室内停车场泊车定位与通信系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着社会经济的发展，人们的生活水平不断提高，汽车已越来越多的进入家庭，汽车消费时代已悄然来临。根据公安部交管部门对外发布的统计数据，2020年全国机动车保有量达3.72亿辆，其中汽车2.81亿辆；机动车驾驶人达4.56亿人，其中汽车驾驶人4.18亿人。2020年全国新注册登记机动车3328万辆，新领证驾驶人2231万人。随着私家车的数量越来越多，车主驾车出行的频率呈逐年高速增长趋势，城市交通负荷越来越重，对停车位的需求越来越大，而城市内停车场数量不足、分布不均，最终导致了“停车难”的现象。与此同时，人们对出行、停车便利性的要求越来越高。

由于目前传统的停车场配套设施的之后以及设计的缺陷，使车主停车效率很低，传统停车场经常出现以下问题：（1）停车场附近没有显示车位余量信息，车主无法得知停车场是否停满，进入停车场后若发现停车位余量不足，原路返回易导致停车场出入口出现拥堵；（2）车主进入停车场后无法快速找到车位，在停车场本身道路不宽敞的情况下，多辆车相遇容易导致停车场内道路拥堵；（3）传统人工引导停车，效率较低且人力成本较高，不利于综合管理；（4）停车场信息不公开，停车场资源分布不均，车位利用率低导致资源浪费等。

为了有效解决以上问题，针对现有室内停车场的停车管理系统进行功能拓展，在充分利用室内停车场原有资源实现车辆停车管理的基础上，扩展室内停车场的车位诱导功能，智能化的诱导车主快速选位泊车，既提高车位利用率又节省车主停车时间，以提高停车场的综合管理效率和服务质量。利用互联网技术、无线通信技术、传感器技术、wifi定位导航技术、手机app开发技术和计算机技术等建立智能停车场系统。智能停车场系统由多个方面组成，车位余量显示、车位选择、规划最佳路径、车辆进出停车场停车位的引导和泊车诱导等，各个子系统相互关联，协调运行。其中最重要的是停车场wifi定位系统。停车场泊车引导系统是帮助车主在最短的时间内找到停车位，并且以最合理的路径带领车主找到停车位，在车主返回停车场时，系统可以帮助车主尽快找到车辆停放的区域。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

设计一个基于wifi定位技术的室内停车场泊车定位与通信系统，实现室内停车场内车位查询、车辆信息及规划相应最佳行驶的线路信息等功能。对wifi定位技术进行分析，并在这一技术的基础上来达到定位导航目的；对停车场地形的绘制；选定适用于该系统的路径算法，并把运用到路径规划中去；利用wifi定位技术，设计了基于android studio的开发环境设计了一款停车场导航手机客户端app，并制定了通信协议和服务接口；通过客户端app为用户提供场内车位查询、车位选择以及规划相应最佳行驶的线路信息，实现图形化界面的停车定位导航；根据系统需求搭建了服务器端，建立服务器端与手机端无线通信机制；建立了停车场 位置指纹数据库，完成数据库表存储结构和对外提供的功能接口方法，可实现对停车场信息的管理。

预期目标：

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

室内停车场泊车定位与通信系统的总体框架如图1所示。当单片机启动后，车位超声检测模块负责检测车位占用情况；参考节点模块的功能是将有线网络转换为特定范围的无线网络。 对于特定的无线接入点，它可以形成特定范围的无线局域网，并为该区域中的移动终端提供无线网络；车辆的 WiFi定位模块，即车辆的 WiFi定位终端，可接收来自参考节点的非定向 WiFi信号；当系统工作出现问题时，报警模块可报警； LCD显示模块可显示车位的检测结果。

图1 系统的总体框架图

室内停车场泊车定位与通信系统的软件结构图如图2所示。主要由四个模块组成，分别为超声波车位检测模块、LCD显示模块、图形化展示模块。超声波车位检测模块子程序：单片机收到超声波传感器发送的信号，从而得到车位余量信息。LCD显示模块子程序：LCD可以显示出当前车位的剩余信息。WiFi定位模块子程序：通过WiFi模块和单片机实现车辆的定位。图形化展示模块：通过Android Studio实现界面。

图2 智能化室内停车场泊车系统软件结构图

智能化室内停车场泊车系统软件流程图如图3所示。通过 WIFI 模块获取实时车辆的坐标、移动方向等信息，发送给Android操作系统显示定位数据信息，然后搜索停车场里就近的停车位。软件应用系统具有显示当前位置信息、查看就近停车位、查看车主的停车位等功能。

图3 智能化室内停车场泊车系统软件流程图

研究步骤：

（1）对国内外和定位技术相关的文献资料进行了查阅，介绍了同类室内定位技术的优 缺点，着重分析了 WIFI 定位技术；对其研究现状以及研究背景进行了阐述。

（2）明确设计目标，检查系统能否完成预期目标，作出相应的改进，并对所需的元器件进行选型和购买。

（3）搭建仿真平台设计仿真实例来观察可行性。

（4）完成软硬件系统的设计搭建软硬件平台，测试相关功能和调试软件。

4. 参考文献

[1]机器人技术及其应用，谢存禧主编. 机械工业出版社.2005

[2]基于单片机的智能系统设计与实现，沈红卫著.电子工业出版社.2005

[3]计算机图像处理与识别技术，王耀南主编，高等教育出版社.2001

5. 计划与进度安排

（1）2021.2.24—2021.3.31查阅资料，撰写开题报告；

（2）2021.4.1—2021.4.20硬件功能分析，熟悉单片机系统指令及编程语言；

（3）2021.4.21—2021.5.10设计电路原理图、编制应用程序；