Ibeacon 的停车车位寻找及取车导航系统的研究

胡正凯，李锐振，王景双

(1. 华北理工大学 电气工程学院，河北 唐山 063210；2. 华北理工大学 电子科技实验室，河北 唐山 063210)

0 引言

随着人口和城市化的不断扩大，停车场特别是地下停车场越来越多，停车场最大的特点就是找车位难、停车难。对于环境复杂的停车场或是比较大的停车场，车主很难找到一个车位并快速地停车，出停车场的时候也不容易快速地找到出去的路。大部分的时间，车主都在停车场里绕来绕去，浪费很多精力和时间。并且地下停车场结构布局相似，即使在指导所停车位的情况下，车主也很容易迷路。为解决此问题，本文研究内容属于智慧停车场类型，建立了一个一体化的停车场后台管理系统。

实现停车场停车自动导航、在线支付停车费，自动导航寻车的智能一体化服务，全面铺设全自动化泊车管理系统，合理疏导车流，给车主带来最大的便利，同时也大大节省了车主在停车场浪费的时间，最大程度为车主减少支出。解决了找车难，停车难的问题，同时提高停车场的工作效率，使地下停车场服务更价智能和高效。

随着城市中各种车辆的增多，对停车设施的需求量不断增加，因此出现了停车需求与停车空间不足、停车空间扩展与城市用地不足的矛盾。为了继续扩大城市停车空间，采用停车设施地下化的方法，即建立地下停车场。其主要优点有两方面：第一，可以在地下空间狭窄的情况下提供大量车位。第二，节省城市用地，可以在经济合理的条件下满足城市的停车需求。

目前，地下停车场由于缺少停车引导系统存在着一定局限性。

（1）车位利用率低下，场内到底还有多少空车位，管理者对此知之甚少，只能靠人工勘察来统计，耗时耗力。由此看来，引入智能管理是必然趋势

（2）车主进入车场后无法迅速的找到空车位停放车辆，只能在场内无序流动中人工寻找空余车位，不但占用场内车道资源，浪费时间降低效率，甚至造成场内交通拥堵现象。

（3）地下停车场光线较弱且构造相似，造成车主停车难的问题。并且在使用完车位后，寻车也成了问题。

为解决这些问题，本文研究了智慧停车场的类型，在停车场通过ibeacon 和蓝牙，连接进入停车场的智能手机，建立了一个一体化的停车场后台管理系统。该系统以语音导航为主，指引车主停车和取车，用户全程只需点击停车和取车即可完成全部停取车的工作，操作简单。

1 Ibeacon 系统的介绍

本系统所述ibeacon 发射器设备网络向移动终端发射蓝牙信号[1]，移动终端与服务器无线连接，后台管理系统与服务器有线连接；停车检测装置与服务器无线连接。

服务器主要包括处理模块，根据接收到的移动终端信息做出信息处理；存储模块，存储车辆的位置信息、车位的使用情况、车位的编号信息、停车场的名称信息、ibeacon 发射器的位置信息、ibeacon发射器的编号信息，停车检测装置的位置信息、编号信息和停车场的平面图信息。

ibeacon 发射器设备网络包括多个带有标号的ibeacon 发射器安放在车道拐角以及车位处，ibeacon发射器辐射范围可重叠。多个ibeacon 发射器设备发射信号，移动终端设备接受定位的距离信号信号及ibeacon 发射器的编号信息，再由移动终端汇总通过无线上传至服务器。移动终端接收ibeacon 发射器的RSSI 值由于反射波等影响，信号在上下波动，并且无法确定其ibeacon 发射器的方位信号。所以，多台ibeacon 发射器（至少两台）向移动终端发射蓝牙信号[2]。

停车监测装置包括红外线收发设备[6]或摄像头及信息采集电路。通过停车监测装置检测[7]车位是否停放车辆，并将车位的使用情况上传至服务器。所述车位的使用情况信息主要用于后台管理系统分析车位的使用情况，并与其他信息结合计算出最佳路线。

后台管理系统是所述基于ibeacon 的停车车位寻找及取车导航系统总的控制中心，主要用于对服务器里记录停车场车位使用情况以及剩余车位[8]的具体信息、停车场所有停放车辆的具体位置信息进行管理分析并计算出导航线路图指引信息；所述导航线路图指引信息是在所述后台管理系统生成的，所述后台管理系统根据服务器中存储模块的车辆的位置信息[3]、车位的使用情况、车位的编号信息、停车场的名称信息、ibeacon 发射器的位置信息、ibeacon 发射器的编号信息，停车检测装置[9]的位置信息、编号信息和停车场的平面图信息计算出最佳路径，生成最佳的空余停车位以及针对这特定的停车位进行路线指引的导航线路图，最后将所述路径信息通过无线互联网络发送至用户移动终端。所述最佳导引路径是将服务器中的车辆的位置信号与预定车位的位置信息汇总放入上述的离线停车场平面图之中，经过智能化的编程实时计算最佳指引的导航线路图。

用移动终端包括离线电子地图、智能停车寻车导航APP、指南针、重力感应器、加速度感应器和陀螺仪，所述离线电子地图是用户在下载智能停车[4]寻车导航APP 时，自由选择下载的离线停车场停车位平面地图；所述指南针用于计算用户的行驶方向，所述陀螺仪、重力感应器与加速度感应器判断汽车行驶速度和行驶角度，如上坡下坡起步停车等；所述移动终端还用于将接收到的后台管理系统发送的路径信息或智能停车寻车导航 APP 根据离线电子地图通过声音和或影像的方式推送的路径信息呈现给用户；所述下载的离线停车场停车位平面地图包括停车场的名称、停车场的经纬度、停车场的楼层信息、停车场每个车位的位置信息、停车场每个车位的车位号特征信息、停车场中道路信息、停车场设施信息。

具体的结构如图1。

该系统的特点主要有：

（1）停车场的出入识别系统都连接到同一个系统后台，用户可以通过手机号登录到这个系统查看所有停车场信息，系统接收用户的预约申 请，将预约申请指令下发至所要预约的车位，并即时将操作结果提示用户是否有车位，能否预定等情况。

（2）进出口自动识别放行：无需人工取卡登记，车位可直接通过手机预约，进入停车场时，自动扫描手机预约的停车许可证，自动识别身份放行。离开停车场时，手机自动结算费用，付费成功即可离开。

图1 Ibeacon 系统的结构图 Fig.1 Structural diagram of Ibeacon system

2 Ibeacon 系统的实施方法

2.1 实施流程图

图2 Ibeacon 系统的实施流程图 Fig.2 Implementation flow chart of Ibeacon system

2.2 结合具体实施例的详细说明

（1）根据停车场的具体情况布置ibeacon 发射器设备网络，ibeacon 发射器一般安放在车道拐角以及车位，ibeacon 发射器的辐射范围可覆盖。

（2）在每个车位布置停车检测装置。

（3）在云端架设服务器及后台管理系统。

（4）车主在移动终端app上注册机登陆，上传一定的车辆信息，下载的离线停车场停车位平面地图。并在终端上预约停车位，通过无线连接上传至服务器。

（5）车辆进入停车场，ibeacon 网络的多个ibeacon 发射器设备通过蓝牙与移动终端互联，由移动终端通过无线连接将车辆位置信息汇总上传至服务器。

（6）停车监测装置通过红外线或摄像头检测停车位有无车辆，通过无线连接将车位信息汇总上传至服务器。

（7）服务器将车辆信息、车位使用情况信息，停车场平面图等信息汇总[5]，经后台管理系统计算出最佳路径，生成最佳的空余停车位以及针对这特定的停车位进行路线指引的导航线路图，最后将所述路径信息以声音、图像的方式通过无线互联网络发送至用户移动终端。

（8）后台管理系统经多方信息汇总分析，防止多个车位被预约、车位被占的的情况。

（9）当一辆车占用量2 个停车位使其他车辆无法停入时，或占用临车位一小部分，小车还可停入，那么此时忽略其干扰。若车辆如法停入，则报告系统，重新分配车位。

（10）用户返回停车场找寻车辆停放具体位置信息时，用户向服务器发出指令，该系统可根据用户位置为客户导航。开车出停车场的时候，由上述（4）（5）（6）将路径信息通过无线互联网络发送至用户移动终端[10]。

图3 实施场地俯视图 Fig.3 Implementing site overhead view

3 结论

本文通过对ibeacon 系统的应用，应用停车检测装置，后台管理系统，以及在停车场通过布置ibeacon和蓝牙，连接进入停车场的智能手机，实现了停车场停车自动导航、在线支付停车费，自动导航寻车的智能一体化服务，合理疏导车流，自动导航寻车的智能一体化服务，全面铺设全自动化泊车管理系统，给车主带来最大的便利，同时也大大节省了车主在停车场浪费的时间，最大程度为车主减少支出。该系统以语音导航为主，指引车主停车和取车，用户全程只需点击停车和取车即可完成全部停取车的工作，操作简单。在很大程度上解决了车主找车位难、停车难等问题。