基于互联网的智能车库的设计与实现

宋承恩　陈磊磊　管思源

摘要：针对城市目前车位不足、停车难的问题，本文提出一种基于互联网的智能车库的设计思路。本设计装置包括车库出入门禁装置、车位定位系统、自動泊车机器人、智能客户终端APP及配套网络硬件等部分组成，可用于大型车库或者私家车的自动停放。车位控制中心通过视频设备或传感器，获取车位信息，将其推送至车主智能终端APP，使客户寻找空位车库方便，出入停车快捷方便，无需等待，自动泊车取车，优化现有的泊车流程，提高现有空闲车位的利用率。

关键词：互联网;智能车库

目前我国大城市小汽车与停车位的平均比例约为 1：0.8，中小城市约为 1：0.5，而发达国家约为1：1.3。2018 年，我国停车位缺口超过 15000 万个。随着我国城市化进程的快速推进，我国私家汽车的保有量逐年增加。相反，停车设施建设步伐较为缓慢，远跟不上汽车保有量的增长，停车位供给缺口巨大。加之，我国停车场自动化程度低、车位和车主间信息交流不畅，缺乏专业化管理，集中度低，散而乱，造成“一位难求、停车体验差”的窘境。我国停车场主要存在智能化水平低、人工收费为主、停车体验差、私家车位空置率高等问题。

如何提高空闲的私家车位的利用率，如何让出行的车主便捷完成停车、取车、缴费等一列流程，如何对公共停车场进行高效智能化的管理引导，是车位供求双方亟待解决的问题和面临的挑战。本文设计的系统集互联网和大数据、人工智能等技术，整合车位资源信息，有效缩短停车等待时间，并能给车主带来预约停车、无感支付等数智化体验。

1、系统架构

系统总架构图如图 1 所示，应用层为智能终端 APP，车主通过APP 来完成一系列操作。停车服务器和数据中心是数据层，云服务器是数据通信、存储，控制系统由物联网模块和 MCU 构成，控制车辆进出、发布车位信息，实现车库监控。

2、公共停车场管理应用模块

针对公共停车场，设计了具有针对性的管理模块。在保障个人车辆信息、车辆、设备安全的前提下，优化停车、取车流程，提升停车体验。本模块主要包括门禁装置、车位定位系统、自动泊车机器人等三部分组成。

1）车库出入门禁装置  门禁系统对车牌号进行扫描，然后系统自动打印取车二维码，并将取车密码发送至车主客户端APP。车库自动打开。客户将车熄火并关闭车门，锁车。由自动泊车机器人将车辆驶入车库。取车时，客户只需在门禁系统装置上输入车牌号和取车密码或者扫描取车二维码，由自动泊车机器人将指定车位的车辆驶出，并计算停车时间，以便收费。

2）车位定位系统  每个车位都设置车辆感应装置——超声波传感器或者地磁感应线圈，用于识别车位是否空闲。一方面，将空闲的车位信息发送至门禁系统，方便客户查询时候有空车位;另一方面，将车位信息发送至自动泊车机器人，以便自动泊车机器人停放车辆或者取车。

3）自动泊车机器人 根据机器人红外线循迹的原理，实现自动泊车器的自动快速定位。自动泊车机器人能够在车库内自动准确定位，以便将指定的车辆取出，或者将车辆停放至空闲的车位。自动泊车机器人，能够运动至车辆的底部，能够托起车的四个轮胎，然后自动将汽车停放到合适的位置。机器人运动灵活，可实现汽车的横向和纵向的平动以及在地面上的旋转运动。

3、私家车位管理应用模块

研究表明，上班族上班后，私家车位处于空闲状态，而晚上回家后，单位的车位处于空闲状态，该类车位空置率高达45%。究其原因，主要是因为车场的实时信息未实现信息化改造，车主不知道哪儿有停车位。因此，开发了针对私家车位空闲时段出租的模块，实现以下的功能：

1）车位业主首先将自己车位的相关信息，如车位的具体地址、车位号、空闲时段、停车价格，发布到智能客户终端APP。

2）其他车主需要停车时，设置好停车预计时长、停车大致地点、可接受的停车价位，智能客户终端APP自动就近匹配合适的车位，供车主选择。

3）车主选择确定好好车位之后，可以选择预约车位，也可以及时停车。智能客户终端APP提供至目标车位的导航服务。同时智能客户终端APP生成门禁同行二维码。

4）停车、取车。车主开车至目标车库，提供二维码，门禁系统放行，停车时间计时，车主将车根据导航停至目标车位。取车时，门禁系统根据停车实际时长提醒付费金额，并提供取款二维码，车主付款后，门禁系统放行。

4、结语

随着汽车产业的快速发展、城市停车问题的凸显，立体车库行业进入快速发展阶段。本论文所设计的基于互联网的智能车库，借助先进的互联网技术，重新整合公共停车场车位、私家车停车位等资源，进一步提升空闲车位利用率，缓解了“一位难求、停车体验差”的窘境。

参考文献

[1]陈东胜，张炜，李建伟，等.基于环形垂直升降式立体车库的研究设计[J].汽车实用技术，2020，45（20）：25-28.

[2]李臣华.智能立体停车库控制装置系统研究[J].微型电脑应用，2020，36（9）：97-100.

[3]刘雨浩，费叶琦，王吉平 .我国立体车库现状及发展研究[J].装备制造技术，2020（5）：221-223，228.

作者简介：宋承恩，学士，研究方向，机械结构设计。

通信作者：陈磊磊：（1985.1—），硕士，讲师，研究方向，机械精度智能设计。