摘要：为了实现方便停车及寻车便捷化，对实时定位监测与互联网下数据处理的结合应用进行了研究，构建了智能“寻”车系统。系统采用定位技术对车辆进行实时监测，通过计算给出最优的停车与寻车方案，由计算机进行数据的收发与处理，结合二维码等实现线上缴费功能。
关键词：图像识别；超声波定位；智能寻车
0研究背景
随着人口的增加、经济的高速发展，以及人们的购买力和物质生活水平的提高，私家车的数量逐年攀升，这样也使得我们所需的停车场越建越大，层数越建越多。虽然停车场的规模在增加为人们提供了便利，但是带来便利的同时，也带来了使用上的烦恼，有一部分的车主没有办法适应停车场的“成长”。面对偌大的停车场，即使有指引牌，对于一些方向感弱的车主，恐怕也会在停车场“迷失”，可能无法快速地找到空车位，取车时也面临同样的找车难的问题，给车主增加了不必要的烦恼，甚至于大大降低了一些车主出行或者购物的热情。基于此，现推出智能“寻”车项目，通过现代科学技术有效解决以上停车难、找车难的问题，使得原本让人头疼的找车问题变成一次快乐、享受的科技服务体验。
1系统总体设计
该设计以单片机最小系统为主控电路，采用模块化设计，包括扫描检测模块、超声波定位模块、电源电路以及路线导航模块等[1-2]。利用扫描检测模块实现对于车辆信息及车位信息的获取，基于超声波定位原理实现车辆精准定位停放，利用路线导航模块实现最优停车及寻车路线的选择，并能结合二维码扫描等互联网技术同时实现线上缴费等功能[3]。系统原理框图如图1所示。
2系统硬件设计
2.1单片机主控电路。系统的主控芯片选用ST-C89C52单片机，该芯片具有较高的实时性、较低的功耗、丰富的片外扩展能力、强大的数据处理能力等。该设计利用52单片机最小系统，或者称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统[4]。对52系列单片机来说，最小系统一般包括单片机主控芯片、晶振电路、复位电路几个部分。具体电路如图2所示。
2.2扫描检测模块。2.2.1车辆扫描。采用机器视觉、图像处理和模式识别等互相结合，实现对车牌的扫描识别与信息录入。它的硬件基础包括触发装置、照明装置、摄像装置、图像采集装置、识别车牌号码的处理机，其软件核心包括车牌定位、字符分割、字符识别等算法[5]。扫描识别的同时与单片机相连接，对扫描的内容进行防误判处理并将识别的信息传输给其他模块。具体操作如图3所示。2.2.2车位监控。停车位会放置一个扫描装置用以对停泊的汽车车牌进行监测。扫描装置采集每辆车的信息（车牌号、车辆型号）将采集的信息代入这个停车位的坐标点，然后将信息发送到数据库服务端，用以记录停车地点、停车时间以及停车所收取的费用。如果有汽车停泊，则扫描识别系统扫描到车牌，此时对数据库服务器发送“无车位”的信息；如果没有汽车停泊，则扫描识别系统未扫描到车牌，此时对数据库服务器发送“有车位”的信息；数据库服务器通过对有无车位的识别，将“有车位”的信息记为绿色，“无车位”的信息记为红色，通过二维网格的形式发送给客户端。
2.3超声波定位模块。利用超声波传感器作为发射端和接收端，通过发射和接收超声波，利用时间差和声音传播速度，可以计算出模块到停车位的距离[6-7]。发射端向被探测的区域实时发射等幅的超声波，接收端接收反射回来的超声波。在反射回来的超声波是相同频率时，代表没有车辆进入被探测区域，当反射回来的超声波幅度不断变化，则代表有车辆进入被探测区域时。由52单片机产生的频率信号，通过整形电路后发送到超声波发射端使其发出特定频率的超声波，超声波接收端接受反射回来的超声波。当没有车辆处于被探测区域内时，反射回来的超声波是等幅的；当有车辆处于被探测区域内时，接收器接收到的超声波幅度不断发生变化，接收电路接收到信号后，经过放大、检波、滤波及电平比较后，转换成电平信号，发送给单片机，由单片机进行处理。模块电路设计如图4所示。
2.4路线导航模块。采集云端预处理之后的数据，利用超声波芯片对其进行加工处理，选择出最优的导航路线，通过显示模块为使用者导航。用单片机编程定时器T1中断产生40kHz的方波，使用for语句每隔一段时间产生方波，同时用定时器定时，超声波用超声波接收头接收，当接收端收到方波，利用CX20106检波放大变换后，单片机产生中断信号，定时器停止计数，读取时间，通过时间测算距离，通过语音显示模块导航找车[8]。具体操作流程如图5所示。LCD显示由音频处理器与显示器组合而成，通过音频处理器为使用者进行语音导航同时通过显示器为其展现当前状况。具体使用LCD1602液晶显示，通过单片机计算的距离，由于数据原码不能直接用于显示，在数据显示程序中加入换算成能显示的BCD码。
3系统软件设计
设计系统主程序流程如图6所示。系统主要完成硬件初始化、路线导航、计时收费等功能。其中，整个系统将分为两个模式，模式1为用户模式（寻车模式），该模式主要服务用户来寻车；模式2为内部模式（计时收费模式），该模式主要用来实现计时收费功能[9]。
4结语
基于超声波定位技术的智能导航寻车系统设计，工作原理类似于鸽子依靠体内器官感觉地磁场的变化能准确的为主人送信，具有实时精准的特性。通过图像识别采集车辆信息、车位实时监控、停车路线导航，再到最后超声波定位寻找车辆，整体使用超声波定位可以解决停车场找车问题，给车主提供极大的便利。由于到目前为止，寻车主要依靠车牌、停车位置、标记等方式，这导致寻车效率低下、精准性不高，所以考虑到未来私家车数目的增多、寻车的效率性等因素，基于超声波定位技术的智能导航寻车系统能够实现精准定位、实时监控和语音导航，从而提升寻车效率和准确性，市场潜力极大。本设计相较于目前已有的寻车方式而言，具有显而易见的极大竞争优势。
作者:谢强宝 蒋一 周文滔 李雨晴 单位:安徽新华学院电子工程学院