基于车载自组织网络的智能寻车位系统设计*

宋丹妮 冯海霞

（武汉华夏理工学院）

随着时代发展和人民生活水平的提高，私家车拥有量急剧增加，不仅给城市交通增加了负担，也使得汽车和停车位之间产生了愈来愈明显的矛盾，尤其在大型商场、超市等地最为突出，给人们的出行带来了极大的不便。目前绝大多数停车场都是车主进去后漫无目的地寻找车位，这样不仅影响停车时间，还会导致停车场内堵塞甚至更严重的问题[1]。现在市场上大多数采用的是APP与无线网连接的方式对停车场空位进行定位，文章在现有技术的基础上进行优化改进，设计出一款能够让车主高效率地找到停车位置的车载自组织网络智能寻车位系统[2]，通过该系统驾驶员在停车场外面就能知道里面空留车位的数量和车位，并且还具有在线预约功能，极大地提高了车主的停车效率和停车场地的有效利用率，解决了停车混乱的问题。

1 国内停车场智能管理系统现状

1.1 国内停车场采用的智能寻车位系统

目前通常使用的寻车位系统是采用通过超声波检测距离来判断停车场中是否有停车位，主要是通过蓝牙[3]进行短距离无线传输，并将其信号传递给控制终端[4]，从而使控制终端对数据进行分析后把情况公布到手机特定的APP系统中[5]，手机读取二维码后会显示停车位，取车时会通过GPS定位找到自己的车。

还有一种寻车位系统，采用在每个车位的上方都安装超声波探头，系统通过探头对该车位是否有车停放进行监控，如有空车位则系统将数据发布到通道显示屏上，从而车主可以根据停车场显示屏幕上的空车位进行汽车停放[6]。

1.2 国内停车场采用的智能寻车位系统存在问题分析

目前，中国的智能停车场尚处于起步阶段，面临着2个方面的问题。

1）设备成本高。不同的地方根据其地理位置的不同，会采用不同性质的智能停车场系统，比较高档一些的地方会采用车位引导、场内监控、自动抓拍及蓝牙系统[7]，而这些设备中全进口和全国产的配置价格相差2～5倍，也就是说，一个完善的停车系统也许需要花费上百万元人民币。

2）技术落后。与国外的技术相比，国内的技术可能稍有落后，因为现在国外的产品很少采用机械传动，自然故障率就会降低。而且，当采用较复杂的智能监测系统时，出现故障后维修也会很困难[8]。

根据以上对停车场内智能系统存在的问题分析可知，最好的解决办法就是采用一种造价不高、使用方便、不会造成资源浪费而又行之有效的完整的网络系统。

2 车载自组织网络智能寻车位系统设计

2.1 车载自组织网络智能寻车位系统工作原理

车载自组织网络是一种特殊的网络，它以配备有无线感应设备或者接口的汽车为节点，为临近汽车建立实时或者非实时的短距离通信。通过市场调研，在车载自组织网络系统基础上，设计了新的智能寻车位系统，该系统包括车位实时监控模块、无线路由器模块及智能终端模块。其中车位实时监控模块和无线路由器模块充当这种特殊的网络，智能终端模块充当汽车的无线感应设备，通过3大模块的相互作用完成智能寻车位的工作。当汽车进入停车场监测区域时，停车场内的若干无线路由器就会与汽车形成一个自组织网络，停车场车位实时监控模块的摄像头检测到视野内所存在的空置车位，就将检测到的车位信息进行处理后发送给进入停车场内需要停车的所有汽车的车载通信模块[9]，再将接收到的数据实时地显示到汽车的显示模块上[10]，进入停车场需要停车的驾驶人员即可以通过触摸屏来选择一个合适的车位，并在去往所选择的车位之前，利用车载通信模块将选择的车位信息通过无线路由器推送给停车场内的每一个车载通信模块，车载通信模块接收信息后，通过处理并在显示模块上显示出来该车位已经被选择。采用这种车载自组织网络系统，可以避免驾驶员一直在停车场内绕行寻找车位，也避免了停车场内出现拥堵现象，给人们的日常出行带来了很大的方便。

2.2 车载自组织网络智能寻车位系统模块设计

车载自组织网络智能寻车位系统包括安装在汽车上的智能终端模块、无线路由器模块及停车场车位实时监控模块，如图1所示。其中智能终端的GPRS定位模块、车载通信模块及显示模块均与中央处理模块连接。显示模块为LED触摸屏；无线路由器模块包括存储器、处理器及转发器，它们分别和总线连接；停车场车位实时监控模块的模数转换器是安装在摄像头上的。

图1 车载自组织网络智能寻车位系统结构示意图

根据上述的工作原理，对系统进行详细的模块设计。

2.2.1 车位实时监控模块

此模块由摄像头、模数转换器、信号收发模块及DSP模块4个部分组成。摄像头安装在停车场内部，需要数量若干，用于实时监测停车场车位的使用情况。模数转换器安装在每一个摄像头上，将摄像头上的图像信号转换成数字信号。DSP模块接收来自模数转换器的数字信号[11]，并自动处理成所需要的数字信号，便于信号收发模块的信号收发。

2.2.2 无线路由器模块

无线路由器模块包括存储器、处理器及转发器，它们分别和总线连接。在本设计中无线路由器的主要作用是为停车场提供无线网络覆盖及实现车载通信模块与信号收发模块之间的无线连接，以便于将停车场内的实时状况发送到智能终端模块[12]，并接收智能终端模块的信息，来综合处理分配信息。此总线采用100 M以太网局域网、802.11a/c（802.11是WLAN协议，a/c为目前最快的网络）；其中以太网与各网之间进行无缝连接，中间不需要任何格式转换，可以提高运行效率，方便管理，降低成本。

2.2.3 智能终端模块

智能终端模块由车载通信模块、中央处理模块、GPRS定位模块及显示模块组成。车载通信模块和无线路由器模块连接，将无线路由器的信息接收到中央处理器模块，根据GPRS定位模块提供的信息，中央处理器模块处理出来的信息在显示模块上显示出来，车主通过显示模块快速地寻找并预定车位。

3 结论

为解决停车难的问题，设计了一款新型智能寻车位系统，该系统通过智能终端模块、无线路由器模块及车位实时监控模块的结合运用，能够简单易行地将停车场内的信息反馈给车主，避免了车主在停车场内一直绕行寻找车位，也避免了停车场内出现拥堵现象，给人们日常出行带来了极大的方便。同时对原有的技术进行了改进，没有采用手机APP系统，而是直接利用车上的设备与停车场内的无线路由器以及监控系统形成一个自组织网络，既节省了车主使用手机定位的繁琐，又能充分地利用汽车本身的设备，达到合理利用资源的目的，更好地解决了停车场的一系列问题。