安卓平台的智能停车场引导系统的设计

摘要

　　近年来,伴随着国内汽车保有量和车主停车位需求的持续增长,“停车难,难停车”已发展成为阻碍城市智能交通系统的主要问题之一。传统车辆的引导系统多基于车载导航设备,车主只能被引导到停车场入口附近;进入停车场内部后,车主大量时间被浪费在低速无序地流动找车位上。上述情况不但增加停车场内部道路拥塞状况,而且易导致停车场内部管理混乱,车主停车效率低,体验差等问题。

　　基于上述问题,本文设计并实现了一款基于Android平台的智能停车场引导系统,搭建了利用Ngnix均衡负载的停车场服务器,为停车场订制了数据结构,独立设计了服务接口和通信协议,为引导系统提供了实时准确的数据来源。停车场的基础数据是由ARM7控制的磁通量传感器动态检测车位和路线信息,通过订制的PP协议实时共享到Tomcat停车场服务器后端的数据库中。搭建了由Eclipse、Android SDK、JDK、ADT等工具组成的Android应用开发平台,采用Java语言独立设计和开发一款基于Android的停车场引导软件。该软件人机交互友好,具备注册/登录功能、停车场定位查询/搜索功能、停车场内/外导航功能、车位预订功能、结账以及支付宝快捷充值等功能,为车主提供高效的一站式停车服务,让停车不再难。

　　在Android操作系统部署了本软件,并进行了国内主流品牌小米、华为及中兴三款真机测试,并进行了百度云测试中心(MTC)的测试。停车场测试结果表明,本软件系统达到预期的功能,对停车场内部导航领域的研究具有较大的参考意义。

　　此外,该软件操作便捷,性价比高,兼容性良好,具有较大的实用和商业推广价值。

　　关键字:Android;定位;停车场内部导航;MTC测试

ABSTRACT

　　In recent years, with the continuous growth of domestic car ownership and parking spaces in the owner’s demand,parking difficulty has become one of the main problems which hinder the urban intelligent transportation system. The traditional vehicle guidance system is mostly based on vehicle navigation eqmpment, and the owner can only be guided near the entrance of the parking lot;in addition, drivers waste too much precious time in the low flow and disorderly looking for parking spaces and easily strayed into a dead end with no free poking. The above situation not only increases the road congestion inside the parking lot, but also leads to tiie conftision of parking management, low parking eflBciency and bad parking experience.

　　In order to solve these problems above, this paper independently designs and implements an kind of intelligent parking lot guidance system based on Android platform, builds using Ngnix load balancing cloud server, design a set of data structure, service interface and communication protocol,so the real-time and accurate data source can be provided for the guidance system. The basic data of the parking lot comes from the magnetic flux sendor controlled by AMR7 which dynmiically detects parking spaces and route information of the parking lot, by the custom PP protocol, it can be shared into the database of the Tomcat server in real time. Independently we design and develop an Android parking guidance software based on the integrated development environment consist of the tools like Eclipse,Android SDK、JDK、ADT by using the lmiguage of Java, This software has friendly man-machine interface, the registration / login fonction,parking lot location query / search fimction5 inside/outside navigation function of parking lot reservation function of parking space ^checkout and quick recharge function based on Alipay,provides one-stop service for the car owners and makes parking no more difficult.

　　The application is deployed on the Android OS5tested by the mainstream domestic brands like MI ,HUAWEI ZTE and the Mobile TestingCenter(MTC) of Baidu. The test results show that the software system completes the desired function, and has a great reference value for the research of the navigation area in the parking lot. In addition, the software is easy to operate,cost-effective,good compatibility,with a large practical and commercial promotion value.

　　Key words: Android; location; parking lot navigation; MTC test

　　近年,随着国内生产总值和居民净收入的持续增长。汽车作为便捷灵活的代步工具正在被越来越多的家庭所接受。我国目前将处于工业化和城镇化的同步加速阶段,国内汽车市场增长速度快,发展潜力巨大ra。据国家统计局《中华人民共和国2016年国民经济和社会发展统计公告》中数据[2],2016年底全国民用汽车保有量19440万辆,比上年同期增长12.8%,其中私人汽车保有量16559万辆,净增长15.0%。截止目前为止,全国共有40个城市的汽车保有量超过一百万辆,北京、深圳、上海等11个城市汽车保有量远超过200万辆。据公安部交通管理局统计,截止2017年3月底,全国机动车保有量首次突破3亿辆[3],其中汽车保有量首次突破2亿辆,49个城市汽车保有量突破百万大关。汽车已经成为与我们出行的必备工具,与我们的生活工作息息相关。

　　然而,在享受汽车给我们带来出行便利同时,停车场难找、停车位难寻、停车场管理混乱以及停车位利用率低下等问题也日益凸显[4]。很多车主在决定把车停放在附近的停车场时候,很难知晓该停车场里面的空余车位的位置信息,除非车主朋友亲自把车开到指定停车场的车位引导处才能得到引导。车主大量宝贵时间被白白地浪费在寻找周围空闲停车场的路上,这也给给交通和环境带来更多压力。

　　此外,对于一些内部空间复杂或类似的停车场,车主经常被已经停放的车辆或者立柱遮挡住视线,无法及时找到空闲停车位的位置,不断浪费时间兜圈子,常常误入没车位的死胡同。这样也就造成了停车场内部车辆管理混乱,管理成本高,停车场车位利用率低等现象。分析后发现,造成上述现象的原因有三点:一是停车场数量的増长没有跟进汽车保有量的増长,造成供求不平衡的局面,数据显示我国目前停车位缺口大约为5000万;二是传统停车场落后的信息共享技术,导致车主在抵达停车场入口前,剩余车位具体位置信息很难为车主所知;三是传统停车场内部车辆引导系统过于落后,不能给停车场内部的车主提供入口到指定空闲车位的智能导航,造成车主浪费大量的时间无序的在停车场内低速流动找寻空闲停车位,极容易造成停车场内部通道的拥堵,同时也增加没必要的油耗以及排放过多尾气污染环境[6]。

　　本文在充分研宄国内外停车场引导系统的基础上,利用移动开发技术、数据库技术、负载均衡服务器搭建等技术,提出了一种切实可行的智能停车场引导系统的解决方案,并自主开发了一种基于智能移动终端的智能停车场引导系统。本论文的结构安排如下:

　　第一章:绪论。首先介绍本课题研宄的课题背景以及研究意义,接着列举分析国内外停车场引导系统的发展历史及其中相关技术。本章最后对最近两年国内智能停车场引导系统的优点给予很大肯定,并提出上述系统的其中有待完善的之处。

　　第二章:智能停车场引导系统的关键技术。着重介绍和分析了与Android平台搭建相关技、应用程序开发的四大组件、申请百度地图相关技术、MySQL数据库技术以及车辆检测相关技术等。

　　第三章:智能停车场服务器端的配置及通信协议的设计。本章主要介绍服务器端三大模块Ngnix,Tomcat服务器以及Mysql的配置,以及不同模块间接口的配置与设计。本章最后为停车场订制了一套数据结构,设计了服务器端与客户端间通信的PP协议以及停车场实时数据的结构化描述语言。

　　第四章:智能停车场引导系统的设计与实现。停车场服务器相关工作搭建完毕后,本章主要利用Java语言及Android开发有关组件及数据库工具,从技术上设计并实现了用户注册/登录模块、车位预约模块、停车场定位搜索模块、停车场内/外智能语音导航模块以及快捷支付模块并完成服务器端的相关实现工作。本章中具体给出了上述各个模块的设计流程以及具体实现核心代码,对开发过程中遇到的困难进行了剖析,如车位选择预订时如何区分相邻车位问题,百度地图室内导航有盲区,误差大等问题。

　　第五章智能停车场引导系统的测试。智能停车场引导系统设计并实现后,本章首先在国内主流的三款Android智能手机对该系统的各个功能模块及整体功能进行逐一测试。为了保障客户端软件的实用性与兼容性,本章最后利用百度云移动测试中心(MTC)对本客户端软件进行了不同维度的云端测试。最后对本文进行了总结与展望,提出了本系统需要改进及拓展的地方,并对本产品的实用价值和商业市场潜力进行了相应的展望。

　　安卓平台的智能停车场引导系统演示：

欢迎界面

注册界面

登录界面

停车场查询界面

停车场搜索界面

内部正向导航

目录

　　第一章 绪论
　　　　1.1 课题研宄背景及意义
　　　　　　1.1.1 课题研究背景
　　　　　　1.1.2 课题研宄的意义
　　　　1.2 停车场引导系统的发展
　　　　　　1.2.1 国外停车场引导系统的发展状况
　　　　　　1.2.2 国内停车场引导系统的发展现状
　　　　1.3 本文结构安排及主要研宄内容
　　第二章 智能停车场的关键技术
　　　　2.1 Android平台相关技术
　　　　　　2.1.1 Android操作系统简介
　　　　　　2.1.2 Android应用程序四大组件
　　　　2.2 百度地图相关技术
　　　　　　2.2.1 百度地图定位简介
　　　　　　2.2.2 百度地图密钥的申请
　　　　　　2.2.3 Eclipse中配置百度地图SDK的方法
　　　　2.3 数据库相关技术
　　　　　　2.3.1数据库的概念及特点
　　　　　　2.3.2　MySQL数据库的简介以及优势
　　　　2.4 车辆检测相关技术
　　第三章 智能停车场服务器端的配置及通信协议设计
　　　　3.1 服务器的配置以及设计
　　　　　　3.l.l Ngnix的配置
　　　　　　3.1.2 服务器Tomcat的配置设计
　　　　　　3.1.3 数据库MySQL模块的配置与设计
　　　　　　3.1.4 Ngnix与Tomcat对接的模块设计
　　　　　　3.1.5 Tomcat与MySQL的对接配置设计
　　　　3.2 服务端与客户端的通信协议设计
　　　　　　3.2.1 JSON数据格式的简介
　　　　　　3.2.2 停车场协议简介
　　　　3.3 停车场实时数据的结构化描述语言设计
　　第四章 智能停车场引导系统的设计与实现
　　　　4.1 注册模块
　　　　　　4.1.1 注册模块的安卓端设计
　　　　　　4.1.2 注册模块的安卓端实现
　　　　　　4.1.3 注册模块服务器端的实现
　　　　4.2 登录模块
　　　　　　4.2.1 安卓端登录模块的设计
　　　　　　4.2.2 登录模块安卓端的实现
　　　　　　4.2.3 服务端的实现
　　　　4.3 停车场的查询模块
　　　　　　4.3.1 客户端查询模块的设计
　　　　　　4.3.2 客户端查询模块的实现
　　　　　　4.3.3 服务器端的实现
　　　　4.4 APP的导航模块
　　　　　　4.4.1 外部导航的实现
　　　　　　4.4.2 内部导航模块的设计与实现
　　　　　　4.4.3 内部导航服务端的实现
　　　　4.5 车位的预订与支付模块
　　　　　　4.5.1 车位的预订模块
　　　　　　4.5.2 支付模块
　　　　4.6 充值模块
　　　　　　4.6.1 充值模块的客户端设计
　　　　　　4.6.2 充值的客户端实现
　　　　　　4.6.3 充值功能的服务端的实现
　　　　　　4.6.4 说明
　　　　4.7 停车场剩余车位的实时更新功能实现
　　　　4.8 注销登录模块的实现
　　第五章 智能停车场引导系统测试
　　　　5.1 测试概述
　　　　5.2 客户端功能测试
　　　　5.3 基于MTC的客户端总体功能测试
　　　　　　5.3.1 全面兼容测试
　　　　　　5.3.2 深度性能测试
　　　　　　5.3.3 深度遍历测试
　　　　5.4 测试结论
　　总结与展望
　　参考文献
　　致谢

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