王金龍+齊天+田楊萌+王宏偉+王彩霞

摘 要：為了充分利用私有車位，搭建了一個新型網(wǎng)上交易空閑車位的平臺。當(dāng)用戶需要停車時，打開手機(jī)端軟件就可以實時查詢目的地附近的空閑車位，然后通過軟件的即時通信功能實現(xiàn)與其所有者的交流和洽談，而后通過在線支付功能進(jìn)行交易，最后車位所有者可以使用軟件的車位遠(yuǎn)程控制功能打開自己的車位鎖，讓對方泊車入位，同一停車場內(nèi)采用ZigBee器件組網(wǎng)，節(jié)約能源。此系統(tǒng)大大節(jié)省了車主尋找車位的時間。

關(guān)鍵詞：車位共享；實時交流；遠(yuǎn)程控制；ZigBee器件

中圖分類號：TP271 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）11-00-02

0 引 言

隨著汽車的普及，汽車停車難問題逐漸顯現(xiàn)，目前很多城市的行政單位、商務(wù)辦公場所、飯店賓館、餐飲娛樂場所、車站碼頭、電影院、醫(yī)院、風(fēng)景名勝景區(qū)、公園、商業(yè)購物中心、大型批發(fā)市場、農(nóng)貿(mào)市場等大型公共場所的車位無法滿足人們的停車需求[1]。由于停車問題無法得到有效解決，車輛亂停亂放的現(xiàn)象隨之加劇?！巴＼囯y”緊跟“行車難”已成為當(dāng)前阻礙城市道路交通發(fā)展的又一普遍性問題。

鑒于以上現(xiàn)狀，我們搭建了一個新型網(wǎng)上交易空閑車位的平臺。利用該平臺，當(dāng)用戶需要停車時，打開手機(jī)端軟件就可立即查詢附近的空閑車位，然后通過軟件的即時通信功能實現(xiàn)與其所有者的交流和洽談，而后通過在線支付功能進(jìn)行交易，最后車位所有者可以使用軟件的車位遠(yuǎn)程控制功能打開自己的車位鎖，讓對方泊車入位。在臨時車輛離開時可以通知所有者關(guān)閉車位鎖，完成整個交易過程。同一停車場內(nèi)采用ZigBee器件組網(wǎng)，不僅節(jié)約能源，操作簡便，更大大節(jié)省了車主尋找車位的時間[2]。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及原理圖

圖1所示為系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)和原理框圖。硬件部分的設(shè)計基于STM32F407單片機(jī)，采用模塊化設(shè)計思想，由車位鎖、ZigBee器件、微處理器模塊、電源模塊等構(gòu)成。

軟件部分，基于Android系統(tǒng)開發(fā)的用戶專用App，分為兩種登錄模式，即車位擁有者和車位需求者模式。私家車位擁有者開車外出后，該車位進(jìn)入空閑狀態(tài)，此時用戶可通過App查詢，同時車位需求者抵達(dá)該目的地前可實時查詢該地區(qū)的車位空閑狀態(tài)，并通過App進(jìn)行車位租借。當(dāng)車位需求者與車位擁有者對租金達(dá)成一致后，可在線支付租金，支付完成后，車位擁有者通過App開啟該車位，供他人使用。

2 硬件設(shè)計

2.1 微控制器

STM32系列芯片是一款高性能、低功耗、高性價比的微控制芯片，在應(yīng)用開發(fā)模擬方面應(yīng)用廣泛。ARM-Cortex-M3內(nèi)核STM32F103“增強(qiáng)型”系列的時鐘頻率達(dá)72 MHz，相對于其他微控制芯片頻率較高，因此具有很大優(yōu)勢；較為低端的基本型時鐘頻率為36 MHz，價格低廉，基本與16位芯片價格持平。因此，目前STM32芯片是16位芯片產(chǎn)品用戶的最佳選擇。STM32F4系列單片機(jī)內(nèi)置32～128 K的閃存，不同于F1系列的是SRAM的最大容量和外設(shè)接口的組合。當(dāng)時鐘頻率為72 MHz時，從閃存執(zhí)行代碼，STM32功耗為36 mA，是目前市場上32位芯片功耗最低的產(chǎn)品， 0.5 mA/MHz[3，4]。其他同系列產(chǎn)品STM32F407是Cortex-M4最高168 MHz主頻帶DSP，外圍設(shè)備的擴(kuò)充量明顯增強(qiáng)，GPIO的功能選擇和精度都有很大提高。因此，為提高設(shè)備精確度，我們選用STM32F407作為主芯片。

2.2 WiFi模塊

WiFi模塊是近期適用范圍很廣的芯片，建立起WiFi通信連接后，可接收智能終端或云端服務(wù)器的無線信號，然后通過TCP/IP協(xié)議解析后，透過底層模塊框架將收到的信號傳遞給微控制器，以驅(qū)動各種外設(shè)[5]。

WiFi模塊采用慶科組件，EMW3080，工作電壓為3.3 V，外形尺寸為33 mm×18 mm。這是一款低功耗WiFi無線網(wǎng)絡(luò)模塊，它融合了業(yè)界最新的WiFi技術(shù)和微控制器技術(shù)，支持IEEE 802.11 b/g/n無線通信和多種節(jié)能模式，可廣泛運用于各種新型智能化電子產(chǎn)品。WiFi模塊需要在停車場連入網(wǎng)絡(luò)，以便與云端服務(wù)器通信，由于本設(shè)備只需要完成控制功能，所以在調(diào)試過程中可事先將其通信協(xié)議綁定好工作模式，無需次次解析協(xié)議，大大簡化了微控制器的工作內(nèi)容，節(jié)約了能源和時間。WiFi模塊通信方式如圖2所示。

2.3 ZigBee器件

隨著新一代技術(shù)的發(fā)展，無線通信技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。使用傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)組成系統(tǒng)往往要進(jìn)行大量布線，不僅成本較高，同時功耗和操作難度也高于無線通信。而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能彌補(bǔ)有線網(wǎng)絡(luò)的劣勢，近年來已成為國內(nèi)外的研究熱點[6]。ZigBee技術(shù)自ZigBee聯(lián)盟推出規(guī)范以來，便大量被各領(lǐng)域的大小企業(yè)及個人研究使用，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、家庭等領(lǐng)域。本系統(tǒng)在硬件設(shè)計方面使用TI公司生產(chǎn)的CC2530芯片作為無線通信節(jié)點的核心，實現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件的構(gòu)建[7]。

本系統(tǒng)只需控制機(jī)械車位鎖觸發(fā)開關(guān)，故只需要使用一位的數(shù)據(jù)傳輸，操作簡單，功耗低。ZigBee模塊工作方式如圖3所示。

3 軟件設(shè)計

為了實現(xiàn)移動終端軟件設(shè)計、定位與數(shù)據(jù)接收發(fā)送功能，文中采用Android系統(tǒng)實現(xiàn)移動終端軟件設(shè)計，通過封裝核心類實現(xiàn)多種控制功能。

UI設(shè)計主界面采取市面上最常用的ViewPager+Fragment設(shè)計，4個Fragment對應(yīng)4個主要功能模塊，如圖4所示。

（1） MapFragment主要顯示用戶附近帶特定車位鎖的停車場位置，點擊進(jìn)入二級界面后，顯示此停車場的具體車位情況。定位核心使用百度地圖Android定位的SDK中的LBS定位服務(wù)接口，結(jié)合手機(jī)方向傳感器共同作用。方向傳感器封裝在MyOrientationListener類中[8，9]。endprint

（2）CarFragment注冊顯示車輛信息，為增加使用的安全性，軟件均采用實名制。根據(jù)頁面提示填寫要查詢的車輛信息，如車牌號、發(fā)動機(jī)號碼、車架號等需進(jìn)行實名認(rèn)證。

（3）LockFragment功能為開關(guān)車位鎖，接入機(jī)智云的SDK，其中封裝了手機(jī)與機(jī)智云智能硬件的通信過程， SDK通過字典鍵值對方式進(jìn)行設(shè)備控制和狀態(tài)接收[10]。SDK接收到App下發(fā)的指令字后，對應(yīng)解析為設(shè)備可識別的數(shù)據(jù)，并發(fā)送給設(shè)備。

反之，SDK收到設(shè)備回復(fù)或上報的數(shù)據(jù)后，對應(yīng)解析為字典鍵值對上報給App，從而完成鎖的開關(guān)。

（4）MeFragment個人設(shè)置主界面具有支付、個人信息設(shè)置、緩存清理等功能，其核心為微信支付功能。

4 結(jié) 語

本文應(yīng)用典型的物聯(lián)網(wǎng)模式，將物、網(wǎng)、人充分結(jié)合組成網(wǎng)絡(luò)，并使用ZigBee器件對功耗問題進(jìn)行合理規(guī)劃。可將城市中的資源進(jìn)行合理規(guī)劃利用，主要的創(chuàng)新點在于順應(yīng)了時代技術(shù)潮流，解決了生活中的實際問題，可切實解決城市資源無法充分利用的問題，緩解了當(dāng)今比較嚴(yán)峻的車位形勢。

參考文獻(xiàn)

[1]葉治安，汪長緯.停車難：制約現(xiàn)代城市發(fā)展的一大瓶頸[J].上海城市管理，2017，26（1）：6-9.

[2]劉愛軍.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用前景展望[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2012，2（1）：69-73.

[3]孟麗華.基于STM32F4的RS485通訊管理機(jī)的研究[D].天津：河北工業(yè)大學(xué)，2012.

[4]孫書鷹，陳志佳，寇超.新一代嵌入式微處理器STM32F103開發(fā)與應(yīng)用[J].網(wǎng)絡(luò)新媒體技術(shù)，2010，31（12）：59-63.

[5]王燕.基于WiFi模塊的多路燈光控制系統(tǒng)開發(fā)[J].電子世界，2015（17）：180-182.

[6]徐健，楊珊珊.基于CC2530的ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點設(shè)計[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2012，2（5）：55-57.

[7]陳克克，岳青，彭燕，等.基于Zigbee的溫室無線傳感器節(jié)點設(shè)計與實現(xiàn)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2011，33（2）：93-96.

[8]張建源.Android開發(fā)技術(shù)的學(xué)習(xí)及應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2014，4（12）：62-64.

[9]張晟.Android開發(fā)的性能優(yōu)化[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（5）：68.

[10]卿斯?jié)h.Android安全研究進(jìn)展[J].軟件學(xué)報，2016，27（1）：45-71.endprint