“互联网+智慧模式”的大中型停车场反向寻车系统

焦 健 阎春利 苟 琴 世文富 何贝宁 尚祖丞

（东北林业大学，黑龙江 哈尔滨 150040）

0 引言

目前，我国汽车保有量位于世界前列，而且处于不断增长的态势中，随之而来的是停车难的问题[1]。现阶段，我国已经通过修建大中型停车场、立体停车场等途径解决停车难的问题。但是，大中型停车场还存在找车难的问题，特别是在很多场馆的地下停车场，泊位多，区域广，有些还是多层的[2]。因此，如何管理这些大型停车场，以方便驾驶员停车、找车就成了需要关注的焦点问题。目前，市面上有很多大型停车场的智慧管理模式，但是受制于成本和便捷性，能够落地实现的很少[3-6]。因此，建立一种将互联网大数据优势、智能设备数量优势转化为城市智能交通一部分的停车场管理模式成为研究的重点。

1 反向寻车系统

1.1 反向寻车系统的工作原理

反向寻车系统的工作原理是基于微信小程序客户端和服务端2 个部分，客户端主要实现扫码登记个人信息、获取车位信息的功能。通过网络模块传输协议将小程序客户端与服务端连接起来，客户端发起请求携带数据，服务端对数据进行处理反馈，客户端接收服务端返回的参数进行解析，引入外部导航，处理并显示路径，最终给出导航并存入历史记录。在反向寻车界面进行登记（记录选择和引导），通过查询、计算在界面显示路径。从客户端将基本信息输入Andriod小程序，服务端从Android 小程序接收基本信息，在进行基本运算后传输结果并呈现给客户端，车主可按照导航寻找车位。系统原理如图1 所示。

图1 系统工作原理图

1.2 反向寻车系统的内容

1.2.1 位置信息存储

该系统包括停车场中的二维码、用户智能手机客户端和服务器端。每个停车场中都按照地图分布一定数量的二维码，多个停车场可共用1 个服务器，用户通过智能手机上的微信小程序实现反向寻车的功能。二维码粘贴在停车场中醒目的位置，智能手机客户端上的微信小程序可以扫描二维码的内容，并通过3G/Wi-Fi 网络传送至服务器端，服务器查询到该二维码对应的位置后，将该二维码所在停车场对应的地图以及二维码的位置返回给手机微信小程序，手机微信小程序将该二维码的位置在停车场地图上展示给用户，方便用户找到车辆。

1.2.2 建立车辆信息与位置信息的联系

在系统中，该停车场的多个停车位可共享1 台总服务器。一方面，服务器负责存储各个停车场车位信息，包括车位的编号、名称、所在位置、地图以及停车场内各个二维码黏贴的位置；另一方面，运行在服务器端的程序还通过Web Service 接口与智能手机微信小程序客户端进行交互，智能手机微信小程序扫描二维码的内容就可以获得该二维码的位置信息以及二维码所属停车场的地图。

在手机终端制作微信小程序并导入停车场的地图，将车辆信息与车位信息建立通信，通过小程序可以进行定位查询，同时可以查看停车场的立体图，实时显示车辆信息和查询者当前位置。

1.2.3 设计最短寻车路径

通过查询之前所存储的位置信息，手机终端的微信小程序会自动跳转到外部引用的地图软件，其最短路径采用典型的最短路径路由算法，计算1 个节点到其他所有节点的最短路径。主要特点是以起始点为中心向外层层扩展，直到扩展到终点为止。根据外部软件所提供的路径，实现最短路径寻车的功能。

1.2.4 确定定位精度

系统中二维码的密集度与定位精度有统计学意义，密度越大，定位越准确，但是二维码数量的增加将使数据库变大，这也增加了系统的不稳定性，因此将根据停车场的规模合理安排密度。同时，在二维码信息中包括停车场层数，可以解决垂直定位问题，导入地图和坐标可以解决位置精度和信号干扰的问题，实时查询可以解决寻车路径最短的问题。

1.2.5 各项应用测试

对方向感较差的用户来说，还存在导航地图与实际地形匹配困难的问题。此时，用户可以将起点位置的地图放大，沿着导航线路寻找最近的车位编号，并与地图上的车位编号对应，直到找到方向为止。

由于微信应用本身是跨平台的，因此该系统基于微信的所有功能在不同平台上都可正常实现。分别采用多台iOS 手机和Android 手机对该微信小程序进行测试，各功能均正常。结果表明，该系统适用于当前主流智能手机平台。

进行实地停车场模拟测试。在学校内寻找实际停车场，导入该停车场的地图，在显著位置布置二维码，实操模拟用户停车，在离开车辆一定复杂距离后返回，利用历史记录进行寻车操作，得到了良好的结果反馈，证明了该小程序的实用性。

1.3 反向寻车系统设计路线

反向寻车系统基于“互联网+智慧模式”的开发理念，智能手机终端是用户与服务器之间进行交互的硬件基础，在具备打开微信小程序的能力同时，还需要具有上网功能[7]。用户通过微信“扫一扫”功能对附近二维码进行识别，并通过微信小程序服务器、后台服务器和云地图服务器进行交互。

首先，使用“微信开发者工具”开发微信小程序，旨在支持移动端且维护成本低。其次，使用百度地图获取车位的地理位置，使用网上自制二维码工具编入车位编号以及车位地理位置信息，以形成对应的二维码。二维码存放位置信息放置在对应车位，直接定位车位，减少信息错误。再次，调用camera 组件，调用用户摄像头和相册，实现扫描二维码的功能，利用form 组件登记用户信息。用户停车后可扫码登记车牌号和姓名，实现一对一登记，高效快捷。从次，使用live-player 组件，在连接摄像头后可以实现直播的功能，实时视频播放，用户可以在手机端实时观察车辆状况。最后，借用百度、高德地圏API 直接使用外部App 导航。其主要优势是导航功能借助功能成熟的导航App。同时解决了最短路径规划和导航问题，进一步完成车位导航任务。

系统利用Java、CSS 以及HTML 等编程技术开发微信小程序。利用3Ds Max、Maya、ZBrush、UE 以及AE 等动画制作技术开发停车引导动画，建立停车场模型；采取二维码等信息处理技术储存信息，利用TCP/IP 协议传输信息，最终实现项目目标。设计过程如图2 所示。

2 反向寻车系统程序的构建过程

2.1 反向寻车系统模块及功能

反向寻车系统程序由4 个模块组成，分别是扫码登记模块、寻车导航模块、记录仪模块和历史记录模块。

2.1.1 扫码登记模块

该模块的构建过程如下：当用户在大中型停车场停车时，通过扫码登记模块输入车辆信息，与此同时，扫码即代表输入特定停车位，用户需要自行输入车牌号和姓名作为登记信息并进行保存，保存后在程序内的地图上即会标记该停车位。

其主要实现的程序如下。

2.1.2 寻车导航模块

当用户需要进行反向寻车时，单击寻车导航模块对该停车位进行位置导航，此时程序会跳转到外部导航软件。实现导航功能的程序如下。

2.1.3 记录仪模块

记录仪模块可以通过其连接的摄像头对停车位上的车辆进行监控。实现调用摄像头功能的程序如下。

2.1.4 历史记录模块

寻车完毕后会在历史记录上留存记录，历史纪录可以在反向停车功能服务结束后起到补充作用，成为车主因各种原因需要回到该停车点的依据，保留车主曾使用停车点的位置信息。实现由历史记录导航的功能的程序如下。

2.2 程序的运行

程序的运行步骤如下：1）打开程序进入主页面，如图3所示。2）单击车位导航界面，在默认输入该停车位后再输入个人信息，如图4 所示。在地图上标记的停车地位置信息如图5 所示。3）单击停车位自动链接到“App 导航”，如图6所示。接着，通过外部地图软件进行导航，如图7 所示。导航结束后将该点作为历史停车点进行存储，如图8 所示。

图3 系统界面

图4 信息输入

图5 显示停车

图6 App 导航

图7 寻车路线图

图8 历史记录查询

3 结语

通过该文设计的微信小程序实现了在大中型停车场反向寻车的目标，解决了用户“寻车难”的问题。通过现场试验可知，该文设计的寻车系统可以实现在手机终端上进行停车场反向寻车的功能，达到了最短路径反向寻车的目的，同时该程序应用简单、方便且快捷，达到了预期的目的。