基于BDS的智能停車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王正東++郭鵬

摘 要：在家用轎車(chē)井噴的時(shí)代，停車(chē)問(wèn)題日漸突出，為方便人們的日常出行，實(shí)現(xiàn)快速停車(chē)、取車(chē)，本文提出了一種基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDou Navigation Satellite System， BDS）的快速停車(chē)系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)用BDS進(jìn)行汽車(chē)的實(shí)時(shí)定位和用戶(hù)的通信，應(yīng)用傳感器對(duì)停車(chē)位進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，經(jīng)數(shù)據(jù)控制中心處理后將汽車(chē)附近有空停車(chē)位的停車(chē)場(chǎng)、距離汽車(chē)最近的空停車(chē)位、到達(dá)最近空停車(chē)位的最佳路線等信息反饋給用戶(hù)。用戶(hù)在停車(chē)完成后，可以將停車(chē)的車(chē)位信息進(jìn)行儲(chǔ)存，當(dāng)需要取車(chē)時(shí)數(shù)據(jù)控制中心再將相應(yīng)的信息反饋給用戶(hù)，從而實(shí)現(xiàn)快速停車(chē)、取車(chē)。該快速停車(chē)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)停車(chē)位有效的識(shí)別、定位、監(jiān)控和管理，將車(chē)、人、衛(wèi)星、服務(wù)器、停車(chē)位融為一體，極大地方便了人們的出行，具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 快速停車(chē) 快速取車(chē) 傳感器

中圖分類(lèi)號(hào)：U491.7+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）11（c）-0120-02

當(dāng)前中國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)時(shí)期，汽車(chē)保有量持續(xù)增多，“停車(chē)難”成為了人們?nèi)粘３鲂械囊淮笳系K，而在大型的停車(chē)場(chǎng)中尋找自己的車(chē)更是令很多駕駛員頭疼的問(wèn)題。目前市面上的一些手機(jī)軟件雖可以為車(chē)主提供附近停車(chē)場(chǎng)信息，但無(wú)法告訴駕駛員停車(chē)場(chǎng)內(nèi)是否有空的停車(chē)位以及到達(dá)停車(chē)位的最優(yōu)路線。如何快速停車(chē)取車(chē)是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

2004年4月，BDS（BeiDou Navigation Satellite System）正式運(yùn)營(yíng)，全面對(duì)民用用戶(hù)開(kāi)放至今，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，工作狀態(tài)良好，在測(cè)繪、電信、水利、交通運(yùn)輸、勘探和國(guó)家安全等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用[1]。相較于GPS（Global Positioning System）而言，BDS具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用、定位精確、信息保密等優(yōu)點(diǎn)?；贐DS的這些優(yōu)點(diǎn)，本文提出了基于BDS的一種快速停車(chē)系統(tǒng)，運(yùn)用此系統(tǒng)車(chē)主可以快速找到附近停車(chē)場(chǎng)的空停車(chē)位和到達(dá)停車(chē)位的最優(yōu)路線，有效解決了快速停車(chē)、取車(chē)的問(wèn)題。BDS的這一應(yīng)用，將會(huì)極大的方便人們的出行，改善人民的生活，同時(shí)可以在一定程度上改善城市道路擁堵?tīng)顩r，提高停車(chē)場(chǎng)的管理效率。

1 BDS簡(jiǎn)介

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDou Navigation Satellite System， BDS）是中國(guó)自主研發(fā)、獨(dú)立運(yùn)行的全球定位系統(tǒng)，由空間段、地面段和用戶(hù)段三部分組成。空間段包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星[2]。地面段包括主控站、注入站和監(jiān)測(cè)站等若干地面站。用戶(hù)段包括北斗用戶(hù)終端以及與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端。相比較于GPS，BDS是主動(dòng)式雙向測(cè)距二維導(dǎo)航[1]，由地面中心控制系統(tǒng)解算，提供給用戶(hù)三維定位數(shù)據(jù)。BDS致力于向全球用戶(hù)提供高質(zhì)量的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)，包括開(kāi)放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)兩種方式。開(kāi)放服務(wù)是向全球免費(fèi)提供定位、測(cè)速和授時(shí)服務(wù)，定位精度10m，測(cè)速精度0.2m/s，授時(shí)精度10ns。

2 快速停車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

在停車(chē)位建造完成后，可以將停車(chē)位坐標(biāo)數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)提前錄入數(shù)據(jù)控制中心。當(dāng)用戶(hù)需要停車(chē)時(shí)，首先應(yīng)用用戶(hù)終端發(fā)出請(qǐng)求，數(shù)據(jù)控制中心實(shí)時(shí)接收并解調(diào)用戶(hù)經(jīng)衛(wèi)星發(fā)送來(lái)的信號(hào)，據(jù)此得到用戶(hù)的信息。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)控制中心處理后將汽車(chē)附近有空停車(chē)位的停車(chē)場(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)中的空停車(chē)位、距離汽車(chē)最近的空停車(chē)位、到達(dá)最近空停車(chē)位的最佳路線等信息再通過(guò)北斗衛(wèi)星反饋給用戶(hù)。用戶(hù)在停車(chē)完成后，可將停車(chē)的車(chē)位信息進(jìn)行儲(chǔ)存，在需要取車(chē)時(shí)可以發(fā)出相應(yīng)的取車(chē)請(qǐng)求信號(hào)，控制中心接收信號(hào)并經(jīng)過(guò)處理后可以將由用戶(hù)現(xiàn)在所在位置到達(dá)停車(chē)位的最佳路線以及由停車(chē)位到達(dá)停車(chē)場(chǎng)出口的最佳路線反饋給用戶(hù)。數(shù)據(jù)控制中心所反饋的信息，可在手機(jī)軟件的地圖上顯示，或者將手機(jī)和車(chē)載導(dǎo)航通過(guò)藍(lán)牙連接，將反饋信息顯示在車(chē)載導(dǎo)航的地圖上。

2.1 數(shù)據(jù)控制中心

數(shù)據(jù)控制中心是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，負(fù)責(zé)統(tǒng)籌中樞，所有信息都在這聚集、重新組合、分配。在整個(gè)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)控制中心將負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，存儲(chǔ)著大量的停車(chē)位信息和用戶(hù)信息，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，起到后臺(tái)支持的作用，實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)，為需要的用戶(hù)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息[3]。

數(shù)據(jù)控制中心的工作原理是對(duì)來(lái)自停車(chē)位傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，并實(shí)現(xiàn)拓?fù)渑帕?。?shù)據(jù)控制中心向衛(wèi)星發(fā)送詢(xún)問(wèn)信號(hào)，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器向服務(wù)區(qū)內(nèi)的用戶(hù)廣播，用戶(hù)終端響應(yīng)其中的一顆衛(wèi)星的詢(xún)問(wèn)信號(hào)，并同時(shí)向兩顆衛(wèi)星發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，再通過(guò)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)控制中心。數(shù)據(jù)控制中心實(shí)時(shí)接收并解調(diào)用戶(hù)經(jīng)衛(wèi)星發(fā)送來(lái)的信號(hào)，依據(jù)此信號(hào)可以知道用戶(hù)的信息，包括用戶(hù)的身份、所需服務(wù)、地理位置等。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)控制中心的處理后可以將汽車(chē)附近有空停車(chē)位的停車(chē)場(chǎng)、距離汽車(chē)的最近的空停車(chē)位以及到達(dá)最近空停車(chē)的最佳路線等信息反饋給用戶(hù)。用戶(hù)在停車(chē)完成后，將停車(chē)的車(chē)位信息進(jìn)行儲(chǔ)存，在需要取車(chē)時(shí)可以發(fā)出相應(yīng)的取車(chē)請(qǐng)求信號(hào)，數(shù)據(jù)控制中心接收信號(hào)并經(jīng)過(guò)處理后可以將用戶(hù)從現(xiàn)在所在位置到達(dá)停車(chē)位的最佳路線反饋給用戶(hù)。數(shù)據(jù)控制中心反饋給用戶(hù)的信息，用戶(hù)可在手機(jī)軟件或者車(chē)載導(dǎo)航上看到。

2.2 用戶(hù)終端

隨著智能手機(jī)和平板等移動(dòng)終端設(shè)備的普及，人們已經(jīng)習(xí)慣了使用手機(jī)軟件來(lái)獲取所需要的信息，當(dāng)用戶(hù)下載一款快速停車(chē)的手機(jī)軟件后，便能方便快捷的瀏覽到停車(chē)位的信息，同時(shí)用戶(hù)也可以將手機(jī)和車(chē)載導(dǎo)航通過(guò)藍(lán)牙連接，根據(jù)車(chē)載導(dǎo)航停車(chē)。這樣只要一部裝有軟件的智能手機(jī)就可以了解到停車(chē)位的地點(diǎn)和到達(dá)停車(chē)位的最佳路徑。

2.3 停車(chē)位

在停車(chē)位建造完成后，將所有停車(chē)位的位置信息和停車(chē)位唯一的編號(hào)發(fā)送到數(shù)據(jù)控制中心存儲(chǔ)待用。目前城市中停車(chē)位大致可分為大型停車(chē)場(chǎng)和零散停車(chē)位，由于大型停車(chē)場(chǎng)的車(chē)位排列比較規(guī)則，可以采用現(xiàn)在先進(jìn)的空閑停車(chē)位檢測(cè)技術(shù)。而零散停車(chē)位則排列不規(guī)則，而且在城市中其周?chē)h(huán)境比較復(fù)雜，所以需要建立傳感器網(wǎng)絡(luò)。首先是對(duì)區(qū)域進(jìn)行劃分，設(shè)置區(qū)域中心停車(chē)位作為匯聚節(jié)點(diǎn)，其周?chē)辛闵⑼＼?chē)位的信息都發(fā)送至區(qū)域中心停車(chē)位，這些信息存儲(chǔ)在區(qū)域中心停車(chē)位的存儲(chǔ)模塊中，再經(jīng)衛(wèi)星將數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)控制中心[4]。

3 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用前景，其相關(guān)技術(shù)正在不斷完善，預(yù)計(jì)到2020年左右，BDS將覆蓋全球。本文基于BDS設(shè)計(jì)了一快速停車(chē)系統(tǒng)，主要由衛(wèi)星部分、數(shù)據(jù)控制中心、用戶(hù)終端、傳感器、停車(chē)位五部分組成，旨在解決當(dāng)前中國(guó)在汽車(chē)保有量迅速增長(zhǎng)情況下如何方便人們快速停車(chē)、取車(chē)的問(wèn)題。該系統(tǒng)具有經(jīng)濟(jì)高效、安全精確等優(yōu)點(diǎn)，且該快速停車(chē)系統(tǒng)將車(chē)、人、衛(wèi)星、服務(wù)器、停車(chē)位結(jié)合為一體，幫助用戶(hù)快速停車(chē)取車(chē)，極大地方便了人們的出行，改善了人們的生活，具有較為廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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