低成本的互聯(lián)網(wǎng)+智能停車系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

郭蕓君 丁學(xué)用 張麟

摘 要：以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為平臺，根據(jù)車場與車主的需求，設(shè)計(jì)一種低成本以超聲波探測器+ 紅外探測模塊檢測停車位信息的互聯(lián)網(wǎng)+智能停車場，同時將停車場的硬件和微信公眾號平臺結(jié)合起來具有燈光導(dǎo)航、查詢、預(yù)定停車位等功能的停車場，利用該智能系統(tǒng)可方便廣大車友快速找到停車位，減少交通擁堵。

關(guān)鍵詞：低成本；互聯(lián)網(wǎng)；智能停車場；微信公眾號

隨著三亞城市發(fā)展，游客與日俱增，再加上市民私家車輛的增多，以及大部分橋梁狹窄、老化嚴(yán)重，連接河兩岸的交通“動脈”明顯感覺到“輸血”不暢，每逢上下班高峰期，特別是旅游旺季，擁堵成為三亞一大難題。[ 1 ]據(jù)了解，目前三亞市的停車場大都是屬于傳統(tǒng)型的停車場，這種停車場找車位要靠運(yùn)氣，搶車位要拼技術(shù)，車位滿了要等，人工現(xiàn)金支付也進(jìn)一步放慢了停車場車輛進(jìn)出的速度。在駕駛者頭疼不已的同時，各大商業(yè)綜合體也并非無動于衷。

在規(guī)劃與配置建設(shè)停車場之后，需要完善管理方案以保證停車場停車秩序，于是基于互聯(lián)網(wǎng)的智能停車場管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生[ 2 ]。利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將停車場的硬件和手機(jī)客戶端微信公眾號結(jié)合起來打造一款具有可查詢、預(yù)定停車位、超聲波探測器停車導(dǎo)航、紅外探測模塊檢測停車位等功能的智能停車場，建立一套實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的智能停車系統(tǒng)，填補(bǔ)三亞智能停車場這一塊短板。

1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

本設(shè)計(jì)主要分為兩個部分：硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)包括照明燈光及導(dǎo)航燈光設(shè)計(jì)和各種傳感器模塊的設(shè)計(jì)；軟件系統(tǒng)包括單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，HTML5網(wǎng)頁設(shè)計(jì)及CSS界面設(shè)計(jì)和單片機(jī)小型服務(wù)器搭建。

整個主控單元采用的是Arduino UNO單片機(jī)，其處理器核心是ATmega328，通過控制超聲波傳感器的占空比來接收入場車輛的位置，并提高當(dāng)前位置的亮度以保證車輛的安全。車位上方的紅外檢測模塊配合單片機(jī)的處理，控制紅色LED來提示此車位有車，控制綠色LED燈來導(dǎo)航車輛快速駛?cè)肟哲囄弧７謩e在停車場出入口設(shè)置紅外傳感器及舵機(jī)，紅外傳感器檢測車輛駛過信號，經(jīng)主控單片機(jī)處理后產(chǎn)生PWM信號控制舵機(jī)開關(guān)門。網(wǎng)絡(luò)部分則是采用Arduino mega 2560單片機(jī)，其處理核心是ATmega2560，得益于其硬件良好的開源性，能夠配合Ethernet W5100進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)端口的搭建[ 3 ]。為了更方便車主及時查找車位，采用當(dāng)前李欣的微信公眾號平臺作為查詢平臺，HTML5和CSS編程設(shè)計(jì)出良好的交互界面，具備查詢功能和預(yù)約功能。

本設(shè)計(jì)采用3塊單片機(jī)，分別控制場內(nèi)導(dǎo)航，節(jié)能燈光控制及開關(guān)門和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。電路部分采用多個單片機(jī)是為了實(shí)現(xiàn)停車場的擴(kuò)展性，兩個為一組主控單片機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)停車場內(nèi)功能需求，以四個車位、兩條直行道路為一組，按設(shè)計(jì)的停車場的規(guī)模增加主控單片機(jī)的數(shù)量來適應(yīng)不同大小的停車場。系統(tǒng)的控制單元以組為單位，由2個單片機(jī)構(gòu)成，一個負(fù)責(zé)檢測4個車位信息，來控制停車場內(nèi)導(dǎo)航燈的運(yùn)行，并將車位信息上傳到服務(wù)器。另一個負(fù)責(zé)檢測兩段直行道路上入場車輛行駛的位置，并控制照明燈光。適應(yīng)停車場不同的規(guī)格添加控制單元組，停車場出入口或雙層停車場道路口還分別加入了門控系統(tǒng)，控制停車場車流量，使停車場能夠達(dá)到高效，安全的標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)的交互則是采用單片機(jī)服務(wù)器搭建的web平臺，通過web交互發(fā)送車位的信息和接收預(yù)約的信息，然后通過鍵盤輸入預(yù)約號或者直接點(diǎn)擊開門按鈕將開門信號傳輸給帶有門控的主控單片機(jī)。

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

2.1 紅外避障傳感器電路設(shè)計(jì)

紅外避障傳感器具有一對紅外發(fā)射與接收管，當(dāng)通上電源后，紅外對管中LED開始工作，一直發(fā)射高電平信號，紅外對管中接收管接收反射回來的信號，并將接收到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號傳給寬頻帶的雙電壓比較器LM393中，并由電位器控制負(fù)端輸入電壓與接收電壓進(jìn)行比較后輸出高低電平信號，并由發(fā)光二極管顯示高低電平。

2.2 超聲波檢測及門控電路設(shè)計(jì)

超聲波傳感器模塊的Trig和Echo分別接在單片機(jī)的2，4口和3，5口。照明LED的控制口是A0～A3，低電平觸發(fā)，共集為正極，由外部電源供電，這樣能夠保證單片機(jī)的電流大小不足而無法打開LED燈的要求。入口的紅外傳感器接10口，舵機(jī)控制端接帶PWM功能的12口，出口的紅外傳感器接13口，舵機(jī)控制端接帶PWM功能的11口，還有開門提示信號為8口外接服務(wù)器單片機(jī)組，低電平控制入口舵機(jī)門開門，便于服務(wù)器設(shè)置安全的開門程序。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

主控單元的一號單片機(jī)程序先進(jìn)行初始化，關(guān)閉所有的指示燈及導(dǎo)航燈并設(shè)置空車位數(shù)為4，然后進(jìn)入判斷程序。當(dāng)t號車位檢測到信號時，打開t車位上的紅色指示燈并關(guān)閉t車位的綠色導(dǎo)航燈，空車位減少一位，若無檢測到信號，關(guān)閉紅色指示燈并打開t車位綠色導(dǎo)航燈及路面導(dǎo)航燈。待4個紅外檢測判斷結(jié)束后返回初始化，并進(jìn)行無線循環(huán)。系統(tǒng)流程圖如圖1所示。

4 系統(tǒng)整體測試

4.1 網(wǎng)絡(luò)檢測

在網(wǎng)絡(luò)檢測中，使用微信平臺測試，空車位能夠正常顯示，通過再次進(jìn)入可以刷新信息。調(diào)試情況如圖所示：

4.2 停車信號測試

當(dāng)車停入車位時，關(guān)閉綠色導(dǎo)航燈，并打開紅色信號燈。

5 結(jié)語

本設(shè)計(jì)是基于Arduino單片機(jī)開發(fā)下的超聲波探測器+紅外檢測模塊的低成本智能停車系統(tǒng)，通過場內(nèi)燈光控制及互聯(lián)網(wǎng)信息交互，從而達(dá)到停車場智能化導(dǎo)航及快速管理，在web端信息交互的基礎(chǔ)上，添加查詢和預(yù)約功能。利用該智能停車系統(tǒng)可有效的提高車主快速找到停車位，減少交通擁堵，為三亞這個國際旅游城市添磚加瓦。

參考文獻(xiàn)：

[1] 況昌勛.旅游旺季交通擁堵嚴(yán)重 三亞如何打通“堵點(diǎn)”？[N].海南日報，2015-8-25.

[2] 周嗣恩，韓鳳春.智能化停車場管理體系研究[J].中國人民公安大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版，2008（1）：86-90.

[3] zuoninger.帶你一起了解Arduino[Z].Arduino中文社區(qū)，2014.

作者簡介：

郭蕓君（1985-），女，海南瓊海人，中級實(shí)驗(yàn)師，本科，主要研究方向：移動通信方向。