基于Wi-Fi技术的地下车库导航系统.docx

《基于Wi-Fi技术的地下车库导航系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于Wi-Fi技术的地下车库导航系统.docx（4页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、基于Wi-Fi技术的地下车库导航系统张洁于跃跃侯文琦李圣摘要：本文针对现在车多位少停车难以及现有停车管理系统缺乏停车场内部管理问题，设计了一个基于Wi-Fi技术的地下车库导航系统，采用超声波传感器检测车位状态信息并通过Wi-Fi上传，用户获得车位信息，实现地下车库导航，快速寻找空车位，提高地下车库使用效率。关键词Wi-Fi车位信息导航人们生活水平提高使得汽车作为代步工具极其普遍，由此带来的车多位少停车难的问题日益突出，一线城市寸土寸金，额外划停车位是不现实的，因此可行办法就是对现有停车场进行升级改造，现有停车场位置特殊，一般都是建设在地下，通常光线昏暗，视野不开阔，司机寻找停车位困难，改造一方

2、面是要考虑成本，另一方面还要考虑施工强度和社会的发展趋势。在现有停车场的基础上加入定位导航功能迎合市场需求，使司机受惠。地下停车场，砖墙实体的遮挡，GPS（GlobalPositionSystem）信号极弱，难以定位，传统的定位技术在室内情况下由于硬件成本高难以广泛应用，而随着“室内定位”概念的日趋完善，技术也在日渐成熟，利用随处可见的Wi-Fi信号定位就是解决方案之一。本系统采用基于位置指纹的Wi-Fi定位方法，手机APP的开发为用户提供更好的定位导航服务，快速寻找停车位，提高车位使用效率。1系统整体组成整个系统由空车位检测，车位信息上传，车辆定位导航组成，如图1所示。为了避免大面积施工以及

3、毁坏现有车位建设，空车位检测通过最简单的测距方式判断车位状态。空车位检测后获得的状态信息上传至服务器，用户向服务器发出请求信息，服务器将车位信息发送给用户。用户利用手持移动端连接Wi-Fi获得定位，基于位置指纹的Wi-Fi定位技术分为离线数据采集和在线定位两个阶段。离线数据采集阶段需要利用现有AP（AccessPoint）节点，采集不同物理位置接收到同一AP的RSS（ReceiveSignalStrength）值，并将RSS值与现实世界的距离值相互映射，形成位置指纹数据库。在线定位阶段对实时测量的RSS值进行位置解算，从而判断当前位置，为用户提供空车位导航服务。2系统详细设计2.1车位信息首先

4、系统的基础信息是车位状态信息，车位状态信息的获取可以分为接触式测距法和非接触式测距法。为了避免大面积施工以及毁坏现有车位建设，因而检测电路采用非接触测距法。现有的非接触测距技术包括激光测距、电磁波测距、雷达测距和超声波测距，超声波测距因其指向性强，易于安装，成本低廉等优点而被广泛使用。图2为使用超声波传感器进行车位信息检测。根据发射端和接收端的时间差，可计算超声波测距模块到待测车位的距离。将距离L值与停车场高度设置阈值S比较后，判断后得出车位状态。2.2室内定位本系统基于Wi-Fi技术的位置指纹实现定位，该方法主要包括两个阶段，离线数据采集和在线定位。位置指纹定位技术是利用接收信号强度值RSS

5、与物理位置之间的映射关系进行定位，即利用不同物理位置接收到同一AP的RSS的特征值不同。RSS的特征值不同是在定位前期离线采集数据阶段的参考点（referenceplace，RP）不同所致，采集位置指纹数据后，对数据进行统计分析，得出RSS的特征值，后利用定位特征值与物理位置之间的关联，在线阶段对实时测量的RSS进行位置解算，确定定位结果，主要原理和流程图如图3所示。2.3导航Dijkstra算法是典型的计算两个节点间最短路径的导航算法。Dijkstra算法需要各节点的相邻距离组成二维矩阵，从中可以看出各个节点之间是否存在通路。本系统采用Dijkstra算法求最短路径。绘制寝室楼的平面图，在地

6、图的重要位置设置节点，选取的节点越多越密集，在路径规划阶段，所显示的路径较短，信息较详细，但是复杂度也更高，本次选取的地图较简单，仅需将所有路线清晰展现即可。路径规划图如图4所示。2.4综合管理数据库本系统主要采用WirelessMon检测本地Wi-Fi网络和附近网络的信号。采集到的数据如图5所示。根据采集到的数据，利用MySQL创建离线位置指纹数据库，已便在线阶段对位置进行解算。2.5手机APP搭载Android系统的通信手机更像小型化PC，钟情于Android系统的用户日益增多，手机端应用下载也触手可及。本系统通过Java语言进行Android开发定位导航APP供用户下载。3软件设计与实现

7、3.1车位状态检测主要由中断服务程序和车位状态指示程序等部分组成，实现车位状态检测并用指示灯指示。软件设计流程图如图6所示。中断服务程序包括定时中断子程序和外部中断子程序。定时中断子程序用来检测超声波是否发射完，记录超声波模块发射端和接收端的时间差。外部中断子程序根据公式计算超声波测距模块到待测车位的距离。车位状态指示程序用于判断车位状态。3.2APP系统开发将接收到的RSS值按数值从大到小排列，得到最强的n个Wi-Fi信号信息。访问位置指纹数据库，将n个Wi-Fi信号信息的MAC与指纹数据库中的指纹信息进行对比，采用基于相似度的加权质心算法，得到唯一定位点坐标。通过定位点坐标与地图的映射关系

8、将当前位置显示在手机APP显示界面。定位实测图如图7所示。黑色表示空车位，得到空车位后，点击空车位选项，显示导航路径。4结论通过空车位检测，Wi-Fi定位导航的设计与实现，基于Wi-Fi位置指纹的室内定位，并采用现有软件WirelessMon和便携式计算机测试记录Wi-Fi信号，通过对信号处理构建位置指纹数据库，空车位检测模块检测车位状态上传车位信息，既而通过定位算法进行定位然后根据用户需求导航到空车位。以Android手机为平台，将手机作为定位服务器，实时测量RSS的值，实现空车位定位导航。参考文献1樊培毅，陳阳，程森森，王长静，毛文涛.基于Wi-Fi室内定位的地下停车场智能导航系统J.物联

9、网技术，2016，04.2宋文海.基于物联网技术的城市停车诱导系统研究J.信息通信，2016（12）：176-177.301af Czogalla. Smart phone basedindoor navigation for guidance inpublic transport facilitiesJ. IFACPapersOnLine， 2015， 48 （10）.4Y. Zhuang， Z. Syed，J. Georgy，N. E1-Sheimy. Autonomous smart phone-based Wi-Fi positioning system byusing access points localization and crowdsourcingJ. Pervasive andMobile Computing， 2015， 18.5胡天琨。基于Android的室内导航定位系统设计与实现D.东华大学，2013.6朱建佳。基于Android平台的室内导航系统的设计与实现D.北京邮电大学，2014.