基于二維碼的停車(chē)場(chǎng)反向?qū)ぼ?chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0 引 言

隨著人們生活水平的不斷進(jìn)步和汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，汽車(chē)數(shù)量呈現(xiàn)“井噴式”增長(zhǎng)。汽車(chē)數(shù)量的不斷增加使得“停車(chē)場(chǎng)擁堵”現(xiàn)象加劇，尤其是在商場(chǎng)、醫(yī)院、火車(chē)站、飛機(jī)場(chǎng)和大型超市等公共場(chǎng)合，駕駛員常常繞著停車(chē)場(chǎng)駕駛幾圈才能等到一個(gè)空的停車(chē)位。為解決“停車(chē)難”的問(wèn)題，城市興建了大量的停車(chē)場(chǎng)，并不斷擴(kuò)大停車(chē)場(chǎng)規(guī)模。這些措施在有效緩解“停車(chē)難”問(wèn)題的同時(shí)，也帶來(lái)了“找車(chē)難”的問(wèn)題。

在大型停車(chē)場(chǎng)中，車(chē)位數(shù)以千百計(jì)，車(chē)輛密集排列，標(biāo)志物大都相同，方向難以辨別，駕駛?cè)私?jīng)常需要花費(fèi)大量時(shí)間尋找車(chē)輛，這種現(xiàn)象既降低了車(chē)輛流轉(zhuǎn)的效率，也浪費(fèi)了駕駛?cè)说膶氋F時(shí)間，降低了滿(mǎn)意度。因此，近年來(lái)，立足于解決停車(chē)場(chǎng)“找車(chē)難”問(wèn)題的反向?qū)ぼ?chē)系統(tǒng)已逐漸成為相關(guān)企業(yè)的關(guān)注點(diǎn) [1-11]，隨著市場(chǎng)需求的不斷擴(kuò)大，開(kāi)發(fā)一種低成本、部署簡(jiǎn)單、使用方便的反向?qū)ぼ?chē)系統(tǒng)已迫在眉睫。

目前的反向?qū)ぼ?chē)系統(tǒng)主要有刷卡尋車(chē)系統(tǒng) [1]、基于視頻識(shí)別的尋車(chē)系統(tǒng)[2,3] 和基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)定位的尋車(chē)系統(tǒng)[4]。

（1）刷卡尋車(chē)系統(tǒng)

首先在停車(chē)場(chǎng)內(nèi)設(shè)置多個(gè)定位終端，用戶(hù)停好車(chē)后，使用停車(chē)卡在附近的定位終端上刷卡，系統(tǒng)將停車(chē)卡及其定位終端的位置相關(guān)聯(lián)并記錄在服務(wù)器中，當(dāng)用戶(hù)開(kāi)始尋車(chē)時(shí)，可使用停車(chē)卡在查詢(xún)終端上刷卡查詢(xún)車(chē)輛位置。與刷卡尋車(chē)系統(tǒng)相似的還有條形碼尋車(chē)系統(tǒng)[5]，用戶(hù)停車(chē)后在附近的條形碼生成終端上生成一個(gè)條形碼并隨身攜帶，尋車(chē)時(shí)可通過(guò)查詢(xún)終端讀取條形碼獲得車(chē)輛的具體位置。上述兩種尋車(chē)方式需要用戶(hù)隨身攜帶停車(chē)卡/ 條形碼等輔助物品，當(dāng)該輔助物品丟失時(shí)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能尋車(chē) ；且停車(chē)場(chǎng)內(nèi)需要布置定位終端、查詢(xún)終端、服務(wù)器等設(shè)備，硬件成本較高，部署較為困難。

(2) 基于視頻識(shí)別的尋車(chē)系統(tǒng)

該系統(tǒng)通過(guò)在每個(gè)車(chē)位的前上方安裝攝像頭，通過(guò)車(chē)牌識(shí)別算法獲得車(chē)輛的車(chē)牌號(hào)碼。尋車(chē)時(shí)，駕駛?cè)嗽诓樵?xún)終端上輸入車(chē)牌號(hào)碼，可以獲知車(chē)輛的位置。這種尋車(chē)方式，用戶(hù)不需要攜帶卡、條形碼等輔助識(shí)別物品，操作簡(jiǎn)單，使用方便， 但是需要安裝大量攝像頭和查詢(xún)終端，系統(tǒng)硬件成本高，部署復(fù)雜。

(3) 基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)定位的尋車(chē)系統(tǒng)

基于WiFi 定位的尋車(chē)系統(tǒng)，系統(tǒng)主要硬件包括布置在停車(chē)場(chǎng)內(nèi)的WiFi 基站、服務(wù)器以及用戶(hù)隨身攜帶的具備WiFi 模塊的智能設(shè)備。用戶(hù)停車(chē)后，運(yùn)行在智能設(shè)備上的軟件將設(shè)備與各個(gè)基站的無(wú)線(xiàn)信號(hào)級(jí)別發(fā)送至服務(wù)器，服務(wù)器軟件通過(guò)定位算法計(jì)算設(shè)備位置 ；尋車(chē)時(shí)，用戶(hù)可通過(guò)智能設(shè)備上的軟件查詢(xún)車(chē)輛位置。除WiFi 定位外，藍(lán)牙也是常用的一種定位方式?；跓o(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)定位的尋車(chē)方式不需要用戶(hù)攜帶卡、條形碼等輔助物品，操作簡(jiǎn)單，但是定位算法對(duì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的要求較高，為滿(mǎn)足較高的定位精度，需要增加網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的密集度，將會(huì)增加系統(tǒng)硬件成本和提高部署復(fù)雜度。

本文提出的基于二維碼的停車(chē)場(chǎng)反向?qū)ぼ?chē)系統(tǒng)借鑒現(xiàn)有尋車(chē)系統(tǒng)的技術(shù)，力求在減少系統(tǒng)成本、降低系統(tǒng)部署復(fù)雜度、提高用戶(hù)滿(mǎn)意度上有所突破。系統(tǒng)首先在停車(chē)場(chǎng)中布置多個(gè)二維碼，并在服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)中保存各個(gè)二維碼在停車(chē)場(chǎng)中的位置。當(dāng)用戶(hù)停車(chē)后，使用智能手機(jī)掃描附近的二維碼，并將二維碼的內(nèi)容發(fā)送至服務(wù)器查詢(xún)，即可得到車(chē)在停車(chē)場(chǎng)中的位置 ；尋車(chē)時(shí)，同樣掃描附近的二維碼，通過(guò)服務(wù)器獲得用戶(hù)的當(dāng)前位置，智能手機(jī)通過(guò)地圖直觀地展示車(chē)與人在停車(chē)場(chǎng)中的具體位置。這種停車(chē)方式只需要在停車(chē)場(chǎng)中粘貼多個(gè)二維碼，多個(gè)停車(chē)場(chǎng)共用一個(gè)服務(wù)器，硬件成本非常低，方便使用，部署簡(jiǎn)單。

1 基于二維碼的停車(chē)場(chǎng)反向?qū)ぼ?chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖 1 所示是基于二維碼的停車(chē)場(chǎng)反向?qū)ぼ?chē)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。由圖可見(jiàn)，本系統(tǒng)包括停車(chē)場(chǎng)中的二維碼、用戶(hù)智能手機(jī)客戶(hù)端和服務(wù)器端。每個(gè)停車(chē)場(chǎng)中都分布一定數(shù)量的二維碼，多個(gè)停車(chē)場(chǎng)可共用一個(gè)服務(wù)器，用戶(hù)通過(guò)智能手機(jī)上的App 實(shí)現(xiàn)反向?qū)ぼ?chē)。

具體地，將圖中所示的二維碼粘貼在停車(chē)場(chǎng)中，智能手 機(jī)客戶(hù)端上的 App 可以?huà)呙瓒S碼的內(nèi)容，并通過(guò) 3G/WiFi 網(wǎng)絡(luò)傳送至服務(wù)器端，服務(wù)器查詢(xún)到該二維碼對(duì)應(yīng)的位置后， 將該二維碼所在停車(chē)場(chǎng)對(duì)應(yīng)的地圖以及二維碼的位置返回給 手機(jī) App，手機(jī) App 將該二維碼的位置在停車(chē)場(chǎng)地圖上展示 給用戶(hù)，方便用戶(hù)找到車(chē)輛。系統(tǒng)中二維碼的密集度與定位精 度有關(guān)，密度越大，定位越準(zhǔn)確，但是二維碼數(shù)量的增加將 使得數(shù)據(jù)庫(kù)增大。

1.2 二維碼設(shè)計(jì) 

圖 2 所示內(nèi)容為“00010011120023”的二維碼，該二維 碼代表的是編號(hào)為“0001”的城市、編號(hào)為“0011”的停車(chē)場(chǎng) 地下二層中編號(hào)為“0023”的二維碼粘貼的位置。

本系統(tǒng)中，二維碼包含的序列信息唯一確定了它所粘貼 的位置。二維碼序列被設(shè)計(jì)為一個(gè)由14 個(gè) 0~9 的數(shù)字組成的 數(shù)字串，包括城市編號(hào)、停車(chē)場(chǎng)編號(hào)、停車(chē)場(chǎng)層數(shù)編號(hào)和二 維碼編號(hào)，具體見(jiàn)表 1 所列。 

1.3 智能手機(jī)客戶(hù)端

 智能手機(jī) App 是本系統(tǒng)的重要組成部分，它主要負(fù)責(zé)以 下工作 ： 

（1）用戶(hù)停車(chē)后，使用 App 掃描車(chē)附近二維碼，并將該二維碼內(nèi)容發(fā)送至服務(wù)器 ； 

（2）用戶(hù)尋車(chē)時(shí)，使用 App 掃描用戶(hù)附近二維碼，并將 該二維碼內(nèi)容發(fā)送至服務(wù)器 ； 

（3）從服務(wù)器獲得停車(chē)場(chǎng)地圖、用戶(hù)和車(chē)在停車(chē)場(chǎng)的位置， 將上述位置信息可視化展示給用戶(hù)。

圖 3 所示的是智能手機(jī) App 的工作流程圖，當(dāng)用戶(hù)需要 尋車(chē)時(shí)，打開(kāi) App，操作 App 掃描二維碼標(biāo)記用戶(hù)的位置， 并獲得車(chē)和用戶(hù)的位置 ；當(dāng)用戶(hù)剛停好車(chē)，需要標(biāo)記車(chē)的位 置時(shí)，掃描車(chē)輛附近二維碼，標(biāo)記車(chē)輛的位置。

1.4 服務(wù)器 

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，多個(gè)停車(chē)場(chǎng)可共享一臺(tái)服務(wù)器。服務(wù)器 一方面負(fù)責(zé)存儲(chǔ)各個(gè)停車(chē)場(chǎng)信息，包括停車(chē)場(chǎng)的編號(hào)、名稱(chēng)、 所在位置、地圖以及停車(chē)場(chǎng)內(nèi)各個(gè)二維碼粘貼的位置 ；另一方 面，運(yùn)行在服務(wù)器端的程序還通過(guò) Web Service 接口與智能手 機(jī)客戶(hù)端交互，智能手機(jī)客戶(hù)端發(fā)送二維碼的內(nèi)容，即可獲 得該二維碼的位置信息，以及二維碼所屬停車(chē)場(chǎng)的地圖。

 2 結(jié) 語(yǔ)

本文提出了一種基于二維碼的停車(chē)場(chǎng)反向?qū)ぼ?chē)系統(tǒng)，由 停車(chē)場(chǎng)中的二維碼、用戶(hù)智能手機(jī)客戶(hù)端和服務(wù)器三部分組 成。在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，二維碼的生成與制作、部署成本極低， 各個(gè)停車(chē)場(chǎng)之間共享服務(wù)器，智能手機(jī)是用戶(hù)自身?yè)碛械脑O(shè)備。 因此，與現(xiàn)有的停車(chē)場(chǎng)反向?qū)ぼ?chē)系統(tǒng)相比，基于二維碼的停車(chē) 場(chǎng)反向?qū)ぼ?chē)系統(tǒng)在成本和部署便捷方面具有不可比擬的優(yōu)點(diǎn) ； 另外，二維碼容錯(cuò)能力強(qiáng)、譯碼可靠性高，使得系統(tǒng)定位功能 更加準(zhǔn)確，且智能手機(jī)擁有良好的 UI 界面和優(yōu)良的可視化效 果，能夠顯著提高用戶(hù)的滿(mǎn)意度。