基于車載自組織網絡的智能尋車位系統設計*

宋丹妮 馮海霞

（武漢華夏理工學院）

隨著時代發展和人民生活水平的提高，私家車擁有量急劇增加，不僅給城市交通增加了負擔，也使得汽車和停車位之間產生了愈來愈明顯的矛盾，尤其在大型商場、超市等地最為突出，給人們的出行帶來了極大的不便。目前絕大多數停車場都是車主進去后漫無目的地尋找車位，這樣不僅影響停車時間，還會導致停車場內堵塞甚至更嚴重的問題[1]。現在市場上大多數采用的是APP與無線網連接的方式對停車場空位進行定位，文章在現有技術的基礎上進行優化改進，設計出一款能夠讓車主高效率地找到停車位置的車載自組織網絡智能尋車位系統[2]，通過該系統駕駛員在停車場外面就能知道里面空留車位的數量和車位，并且還具有在線預約功能，極大地提高了車主的停車效率和停車場地的有效利用率，解決了停車混亂的問題。

1 國內停車場智能管理系統現狀

1.1 國內停車場采用的智能尋車位系統

目前通常使用的尋車位系統是采用通過超聲波檢測距離來判斷停車場中是否有停車位，主要是通過藍牙[3]進行短距離無線傳輸，并將其信號傳遞給控制終端[4]，從而使控制終端對數據進行分析后把情況公布到手機特定的APP系統中[5]，手機讀取二維碼后會顯示停車位，取車時會通過GPS定位找到自己的車。

還有一種尋車位系統，采用在每個車位的上方都安裝超聲波探頭，系統通過探頭對該車位是否有車停放進行監控，如有空車位則系統將數據發布到通道顯示屏上，從而車主可以根據停車場顯示屏幕上的空車位進行汽車停放[6]。

1.2 國內停車場采用的智能尋車位系統存在問題分析

目前，中國的智能停車場尚處于起步階段，面臨著2個方面的問題。

1）設備成本高。不同的地方根據其地理位置的不同，會采用不同性質的智能停車場系統，比較高檔一些的地方會采用車位引導、場內監控、自動抓拍及藍牙系統[7]，而這些設備中全進口和全國產的配置價格相差2～5倍，也就是說，一個完善的停車系統也許需要花費上百萬元人民幣。

2）技術落后。與國外的技術相比，國內的技術可能稍有落后，因為現在國外的產品很少采用機械傳動，自然故障率就會降低。而且，當采用較復雜的智能監測系統時，出現故障后維修也會很困難[8]。

根據以上對停車場內智能系統存在的問題分析可知，最好的解決辦法就是采用一種造價不高、使用方便、不會造成資源浪費而又行之有效的完整的網絡系統。

2 車載自組織網絡智能尋車位系統設計

2.1 車載自組織網絡智能尋車位系統工作原理

車載自組織網絡是一種特殊的網絡，它以配備有無線感應設備或者接口的汽車為節點，為臨近汽車建立實時或者非實時的短距離通信。通過市場調研，在車載自組織網絡系統基礎上，設計了新的智能尋車位系統，該系統包括車位實時監控模塊、無線路由器模塊及智能終端模塊。其中車位實時監控模塊和無線路由器模塊充當這種特殊的網絡，智能終端模塊充當汽車的無線感應設備，通過3大模塊的相互作用完成智能尋車位的工作。當汽車進入停車場監測區域時，停車場內的若干無線路由器就會與汽車形成一個自組織網絡，停車場車位實時監控模塊的攝像頭檢測到視野內所存在的空置車位，就將檢測到的車位信息進行處理后發送給進入停車場內需要停車的所有汽車的車載通信模塊[9]，再將接收到的數據實時地顯示到汽車的顯示模塊上[10]，進入停車場需要停車的駕駛人員即可以通過觸摸屏來選擇一個合適的車位，并在去往所選擇的車位之前，利用車載通信模塊將選擇的車位信息通過無線路由器推送給停車場內的每一個車載通信模塊，車載通信模塊接收信息后，通過處理并在顯示模塊上顯示出來該車位已經被選擇。采用這種車載自組織網絡系統，可以避免駕駛員一直在停車場內繞行尋找車位，也避免了停車場內出現擁堵現象，給人們的日常出行帶來了很大的方便。

2.2 車載自組織網絡智能尋車位系統模塊設計

車載自組織網絡智能尋車位系統包括安裝在汽車上的智能終端模塊、無線路由器模塊及停車場車位實時監控模塊，如圖1所示。其中智能終端的GPRS定位模塊、車載通信模塊及顯示模塊均與中央處理模塊連接。顯示模塊為LED觸摸屏；無線路由器模塊包括存儲器、處理器及轉發器，它們分別和總線連接；停車場車位實時監控模塊的模數轉換器是安裝在攝像頭上的。

圖1 車載自組織網絡智能尋車位系統結構示意圖

根據上述的工作原理，對系統進行詳細的模塊設計。

2.2.1 車位實時監控模塊

此模塊由攝像頭、模數轉換器、信號收發模塊及DSP模塊4個部分組成。攝像頭安裝在停車場內部，需要數量若干，用于實時監測停車場車位的使用情況。模數轉換器安裝在每一個攝像頭上，將攝像頭上的圖像信號轉換成數字信號。DSP模塊接收來自模數轉換器的數字信號[11]，并自動處理成所需要的數字信號，便于信號收發模塊的信號收發。

2.2.2 無線路由器模塊

無線路由器模塊包括存儲器、處理器及轉發器，它們分別和總線連接。在本設計中無線路由器的主要作用是為停車場提供無線網絡覆蓋及實現車載通信模塊與信號收發模塊之間的無線連接，以便于將停車場內的實時狀況發送到智能終端模塊[12]，并接收智能終端模塊的信息，來綜合處理分配信息。此總線采用100 M以太網局域網、802.11a/c（802.11是WLAN協議，a/c為目前最快的網絡）；其中以太網與各網之間進行無縫連接，中間不需要任何格式轉換，可以提高運行效率，方便管理，降低成本。

2.2.3 智能終端模塊

智能終端模塊由車載通信模塊、中央處理模塊、GPRS定位模塊及顯示模塊組成。車載通信模塊和無線路由器模塊連接，將無線路由器的信息接收到中央處理器模塊，根據GPRS定位模塊提供的信息，中央處理器模塊處理出來的信息在顯示模塊上顯示出來，車主通過顯示模塊快速地尋找并預定車位。

3 結論

為解決停車難的問題，設計了一款新型智能尋車位系統，該系統通過智能終端模塊、無線路由器模塊及車位實時監控模塊的結合運用，能夠簡單易行地將停車場內的信息反饋給車主，避免了車主在停車場內一直繞行尋找車位，也避免了停車場內出現擁堵現象，給人們日常出行帶來了極大的方便。同時對原有的技術進行了改進，沒有采用手機APP系統，而是直接利用車上的設備與停車場內的無線路由器以及監控系統形成一個自組織網絡，既節省了車主使用手機定位的繁瑣，又能充分地利用汽車本身的設備，達到合理利用資源的目的，更好地解決了停車場的一系列問題。