基于無線收發裝置的車庫尋車系統

曹姍 陳俊鋒 吳書慶 溫馨 江學堃

【摘 ?要】中大型車庫的路線復雜，車主往往因為迷失方向找不到汽車，2018年英國《獨立報》一項調查顯示，英國車主平均每年總計耗時3500萬小時尋找停放的汽車，男性平均每次花費12分鐘，女性平均每次花費8分鐘尋車，這已經嚴重影響了出行效率和生活質量，而市面上缺少為車主指引汽車方向的有效方法。本文介紹了一種基于無線收發裝置的車庫尋車系統，依據無線電傳播的理論知識，提出利用信號強度定向尋車新的方法，設計了一對一通信-遠距離通信-定向一體化的無線收發裝置，有效解決了尋車難題，實現了尋車方法的創新。

【關鍵詞】尋車;無線遙控;唯一識別;信號定向

引言

“智慧交通”是近幾年的熱門詞匯，是在傳統交通系統之上，通過整合通信技術、信息技術、傳感器技術等高新技術而形成的一種綜合性運輸管理領域，它的出現旨在利用先進的技術去解決傳統交通中存在的不足與缺陷，對交通系統提出更加有技術性、創新性的想法和舉措，從而便利人們的生活，讓人工智能實體化，進入交通領域，其中熱門的研究方向有無人駕駛、交通狀態感知、軌道交通智能化等。

車庫尋車是交通領域中不可避免且目前未能很好解決的問題，尋車耗時長會嚴重影響車主的生活質量以及停車場車位的利用效率，是傳統的交通系統中存在的應用類問題。市面上已存在尋車方法的有：停車場找車機、找車APP與導航軟件、停車場區域拍照、智能機器人引導等方法，它們由于應用不方便或存在偏差，總使用率不到百分之七，且車主在車庫中迷失方向是尋車中的主要問題，針對為車主實時指引汽車方位的尋車方法目前還不存在，而利用“智慧交通”的理念，整合通信技術等高新技術解決尋車難題，是本文的創新與前沿之處。

1.車庫尋車現狀存在的問題

目前車庫尋車的問題還沒有被很好解決，市面上已有的尋車方法的主要優缺點如下：

（1）停車場找車機，可以告知車輛所在區域，但不能實時引導，有效性差;

（2）找車APP、導航軟件，可以實時引導路線，但因地下車庫信號差，路線存在很大誤差;

（3）停車區域拍照，可以依據照片信息給車主提醒，但車主容易忘記拍照，實施性差;

（4）智能機器人引導，可以將車主引導到汽車所在位置，但價格高昂，難以推廣。

現有技術應該運用不方便或存在偏差，總使用率不到百分之七，市面上缺少為車主實時指引汽車方位的尋車技術，故而有了本文基于無線收發裝置的實時引導尋車系統的產生。

2.技術方案

2.1裝置尋車流程

本文尋車系統的裝置分為手持和車載兩部分，手持裝置是車主攜帶，為信號接收裝置，車載裝置放置于汽車駕駛臺上，為信號發射裝置。當車主進入車庫后，按下手持裝置尋車按鍵，建立起手持裝置與車載裝置的通信關系，車主旋轉手持裝置，當接收天線與發射天線正對時，指示燈會亮起，從而提醒車主汽車所在方位，如此車主依據不同的路徑均可快速找到車輛。

2.2收發裝置一對一通信

在尋車中，手持裝置接收到的必須是對應汽車發射裝置的信號，即在通信的過程中需要進行加密和解密，本文裝置使用學習型編解碼芯片EV1527來實現收發裝置的一對一通信，它具有保密性高、編碼重復率低于一萬分之一、操作簡單的優點，通過按下對碼按鍵和發射按鍵進行互相學習后，手持裝置就能唯一識別發射裝置的信號。

2.3信號強度比較定向

為了提高系統的簡便性，本文裝置只使用一套無線收發模塊解決定向問題，測向的方法是信號強度比較法定向。測向裝置包括三方面：學習型編解碼遙控，接收器，兩部分協作完成測向。

學習型編解碼遙控用來發射433MHz的編碼信號。此設備為車載模塊，使用全向天線，向設備四周發射信號。

接收器由MCU，解碼模塊與定向天線組成。接收器中的定向天線接收到編碼信號后，解碼模塊進行解碼操作，若是接收到正確信號，則MCU將信號進行A/D轉換，并存儲所接收的最強的信號的數值，當再次掃描到最強信號時，控制指示燈亮，指示正確的尋車方向。

用戶手持接收器，按下尋車按鍵進行第一次掃描，若檢測到正確信號，則MCU存儲檢測到的最大信號，隨后用戶進行第二次掃描，當掃描到最大信號時，即接收器與汽車的直線距離最小時，顯示燈亮。

3.裝置展示與測試效果

3.1裝置展示

經過多次的改進與實驗，基于無線收發裝置的車庫尋車系統已經搭建完畢，展示圖如圖5所示，左側是車載發射裝置，體積小巧，可放置在車上的駕駛臺或其他位置，只需要天線方向與車頭方向相同即可，右側是手持接收裝置，可看出指示燈和定向天線都安裝在外側，可以通過指示燈清晰地為車主指引方向。

3.2測試效果

本文尋車系統制作完成后，進行了大量測試，就準確性以及通信距離做了更具體的統計，結果如下表所示。

由表1可以看出，在無障礙物阻擋的理想空曠處，裝置的通信距離可達到300米，準確度達到了百分之百，相隔八米寬的實驗樓，由于實驗樓的阻隔，通信距離有所下降，但是準確度依然達到了百分之百，在實際尋車場所的小規模地下停車庫中，通信距離達到250米，且判斷準確率非常高，完全可適用于尋車，在實際尋車場所的較大規模的商場地下停車庫中，通信距離亦達到了230米，且準確度超過了95%，可以滿足中大型停車庫中的尋車條件。

4.結語

本文主要以“智慧交通”理論為出發點，通過通信理論知識，提出利用信號強度定向尋車新的方法，設計了一對一通信-遠距離通信-定向一體化的無線收發裝置，彌補了市面上缺少直接為車主指引方向的有效尋車方法的不足，使得車庫尋車的難題被有效解決，而且更具技術性和經濟性。將我們的研究思路運用到其他領域中，如定位手環、老人防走失等方位問題中也具有很強的實用性，可以解決障礙物干擾信號的問題，在眾多場景中均可應用，具有很強的拓展性。

本文的尋車裝置即可單獨做成收發裝置應用在單個車主上，也可以與汽車公司合作，將車載接收裝置融入汽車，手持發射裝置集成入汽車鑰匙，從而給更多的車主帶去方便，也讓汽車鑰匙的價值更加多樣、全面。相信隨著集成技術和智慧交通的發展，未來的交通領域以及汽車產業中會出現更多小型化、便捷化、能解決實際問題的新發明。

參考文獻

[1]宋婷婷. 基于微服務架構 搭建智慧停車平臺[J]. 上海信息化， 2019（4）：56-59.

[2]楊艷， 陳波. 停車場尋車管理系統[J]. 電子制作， 2018（9）：89-90.