用戶返回尋找車輛能夠快速便捷，實現(xiàn)對車位查找的高效搜索與管理。

關(guān)鍵詞： 智能車位查找;S3C6410微型芯片;GPRS;GSM

中圖分類號： TP27? ? 文獻標識碼： A? ? DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.10.004

本文著錄格式：王亞偉，肖廣兵. 基于S3C6410的車位搜索與管理系統(tǒng)設(shè)計[J]. 軟件，2020，41（10）：1518

【Abstract】： Through the analysis of drivers anxiety caused by blind search for parking space or no parking space in urban areas with large traffic， a small processor chip based on S3C6410 is developed， which can accurately obtain parking space information through location query （intelligent parking space search）. this technology uses double “s” technology （GPRS，GPS） to determine parking space information， which can make reservation for parking spaces in parking lots and facilitate parking space selection. After the vehicle arrives at the parking lot and stops， the system will control the GSM module to send a parking space information to the mobile phone through AI technical instructions， which is convenient for the user to return and find the vehicle quickly and conveniently， and realizes efficient search and management of parking space search.

【Key words】： Intelligent parking space search; S3C6410 microchip; GPRS; GSM

0? 引言

隨著我國汽車保有量的增加，社會對停車位的需求越來越大，人們渴望能夠方便快捷的尋找到車位，安全停車。然而公共車位資源緊缺，車位貴，停車難的現(xiàn)象時有發(fā)生，停車不便，成為自駕出行的普遍難題，而且由于車位管理的漏洞，人們經(jīng)常會因爭搶車位而發(fā)生口角，甚至嚴重沖突，因此在現(xiàn)有車位資源緊缺的情況下，需要完善有效的車位管理機制提高車位利用率，緩解車位緊張現(xiàn)象?，F(xiàn)有的解決方法是通過道路標識或電子顯示屏顯示停車場位置，幫助車主尋找車位，但在根本上無法處理好停車難的局面[1]。李旭紅[2]等人研究了智能立體停車庫，立體停車庫能夠增加車位數(shù)量，緩解停車壓力，但缺少有效的車位尋找機制，不能適應(yīng)社會長遠的發(fā)展;洪云飛[3]設(shè)計了基于NB-IOT的智能停車位監(jiān)控管理系統(tǒng)，能夠監(jiān)控車位狀態(tài)并實時發(fā)布，使得車主可以迅速找到停車位，但是該系統(tǒng)缺少進一步的車位獲取管理，易造成車位爭搶的現(xiàn)象。

針對以上問題，本文針對車位尋找要求快捷高效，準確性高的特點，設(shè)計車位搜索與管理系統(tǒng)，利用GPRS和GSM技術(shù)快速準確找到車位并結(jié)合車位預(yù)約系統(tǒng)鎖定車位。每個停車場將空位信息通過GPRS傳送到中央處理器，并將車位信息保存在數(shù)據(jù)包里;用戶車載網(wǎng)絡(luò)向停車場信息處理中心發(fā)出車位需求信息，處理中心根據(jù)請求，推送目的地附近的停車場給車載終端駕駛員;駕駛員根據(jù)自己的需求預(yù)約車位，車位確定后，在停車場主控臺留下預(yù)約信息，主控臺發(fā)布指令啟動智能車位鎖系統(tǒng)完成車位鎖定，同時反饋信息給主控臺，待主控臺確認后，即向駕駛員發(fā)送車位信息，完成車位預(yù)約。本系統(tǒng)能夠有效解決停車難的問題，具有操作簡單，運行穩(wěn)定的特點[5-7]。

1? 系統(tǒng)設(shè)計

車位搜索與管理系統(tǒng)主要分為三個功能模塊：（1）車位查詢模塊，主要通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將停車場的車位數(shù)據(jù)信息連接起來，并且通過GPS準確的定位;（2）車位預(yù)約模塊，通過主控臺、車載終端系統(tǒng)、智能車位反鎖系統(tǒng)和天線通信系統(tǒng)來預(yù)約停車位;（3）返回車輛位置查詢模塊，在車輛到達停車場停車后系統(tǒng)會通過AI技術(shù)指令控制GPRS模塊發(fā)送車位信息給車主手機，來確定停車的位置，方便取車。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如1所示。

2? 硬件電路設(shè)計

車位搜索與管理系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)主要由供電系統(tǒng)、GPS定位模塊、GPRS通訊模塊、移動端APP模塊和信息處理系統(tǒng)等部分組成。用戶通過移動端APP操作系統(tǒng)運行，輸入停車和取車等指令，是和用戶進行信息傳遞的窗口;GPS模塊能夠獲取用戶以及相關(guān)停車場位置;信息處理模塊以S3C6410X微型處理器為核心，完成對車位、道路信息的處理，結(jié)合GPS模塊判斷停車場是否有空余車位，并提供相關(guān)路線;GPRS通訊模塊選擇MG323為核心組成無線通訊網(wǎng)絡(luò)，負責系統(tǒng)信息的傳遞。所有模塊的用電由供電系統(tǒng)提供。

2.1? GPS定位模塊

GPS定位模塊是以空中衛(wèi)星為基礎(chǔ)的高精度無線

電導(dǎo)航的定位系統(tǒng)，可以提供準確的地理位置、車行速度及精確的時間信息。本模塊選取由U-B公司發(fā)行NEO-Q5微型芯片為主要核心部件，芯片以ROM為底板的設(shè)備運用整體框架而研制，具有成本較低，質(zhì)量輕，體積小等特點，并且運用KICKSTART微弱信號提取技術(shù)，能夠確保定位在任何時候都能準確獲取位置和距離信息，確保定位的準確和迅速。設(shè)計中的多處模塊，以定位模塊為主在硬件端口能夠包含RS-232C協(xié)議準則，都是依據(jù)NMEA-0183的標準協(xié)議來執(zhí)行，與ARM芯片和普通串口相互連接串通，通過對GPRMC和ARM的數(shù)據(jù)分析來確定所需要目的經(jīng)緯度，方向和速度等信息。

2.2? 信息處理模塊

信息處理模塊以S3C6410X微型處理器為核心進行車位信息的處理和路線的規(guī)劃。S3C6410X是基于ARM1176JZF-S核的用于手持、移動等終端設(shè)備的16/32位RISC微處理器，基于CPU的子系統(tǒng)的ARM1 176JZF-S具有JAVA加速引擎和16KB I/D緩存和16KB I/D TCM。擁有一個8位ITU601/656相機接口，用于縮放的高達4M像素，固定的16M像素、多標準編解碼器提供的MPEG-4/H. 263/H. 264編碼和解碼的高達30幀/s，VC1視頻解碼。采用64/32位內(nèi)部總線架構(gòu)，該64/32位內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)由AXI.AHB和APB總線組成。它還包括許多強大的硬件加速器，像視頻處理，音頻處理，二維圖形，顯示操作和縮放。強大的硬件加速器，可以節(jié)省系統(tǒng)資源占用，優(yōu)化的外部存儲器接口，能夠滿足在高端通信服務(wù)中的數(shù)據(jù)帶寬要求。具有功耗低，性能高的特點。S3C6410X電路如圖2所示。

2.3? GPRS通訊模塊

GPRS是一項高速數(shù)據(jù)處理的技術(shù)，基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的廣域的無線IP連接，以“分組”的形式傳送資料到用戶手上。系統(tǒng)選取MG323為通訊核心，MG323模塊是由華為公司研發(fā)推出的解析GPS數(shù)據(jù)中GPRMC數(shù)據(jù)，模塊嵌入在TCP端，使得AI控制更加豐富。支持GSM850/900/ 1800/1900四個頻率道口可以實現(xiàn)與無線網(wǎng)絡(luò)的無縫連接。并且在ME323有電源線的電源接口、RS-232接口、SIM接卡口等，并且使用芯片將接口與卡口相互連接。正常儲存溫度在四十度到八十度之間，電源正常工作電壓為3 V5 V，模塊的正常工作溫度屬于二十度到七十度之間。通話模式中采用TBD，它適用于整個GPRS協(xié)議，在電源端并聯(lián)一個大于470微伏的旁路電容，用來保證電壓的穩(wěn)定，使得整個系統(tǒng)運行的正常。

3? 系統(tǒng)軟件設(shè)計

車位搜索與管理系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要包括系統(tǒng)主程序的設(shè)計、短消息發(fā)送和預(yù)約系統(tǒng)程序設(shè)計。系統(tǒng)流程圖如圖3所示，用戶登錄成功后進入功能區(qū)，其中核心功能是車位預(yù)約和查詢?nèi)≤嚕脩敉ㄟ^設(shè)定目的地尋找合適的停車場車位，確定車位后完成預(yù)約即可，當用戶取車時，通過系統(tǒng)可以查詢車位信息，幫助用戶快速完成取車。

3.1? 系統(tǒng)主程序的設(shè)計

本系統(tǒng)的核心是車位搜索功能，主要是駕駛者在自己搜索到停車場的位置時，將自己所在位置信息以及自身的其他信息，通過GPS的鎖定傳輸給GPRS網(wǎng)絡(luò)程序并且與Internet網(wǎng)絡(luò)建立通信連接，以數(shù)據(jù)化的形式傳輸?shù)叫畔⒔K端處理。駕駛員通過網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)IP地址與SOCKET和GPRS網(wǎng)絡(luò)建立連接，來獲取到目的地停車場的車位信息，最終通過信息傳輸給駕駛員。

同時本軟件提供完善的輔助功能，給用戶的使用提供便利。用戶可以通過車上無線網(wǎng)絡(luò)，與軟件合作的停車場地點進行信息共享，并載入地圖，可以準確的給駕駛者提供路線，并且實時的更新停車位的狀態(tài)變化。用戶可以獲取動態(tài)車位數(shù)據(jù)和停車費用信息，快速找到性價比最優(yōu)的車位，通過預(yù)約來確保車位的有效使用。提供自動付款、客服服務(wù)、車位出租以及醫(yī)院停車等附加功能，滿足日常出行所需。系統(tǒng)主頁面如4所示。

3.2? 短消息發(fā)送程序設(shè)計

用戶在接收到車位導(dǎo)航信息，完成停車以后，系統(tǒng)會以短信的方式通過GSM將信息發(fā)送到駕駛員的手機上，例如：“客戶您好，您的車輛停在車位A區(qū)12號車位”，方便駕駛員找回車輛位置。短消息發(fā)送功能通過AI控制技術(shù)實現(xiàn)，它的工作模式以AT+CMGS和GSM為主，通過GSM模塊發(fā)送代碼命令，對系統(tǒng)產(chǎn)生一個請求連接，再通過ASCII的返回數(shù)據(jù)，使得車位信息被系統(tǒng)接收并且處理，完成整個信息接收過程。

3.3? 預(yù)約程序設(shè)計

預(yù)約程序中通過主控臺，經(jīng)過無線網(wǎng)絡(luò)通信，在智能停車場內(nèi)部，連接智能車位鎖系統(tǒng)，并與車載終端系統(tǒng)實現(xiàn)無線信號連接，同時發(fā)送包括車位狀態(tài)信息在內(nèi)的指令命令[7]給車位鎖系統(tǒng)，預(yù)定車位鎖定預(yù)約車輛身份信息，自動車位鎖開啟，完成車位預(yù)約。完成車位鎖定后，預(yù)約信息會發(fā)送給駕駛員，此時駕駛員可以變更自己的日程安排，或者重新選擇目的地來預(yù)約最佳合適車位。預(yù)約完成后，車載終端會獲得車位信息，向用戶提供導(dǎo)航服務(wù)。

4? 功能介紹

（1）搜索合適車位：通過聯(lián)網(wǎng)車位數(shù)據(jù)的交流，選擇目的地最近最經(jīng)濟的停車場，能夠有效快捷的使駕駛員選擇合適的車位停車。

（2）車位預(yù)約功能：當車位處于空閑時，可以對這個車位進行預(yù)約，變成自己賬戶下的一個預(yù)定車位，這樣就避免了車位被占用的情況發(fā)生，確保了停車的準確高效性。

（3）全語音功能：考慮到使用車位搜索時，用戶可能正在進行汽車駕駛，系統(tǒng)提供語音識別控制功能，確保了駕駛的安全。

（4）二維碼付款：系統(tǒng)開發(fā)二維碼掃描付款功能，用戶可以將金額存入軟件錢包，當取車結(jié)算時選擇方便的付款形式，另外當系統(tǒng)感知到汽車離開停車場未付錢時，會從軟件錢包自動扣除。如果用戶對價格產(chǎn)生異議，可以與客服交流。

（5）積分對換：分為信用積分和商業(yè)積分兩種，信用積分是每次離開停車場車主主動繳費，信用便分會提高，超過某一數(shù)值可以轉(zhuǎn)換為抵用券減少停車費用，商業(yè)積分按照軟件適用頻率相對用，所生成的積分也可以用來兌換。

（6）附加功能：包括了車位出租、特殊停車和拼車位功能。它們的作用分別是出租空余車位、醫(yī)院等特殊停車地點快速泊車和車位共享，提高車位利用率。

5? 結(jié)語

本文設(shè)計車位搜索與管理系統(tǒng)，通過對停車場信息數(shù)據(jù)的整合，利用GPS定位系統(tǒng)實現(xiàn)車位的自助搜索，提供給用戶快速獲得車位的路線，減少尋找車位的時間，將預(yù)約機制與尋找車位相結(jié)合，提高了車位利用率，較好的解決的停車難的問題。本系統(tǒng)操作簡單，運行穩(wěn)定，能夠適用一般車輛尋找車輛時使用。由于系統(tǒng)支持自助預(yù)約車位，往往會發(fā)生用戶違約的現(xiàn)象，因此，完善預(yù)約機制，保證車位利用率是進一步研究的主要目標。

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