基于二维码的停车场反向寻车系统设计

0 引 言

随着人们生活水平的不断进步和汽车工业的发展，汽车数量呈现“井喷式”增长。汽车数量的不断增加使得“停车场拥堵”现象加剧，尤其是在商场、医院、火车站、飞机场和大型超市等公共场合，驾驶员常常绕着停车场驾驶几圈才能等到一个空的停车位。为解决“停车难”的问题，城市兴建了大量的停车场，并不断扩大停车场规模。这些措施在有效缓解“停车难”问题的同时，也带来了“找车难”的问题。

在大型停车场中，车位数以千百计，车辆密集排列，标志物大都相同，方向难以辨别，驾驶人经常需要花费大量时间寻找车辆，这种现象既降低了车辆流转的效率，也浪费了驾驶人的宝贵时间，降低了满意度。因此，近年来，立足于解决停车场“找车难”问题的反向寻车系统已逐渐成为相关企业的关注点 [1-11]，随着市场需求的不断扩大，开发一种低成本、部署简单、使用方便的反向寻车系统已迫在眉睫。

目前的反向寻车系统主要有刷卡寻车系统 [1]、基于视频识别的寻车系统[2,3] 和基于无线网络定位的寻车系统[4]。

（1）刷卡寻车系统

首先在停车场内设置多个定位终端，用户停好车后，使用停车卡在附近的定位终端上刷卡，系统将停车卡及其定位终端的位置相关联并记录在服务器中，当用户开始寻车时，可使用停车卡在查询终端上刷卡查询车辆位置。与刷卡寻车系统相似的还有条形码寻车系统[5]，用户停车后在附近的条形码生成终端上生成一个条形码并随身携带，寻车时可通过查询终端读取条形码获得车辆的具体位置。上述两种寻车方式需要用户随身携带停车卡/ 条形码等辅助物品，当该辅助物品丢失时，无法实现智能寻车 ；且停车场内需要布置定位终端、查询终端、服务器等设备，硬件成本较高，部署较为困难。

(2) 基于视频识别的寻车系统

该系统通过在每个车位的前上方安装摄像头，通过车牌识别算法获得车辆的车牌号码。寻车时，驾驶人在查询终端上输入车牌号码，可以获知车辆的位置。这种寻车方式，用户不需要携带卡、条形码等辅助识别物品，操作简单，使用方便， 但是需要安装大量摄像头和查询终端，系统硬件成本高，部署复杂。

(3) 基于无线网络定位的寻车系统

基于WiFi 定位的寻车系统，系统主要硬件包括布置在停车场内的WiFi 基站、服务器以及用户随身携带的具备WiFi 模块的智能设备。用户停车后，运行在智能设备上的软件将设备与各个基站的无线信号级别发送至服务器，服务器软件通过定位算法计算设备位置 ；寻车时，用户可通过智能设备上的软件查询车辆位置。除WiFi 定位外，蓝牙也是常用的一种定位方式。基于无线网络定位的寻车方式不需要用户携带卡、条形码等辅助物品，操作简单，但是定位算法对无线网络的要求较高，为满足较高的定位精度，需要增加网络接入点的密集度，将会增加系统硬件成本和提高部署复杂度。

本文提出的基于二维码的停车场反向寻车系统借鉴现有寻车系统的技术，力求在减少系统成本、降低系统部署复杂度、提高用户满意度上有所突破。系统首先在停车场中布置多个二维码，并在服务器的数据库中保存各个二维码在停车场中的位置。当用户停车后，使用智能手机扫描附近的二维码，并将二维码的内容发送至服务器查询，即可得到车在停车场中的位置 ；寻车时，同样扫描附近的二维码，通过服务器获得用户的当前位置，智能手机通过地图直观地展示车与人在停车场中的具体位置。这种停车方式只需要在停车场中粘贴多个二维码，多个停车场共用一个服务器，硬件成本非常低，方便使用，部署简单。

1 基于二维码的停车场反向寻车系统设计

1.1 系统结构

图 1 所示是基于二维码的停车场反向寻车系统的结构图。由图可见，本系统包括停车场中的二维码、用户智能手机客户端和服务器端。每个停车场中都分布一定数量的二维码，多个停车场可共用一个服务器，用户通过智能手机上的App 实现反向寻车。

具体地，将图中所示的二维码粘贴在停车场中，智能手 机客户端上的 App 可以扫描二维码的内容，并通过 3G/WiFi 网络传送至服务器端，服务器查询到该二维码对应的位置后， 将该二维码所在停车场对应的地图以及二维码的位置返回给 手机 App，手机 App 将该二维码的位置在停车场地图上展示 给用户，方便用户找到车辆。系统中二维码的密集度与定位精 度有关，密度越大，定位越准确，但是二维码数量的增加将 使得数据库增大。

1.2 二维码设计 

图 2 所示内容为“00010011120023”的二维码，该二维 码代表的是编号为“0001”的城市、编号为“0011”的停车场 地下二层中编号为“0023”的二维码粘贴的位置。

本系统中，二维码包含的序列信息唯一确定了它所粘贴 的位置。二维码序列被设计为一个由14 个 0~9 的数字组成的 数字串，包括城市编号、停车场编号、停车场层数编号和二 维码编号，具体见表 1 所列。 

1.3 智能手机客户端

 智能手机 App 是本系统的重要组成部分，它主要负责以 下工作 ： 

（1）用户停车后，使用 App 扫描车附近二维码，并将该二维码内容发送至服务器 ； 

（2）用户寻车时，使用 App 扫描用户附近二维码，并将 该二维码内容发送至服务器 ； 

（3）从服务器获得停车场地图、用户和车在停车场的位置， 将上述位置信息可视化展示给用户。

图 3 所示的是智能手机 App 的工作流程图，当用户需要 寻车时，打开 App，操作 App 扫描二维码标记用户的位置， 并获得车和用户的位置 ；当用户刚停好车，需要标记车的位 置时，扫描车辆附近二维码，标记车辆的位置。

1.4 服务器 

本系统设计中，多个停车场可共享一台服务器。服务器 一方面负责存储各个停车场信息，包括停车场的编号、名称、 所在位置、地图以及停车场内各个二维码粘贴的位置 ；另一方 面，运行在服务器端的程序还通过 Web Service 接口与智能手 机客户端交互，智能手机客户端发送二维码的内容，即可获 得该二维码的位置信息，以及二维码所属停车场的地图。

 2 结 语

本文提出了一种基于二维码的停车场反向寻车系统，由 停车场中的二维码、用户智能手机客户端和服务器三部分组 成。在本系统的设计中，二维码的生成与制作、部署成本极低， 各个停车场之间共享服务器，智能手机是用户自身拥有的设备。 因此，与现有的停车场反向寻车系统相比，基于二维码的停车 场反向寻车系统在成本和部署便捷方面具有不可比拟的优点 ； 另外，二维码容错能力强、译码可靠性高，使得系统定位功能 更加准确，且智能手机拥有良好的 UI 界面和优良的可视化效 果，能够显著提高用户的满意度。