智能停車場泊車引導服務系統(tǒng)設計

張浩 李玉麗

（吉林建筑大學，吉林長春 130118）

隨著時代的發(fā)展，各種商業(yè)收費停車場都安裝了停車場管理系統(tǒng)，以方便車輛的收費和進出管理。但單純解決出入口控制的問題并不能提高多少停車效率，反而滋生了各種停車亂象，更有甚者因為搶一個車位而釀成了慘劇。從本質(zhì)上講，還是由于停車場與人的信息交互不到位，并且沒有一個合適的系統(tǒng)去快速反應并引導人停車引起的?；诋斍巴＼噲鰞?nèi)部的引導和服務功能不完善的現(xiàn)實狀況，制作一個準確、高效的泊車引導服務系統(tǒng)能極大改善人們的停車體驗，為人們的生活帶來便利。

1 智能停車場泊車服務引導系統(tǒng)設計概況

智能停車場泊車引導服務系統(tǒng)分為采集信息的車位檢測模塊、傳遞信息的輸入模塊、完成數(shù)據(jù)分析處理和控制的主控模塊、實現(xiàn)需求的顯示引導模塊、輔助指引的語音模塊以及連接各個系統(tǒng)的通信模塊六個部分?？蓪崿F(xiàn)檢測車位使用情況，顯示空閑車位數(shù)量、以引導牌引導泊車這三項核心功能。還可實現(xiàn)車位數(shù)量可視，泊車智能指引等功能，提高停車場的利用率，降低管理方的管理成本，減少車輛的巡游時間和避免停車場內(nèi)交通擁堵。

2 智能停車場泊車服務引導系統(tǒng)研究與應用

2.1 車位檢測模塊

主要采用超聲波車位探測器，在每個車位安置兩個傳感器，搭建直接反射式的檢測模式。當車輛停入停車位時，發(fā)射的聲波遇到阻礙會提前發(fā)射回傳感器的接收器，從而使傳感器檢測到車輛。為了避免人走動或其他物品遮擋的干擾，當檢測到有車剛停放時需要兩個傳感器同時檢測到信號，且間隔幾秒鐘之后再進行確認。假設t 為發(fā)射超聲波與接收超聲波的時間間隔，v 為超聲波在空氣中的傳播速度，S 為實測距離，H 為超聲波探頭到反射面的距離H=vt/2（即檢測距離），H＜S 則有車；反之則表明車位空閑。當其發(fā)出信號源超聲波，從而監(jiān)測車位有無車輛停放時，檢測模塊會將收集到的信息反饋給主控制器進行處理、判斷。

2.2 輸入模塊

當車位檢測模塊采集到車位信息后，需要將信息輸入給主控模塊進行處理。本系統(tǒng)采用單片機作為系統(tǒng)的主控制器，當車位數(shù)量較多時，單片機I/O 口無法滿足要求，需要通過選通芯片來完成信號輸入。本系統(tǒng)選用CD4051 單8 通道數(shù)字控制模擬電子開關來實現(xiàn)多路信號的輸入。以SJA1000 作為獨立的CAN 控制器，在主控制器模塊、傳感器、LED 電子顯示屏之間實現(xiàn)有效的信息傳遞。

2.3 主控模塊

主控制模塊完成停車數(shù)據(jù)的監(jiān)測、分析，并控制對應信號輸出，是最核心的部分，也是整個系統(tǒng)的“大腦”。當車輛進入停車場時，控制器通過傳感器檢測得到的車位信息優(yōu)先選擇離入口最近的空余車位，在5 分鐘內(nèi)顯示該車位已經(jīng)被占，加載從入口到該車位所需要經(jīng)過的指示設備，并且向顯示模塊和語音模塊輸出車輛進入該車位所需的信號，爭取快速引導車輛進入停車位。經(jīng)過測試最終在多個芯片中選擇采用STM32 單片機作為核心中央控制器。原理如圖2 所示，停車引導流程圖如圖3所示。

2.4 顯示模塊

圖1 地下車庫節(jié)點模擬圖

本系統(tǒng)采用LED 等和四位數(shù)碼管來實現(xiàn)顯示引導。接收控制器的輸出信號，點亮車位對應的ED 燈，并用數(shù)碼管顯示空閑車位數(shù)。通過點亮停車場內(nèi)的引導牌和安置在各個路口節(jié)點的顯示牌，使駕駛者找到車位并停車。顯示牌布置的節(jié)點位置如圖1 所示。

2.5 語音模塊

在LED 燈引導的同時，在各個分岔路口安裝語音播報結(jié)點，加設語音引導，進一步減少駕駛員在停車場內(nèi)所消耗的時間。語音引導采取提前一個結(jié)點播報，并在轉(zhuǎn)彎結(jié)點再一次播報提醒的方式。例如需要車輛在下一個路口右轉(zhuǎn)時，語音助手會在路口的前一個結(jié)點播報“請在下一個路口右轉(zhuǎn)”，并且在需要右轉(zhuǎn)的路口播報“請右轉(zhuǎn)”再一次提醒車主。確保車主接收到信息且有足夠的時間反應。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.6 通信模塊

在整個泊車誘導系統(tǒng)中，車位檢測模塊、單片機以及LED顯示終端之間需要通過總線完成信息的傳遞、交互?？刂破骶钟蚓W(wǎng)是ISO 國際標準化的串行通信總線，簡稱CAN 總線。這種總線的信號傳輸結(jié)構(gòu)是每一幀有8 個有效字節(jié)的短幀結(jié)構(gòu)，信號傳輸?shù)墓?jié)點可以過濾有誤信息，抗干擾能力強、傳輸效率高，根據(jù)以上情況采用CAN 總線。

2.7 存在的問題及完善措施

由于停車場內(nèi)傳輸距離遠、區(qū)域復雜、信號干擾較大，同時需要保持多機通訊，根據(jù)以上情況采用CAN 總線。CAN 總線的網(wǎng)絡中節(jié)點間可相互傳遞信息，節(jié)點最高可達上百個，且節(jié)點信息傳遞實時性高，可設置節(jié)點傳遞的優(yōu)先級。

基礎設計中為確保準確引導和信息無誤，該系統(tǒng)一次只能服務于一輛汽車，無法滿足快速通行的需求。可在LED 燈和引導牌上加裝傳感器，檢測到車輛通過時熄滅指示信息，使指示設備的狀態(tài)復位，方便接收下一個所需要的信號。并且加大顯示屏的容量，通過與停車場管理系統(tǒng)聯(lián)合，在顯示屏上顯示車輛的車牌號和尋路信息，做到精準引導。

3 結(jié)論

隨著生產(chǎn)力和需求的發(fā)展，車輛的數(shù)目與日俱增。停車難、停車慢的問題一直困擾著眾多人。由于現(xiàn)在的停車場大多存在對是否存在車位以及空閑車位所在指示不明確的問題，很多人的時間都花費在了進停車場——找車位——沒車位——出停車場——進另一個停車場的循環(huán)上，這對于要停車辦事的人產(chǎn)生了極大的不便。因此也出現(xiàn)了各種在街道上隨意停車的現(xiàn)象，為公共交通增加了很多不必要的壓力。智能停車場泊車引導服務系統(tǒng)的設計可以快速反應停車場內(nèi)的車位情況，并且快速為進入停車場的車輛找到車位。大幅度減少了停車所花費的時間，為提高辦事效率和方便市民出行提供了一部分助力。

圖3 停車引導流程圖

不僅如此，智能化的實現(xiàn)也解決了一些傳統(tǒng)人工管理的問題。傳統(tǒng)的人工管理不僅需要投入很大的成本，而且效率基本不高，并且用人工的方式引導停車存在遺漏忘記空車位的現(xiàn)象，部分可能存在故意留車位收好處費的現(xiàn)象。而本系統(tǒng)能很好地避免這些現(xiàn)象，智能停車場泊車服務系統(tǒng)具有定位精、成本低、安裝易、抗干擾的特點，讓程序自己去運行，使停車場的效率盡可能達到最高。

智能停車場泊車服務引導系統(tǒng)在當下可與停車場管理系統(tǒng)搭配使用，在不遠的將來更是可以和手機APP 聯(lián)動實現(xiàn)更加便捷的交互和指引，為建立無人化、智能化、高效化的停車場打下良好的基礎，相信在未來人們的生活會越來越方便快捷。