智能泊车系统

随着社会的发展人们的生活水平日益增高，私家车的数量也急剧增加，这导致了停车场的车位也越来越紧张以及更多矛盾的诞生，并且人们对停车场的要求也不再单单的局限在停放车辆。因为传统的停车场只能解决实时进出车辆的计时和收费的问题并不能解决一些更复杂的问题。因而基于FPGA和云技术的智慧停车场系统的出现正是为了解决这些问题来满足人们对停车场提出的更高要求，以此给人们带来便利。接下来对目前停车场以及市面上的停车场相关产品存在的一些问题和不足做一个介绍！

无法智能的寻找空位以及引导车主到空车位，车主只有一直转才能找到空车位停车，一定程度上浪费车主时间。

无法针对车型以及目的地寻找对应车位，比如电动车应停在可以充电的特殊车位上，再如若车主要前往购物区，则车位应离购物区较近。

当车主停好车辆后找不到方向，不知道该怎样走到目的地；当车主购物或其他事情完成后在主动寻找车辆是比较麻烦，没有导航指引路线；当车主上车想要离开停车场是也没有指导路线。

无法对洪涝和火灾等进行预警并向管理控制处反映具体的受灾地点，浪费救援时间

市面上产品还没有将收费、车位引导、反向寻车、室内定位和导航集成于一体的、没有自身收集大规模数据并进行处理统计分析的能力、无法智能的对气象灾害进行预警。

本系统主要是一种基于FPGA 和云技术的智慧停车场系统，包含摄像头装置、传感器装置、电桩车位保护装置、基于FPAG的中央处理器、云端服务中心、移动APP以及工作人员管理端。

根据停车场的面积大小、布局等具体情况，在适宜距离内部署相应数量的无线AP设备。当用户想要寻找车辆时，打开移动终端微信小程序，绑定自己的车牌号，并连接停车场无线AP设备的WIFI，使用寻车功能，移动终端接收到AP设备的WIFI信号，通过算法计算得到用户当前位置，在移动终端微信小程序界面显示当前所处的位置到车辆位置的最佳路线图。

传感器没有收到车辆进出的信号时摄像头停止转动，当有物体进入某摄像头监控范围内时，摄像头会转动到相应可视角度对某区域监控。若所视区域真有物体，摄像头对物体进行识别并跟随物体移动视角，若没有物体则停止转动进入待机状态。

按摄像头IP地址和可视范围划分停车场区域，中央处理器可以获得实时的车辆位置信息以及车辆停在哪个车位，并将实时数据反馈给FPGA端，之后验证数据一致性，如果车辆并未停入中央处理器所分配的车位，但所停车位和分配的原车位为同一类型车位，中央处理器会登记现被占用的车位并取消原车位登记记录，之后将处理信息反馈给FPGA端再上传至本地服务器，管理人员也可从本地服务器更新停车场实时数据。

微信小程序使用方式和作用如下： 用户在使用时输入自己的车牌号、是否需要充电以及想前往哪一区（食物区、家居区等），之后手机便可以获得目的地周围的停车场的实时信息（根据用户所选车位种类，将提示说明，如油车车位以及电车车位各还剩余多少以及各个车位价位等，以便用户选择）；

当用户进入停车场后，手机微信小程序端会引导用户前往所分配的车位；

如果用户在前往分配车位时临时改变停车地点，当用户停好后，通过红外以及摄像头，仍将用户的位置以及车牌信息上传中央处理端，重新反馈导航信息。如果在导航过车中，若有其他车主优先停在了微信小程序为用户规划车位上时，微信小程序将自动为用户更改需求车位，同时提示用户车位被占用，将重新规划邻近最优路径。

当停完车辆以后，微信小程序端会引导用户前往自己所想前往的区域（商场楼梯或电梯位置）；

用户可以通过者手机微信小程序端查看实时停车场内自己爱车的信息；

微信小程序还会提供一个寻车选项，根据用户需求，开启或关闭。

当用户返回时，手机端会引导到达爱车，出停车场时也可通过手机端进行缴费（如支付宝微信等）；

当用户想要寻找车辆时，登录上述手机微信小程序，并连接上述无线AP设备创建的无线网络，即可对当前位置进行定位，并在移动终端界面查看到达车辆的最佳路线。

若用户是第一次进入该停车场，在入口处扫描停车场的二维码以进入微信小程序，服务器会自动的讲所识别的车牌信息和该微信号绑定，无需用户填写。

超声波传感器：HC-SR04 

超声波测距原理：超声波测距原理是在超声波发射装置发出超声波，接收器接收超声波，根据接收器接到超声波时的时间差以及超声波在介质中的传播速度，从而计算出物体距离模块的距离，与雷达测距原理相似。 超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。

模块特点：
(1)体积小，使用便捷
(2)测量精度高，盲区小
(3)电压低，功耗低

HC-SR04模块工作原理：
(1)采用IO口TRIG触发测距，给最少10us的高电平信号。
(2)模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；
(3)有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。
测试距离=（高电平时间*声速）/2。

湿度传感器：Si7021 

摄像头：D8M 

iBeacon是苹果公司2013年9月发布的移动设备用OS上配备的新功能。其工作方式是配备有低功耗蓝牙（BLE）通信功能的设备使用BLE技术向周围发送自己特有的ID，接收 到该ID的应用软件会根据该ID采取一些行动。Google在Android 4.3及后续版本支持了该功能，只要满足iBeacon技术标准即可。

低功耗蓝牙最大的优势就是功耗极低，且安全和稳定性较高，传输距离长，除了这些，iBeacon拥有它自己的特点：
(1)无需配对连接，只要设备打开蓝牙即可建立通讯，因为iBeacon是采用广播方式通信。
(2)范围更广，一般蓝牙设备最远的传输距离在10米左右，iBeacon标准信号的最远传输距离就可达到70米左右，远程信号甚至可达到450米。
(3)速率功耗更加优化：普通蓝牙电池寿命高达24个月，新提出的蓝牙5相比蓝牙4.2速度提高了2倍。iBeacon本就是基于蓝牙技术的高速率、低功耗设备，在处理速度和功耗上占绝对优势。

iBeacon的工作原理是基于Bluetooth Low Energy（BLE）低功耗蓝牙传输技术发送特定识别信息。蓝牙低功耗iBeacon基站不断向四周发送蓝牙信号（含相同的UUID，一个区域内有多个相同UUID时，可附带其他信息以区分），带有满足iBeacon技术标准的蓝牙模块的智能设备进入设定区域时，就能够收到信号。蓝牙设备定位接受并反馈信号，定位引擎通过三点定位算法、采用RSSI方式计算出用户位置。

蓝牙网关的作用
蓝牙网关在室内定位中的应用蓝牙网关最常用的功能就是进行反向定位，反向定位是利用蓝牙网关将扫描到的蓝牙数据通过网络上传到云端服务器上，并且利用了蓝牙扫描到的iBeacon设备数据中的RSSI，然后在后台通过这个RSSI值能够确定iBeacon设备与蓝牙网关的距离或者范围，实现位置追踪的目的，并在后台地图实时展示iBeacon设备位置。同时，还可以将蓝牙网关的扫描范围标记为安全区域，一旦iBeacon设备离开安全范围，便能触发后台的安全报警。

（1）蓝牙终端，包括手机、平板电脑等；

（2）iBeacon基站；

（3）蓝牙网关；

（4）其他网络设备设施及服务器。

（1）室内位置监测和轨迹记录；

（2）室内地图导航；

（3）精准信息（广告）推送。

1：具体选用单片机控制超声波模块还是用树莓派等

2：蓝牙基站的选择，是否需要用户手动连入
3：光线不足，拍摄照片不够清晰

4：FPGA,单片机，服务器之前信号传输问题

5：实际安装问题

6：蓝牙定位至少要3个基站，一个基站只能测量设备与其的距离，且定位精度最高为1m左右，而我们搭建模型停车场可能长度、宽度也就在1m，模型车在模型中移动时，对于基站来说还在一个位置上，即无法准确定位模型停车场中车辆位置。若在实体停车场试验，具体地点需要确定，且需要停车场的图纸来规划地图，同时停车场的环境与设备的安放位置都会有影响。定位算法方面，因为我们使用的是小程序，所以需要在小程序平台上编写，但我们软工同学时间较紧。

基于云的泊车系统https://www.hackster.io/taifur/smart-parking-system-b3f5a0

基于互联网的泊车系统：https://www.hackster.io/102513/iot-based-parking-system-b6a947

远程监控：https://www.hackster.io/shobankr/azure-iot-suite-remote-monitoring-smart-parking-more-19d55c

https://www.hackster.io/inha/parking-lot-iot-system-2faf63
室内定位：https://github.com/schollz/find3

Verilog code for Car Parking System:https://www.fpga4student.com/2016/11/verilog-code-for-parking-system-using.html
Verilog License Plate Recognition on FPGA:https://www.fpga4student.com/2016/11/plate-license-recognition-verilogmatlab.html
开源的室内定位项目Anyplace：https://github.com/dmsl/anyplace https://anyplace.cs.ucy.ac.cy

高德室内定位平台：https://lbs.amap.com/getting-started/indoorlocation

百度室内定位平台：http://lbsyun.baidu.com/indoor/indoormap/introduct

室内三维地图：https://www.cnblogs.com/esmap/p/10414479.html?tdsourcetag=s_pctim_aiomsg

https://www.esmap.cn/sdk-demo/demo/相关例子里有停车场地图

一个成熟的室内反向寻车、停车导航（可参考）：http://www.palmap.cn/solution/car-parking.html

小程序相关蓝牙ibeacon：https://blog.csdn.net/qq_36711388/article/details/88934723 https://blog.csdn.net/yueqian_scut/article/details/51098566 https://blog.csdn.net/coder_daiwang/article/details/78436996

ibeacon技术：https://blog.csdn.net/illusion116/article/details/74725924

D8M:http://www.terasic.com.cn/cgi-bin/page/archive.pl?Language=China&CategoryNo=102&No=1022