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城市停车导引系统的设计
作者：张晓燕
来源：《汽车与驾驶维修（维修版）》2017年第04期
摘要：针对汽车拥有量的持续增加，停车位日益紧缺，带来了交通堵塞和停车难等问题，随着通信技术的快速发展，设计基于zigbee和GPRs技术的城市停车导引系统，实现了停车位信息采集和管理、停车场内LED导引显示及停车场外APP查询与导引等功能，准确可靠的导引驾驶员找到合适的停车位，减少了驾驶员寻找停车位的时间和难度，提高了车位的利用率，缓解了交通拥堵现象。
关键词：停车导引：Zigbee；GPRS；导引APP
随着我国经济的高速发展，人民生活水平不断的提高，人们开始追求更高的生活享受，私人汽车因其灵活的门到门运输方式而成为人们出行的首选工具。据《2017-2022年中国停车场建设行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》显示，截至2016年中国汽车保有量达1.94亿辆，按1：1.4的国际通行标准来计算，目前国内汽车停车位总需要量约2.72亿个，而我国停车位约有7400万个，供需严重失衡导致停车难问题日益严重。通过对城市停车智能化的管理，在现有的停车位数量的基础上，更高效的利用这些停车位，提高停车场的利用率，实现停车导引智能控制，才能完善整个城市的交通系统，改善城市交通环境、生态环境，为城市居民提供便利。 1系统总体架构
本停车导引系统包括信息采集模块、信息通信模块、系统主控模块、导引显示模块。考虑到停车场有可能是多层、多区域的，将采集到的车位信息进行区块化控制，便于对车位信息进行分类管理。信息通信模块是将各个采集点的信息进行传输、分析统筹管理的重要部分。主控模块是系统的核心，负责对信息的存储、控制、分析等。导引显示模块分为停车场内引导和停车场外两级显示。系统总体架构如图1所示。 2系统主要模块设计 2.1系统主控电路设计
本系统通过车位采集模块实时检测出车位信息，由Zigbee无线网络将采集到的信息分区块送入子站点，各子站点再通过GPRS无线网将信息送给主控中心，以CC2430为核心单元，在停车场内的导引屏上显示空余车位数，并给出停车场内导引信息。系统主控电路构成如图2所示。
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2.2数据采集模块设计
超声波传感器采用UCM40的压电陶瓷传感器，驱动超声波发射头UCM40T与接收头UCM40R配对的，将超声波调制脉冲变为交变电压信号，利用超声波的发射、被测物体的反射和回波时差测算出被测物体的距离，重而判定出是否有车。利用超声波探测模块能准确检测出泊车情况，能消除其他反射声波的干扰及消除温度漂移导致的车位探测误判。超声波探测模块具有非接触、调试安全、保养方便的特点。 2.3信息传输模块设计
信息传输模块是支撑整个系统运行的基础，通过GPRS无线网络与zigbee无线网络的交接，将GPRS数据接收接口以及zigbee接口匹配，在数据处理和转发中心对所采集的数据进行分析统计和预测，按照预定的配置策略和算法，分别向各信息发布端发布准确、合理的停车信息。
GPRs（General Packet Radio Service）即通用分组无线业务，是在现有GSM网络基础上发展起来的分组交换系统，与因特网或企业网相连，向移动客户提供丰富的数据业务，是现阶段解决移动通信信息服务的一种较完善的技术方案。GPRS网络部分主要包括MODEM拨号部分、LCP协商部分、IPCP协商部分、查找UDP包部分、UDP解包部分、UDP包发送部分等。
Zigbee技术是一组基于IEEE批准通过的802.15.4无线标准研制开发的组网、安全和应用软件方面的技术标准，也是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。基于高性能的CC2430ZigBee芯片，采用低功耗设计，支持多级休眠和唤醒模式，最大限度降低功耗，电源输入电压为2.0～3.6 V）。Zigbee技术具有安全性高、实现成本低、延时短等特点。
2.4停车场内导引屏显示设计
LED导引屏是用户体验的重要组成部分，准确的LED导引能使驾驶员方便的找到合适的车位，及时显示停车场内的空余车位数，并将空余车位位置显示在LED屏上，便于驾驶员在最短时间内选择合理路径进行停车，减少了驾驶员寻找车位的时间消耗，同时也提高了停车泊位的利用率。LED导引屏设计如图3所示。 2.5停车导引APP设计
停车导引APP为驾驶员选择合适的停车位带来了便利。驾驶员只需要在系统中输入停车场周边设施的信息，系统就可以根据以上这些信息向数据处理计算机发出查询请求，并给用户计算出最好的停车场及泊位来，最后进行相关泊位的预定处理，从而减少驾驶员在路边打
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探、寻找停车位的时间，也缓解了驾驶员无法停靠产生的急躁心理。停车导引APP的应用，完善了整个城市的交通系统，改善了城市环境，为车辆出行提供便利。基于百度地图API开发的停车导引APP包括用户管理模块、停车库位置显示模块、空余车位查询模块、路径规划导引模块、收费标准及车位预订模块，其功能架构框图如图4所：示。该停车导引APP可以实现区域停车场空余车位数显示、车位预订与结算功能分别如图5、6所示。 3系统分析与总结
本系统分为2级控制，第一级为集中控制，实现了数据集中、管理集中，具有较高的安全性，而且控制简单便捷，第二级为分布式控制，可以分别实现各模块及区域化的管理。 本系统采用2级导引，第一级为将采集过来的停车位/场空位信息及时传输到车库入口处的导引屏，为驾驶员提供全面立体的停车信息，第二级为将静态的区域街道路径和动态的停车场空闲车位信息发布移动终端上，实现停车场位置、停车场空余车位数及停车场收费标准等查询，并实现路径导引和车位预订。
本系统可以作为城市智能交通的组成部分，能提高停车泊位的利用率，促使停车设施利用的均衡化，减少等待入库排队的车辆和驾驶员寻找停车泊位的时间消耗，从而缓解城市停车难问题，减少交通管理部门的管理成本。
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