本发明属于停车场引导技术领域，具体涉及基于无线通信网络的停车场智能化控制方法与系统。
背景技术：
现有的停车场引导技术，大多是单独的进场引导技术，或者是单独的找回车辆技术，或者是单独的离场引导技术，并未出现将上述三种引导技术整合的技术方案，以使得停车场引导技术更加成熟，车主的体验更佳。
技术实现要素：
基于现有技术中存在的上述不足，本发明提供基于无线通信网络的停车场智能化控制方法与系统。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
基于无线通信网络的停车场智能化控制方法，包括以下步骤：
s1、初始化，分别建立第一控制逻辑表、第二控制逻辑表、第三控制逻辑表；
第一控制逻辑表，对应于进场引导模式，包括各引导节点的位置至各车位的所有路径及其对应的距离、控制逻辑，根据所有路径的距离从短到长排序；
第二控制逻辑表，对应于找回车辆模式，包括各引导节点的位置至各车位的所有最短路径及其对应的控制逻辑；
第三控制逻辑表，对应于离场引导模式，包括各引导节点至各出口的所有路径及其对应的距离、控制逻辑，根据所有路径的距离从短到长排序；
其中，引导节点沿车道路径设置；
然后执行s2；
s2、判断停车场内随车装置的工作模式；若为进场引导模式，则执行s3；若为找回车辆模式，则执行s7；若为离场引导模式，则执行s9；
s3、获取空闲车位集合并定位车辆当前所处的位置，从空闲车位集合中筛选出距离车辆当前位置距离最近的目标车位，规划至目标车位的最短路径，并根据第一控制逻辑表的控制逻辑控制沿车道路径设置的各引导节点以执行引导；然后执行s4；
s4、每隔预定时长重新获取空闲车位集合，并将其与上一时刻获取的空闲车位集合进行比对；若相同，则执行s5；若不同，则执行s6；
s5、通过车位探测节点判断目标车位是否有车辆；若有，则随车装置与目标车位关联，进场引导模式执行完毕；若无，则执行s3；
s6、将当前时刻获取的空闲车位集合替换上一时刻获取的空闲车位集合，并执行s3；
s7、定位随车装置对应的引导节点的位置，筛选出其与关联的目标车位的最短路径，根据第二控制逻辑表的控制逻辑控制引导节点执行引导；然后执行s8；
s8、判断引导至的目标车位是否读取到与其关联的随车装置；若是，则找回车辆模式执行完毕；若否，则执行s7；
s9、定位车辆当前所处的位置，筛选出其与选定的目标出口的最短路径，根据第三控制逻辑表的控制逻辑控制引导节点执行引导。
作为优选方案，所述步骤s9之后还包括：
s10、判断目标出口是否改变；若否，执行s11；若是，执行s12；
s11、判断车辆是否进入目标出口节点；若是，执行s13；若否，执行s9；
s12、用改变后的目标出口替换改变前的目标出口，然后执行s9；
s13、车辆通过目标出口离场，清除随车装置及其对应的目标车位信息，离场引导模式执行完毕。
作为优选方案，所述随车装置的工作模式手动选择，默认模式为进场引导模式；对于待进场车辆，所述步骤s2之前还包括：
s01、实时监测停车场各入口节点是否有车辆进入；若有，则执行s02；
s02、获取停车场的空闲车位数e；若e等于0，则执行s03；若e不等于0，则执行s04；
s03、发送禁入命令至各入口节点，入口节点提示禁入信息，然后继续执行s02；
s04、发放随车装置，随车装置置于车内，随车装置默认工作于进场引导模式；然后执行s3。
作为优选方案，所述引导节点通过控制led指示灯的颜色变化以执行引导。
作为优选方案，根据控制逻辑控制引导节点以执行引导，具体包括：
设随车装置当前处于引导节点gj，j为正整数；当随车装置到达最短路径中的引导节点gj 1，则熄灭引导节点gj 1的led指示灯，并以绿色点亮引导节点gj 2的led指示灯，以此类推。
作为优选方案，所述步骤s3和步骤s9中，若当前时刻停车场内有多辆车处于车道，判断当前车辆的视距位置是否有车；若有，则搜索当前车辆到目标车位或目标出口的所有路径，结合当前车辆的位置，在不倒车的情况下，判断规划路径中有无可绕过视距位置的路径；若有可绕过视距位置的路径，则以绿色led指示灯引导当前车辆切换至可绕过视距位置的路径；若无可绕过视距位置的路径，则视距位置对应的led指示灯亮红色，提示当前车辆等待；其中，当前车辆的视距位置为当前车辆所处引导节点对应的位置按照规划路径的下一个引导节点对应的位置。
本发明还提供基于无线通信网络的停车场智能化控制系统，应用如上任一方案所述的停车场智能化控制方法，所述停车场智能化控制系统包括：
随车装置包括mcu、电池、电源处理电路、第一rf模块、按键和显示屏，电池通过电源处理电路与mcu电连接，第一rf模块、按键和显示屏均与mcu电连接；按键用于切换进场引导模式、找回车辆模式、离场引导模式，显示屏用于显示人机交互信息；
入口节点，与设置于停车场入口的摄像头、随车装置发放机、道闸信号连接，摄像头用于拍摄进入停车场的车辆牌照，随车装置发放机用于发放随车装置，道闸抬起以使车辆进入停车场；入口节点绑定车辆牌照与随车装置的id号，与计算机无线连接；
引导节点，沿车道的路径依次设置，与计算机无线连接，用于根据计算机下发的控制逻辑执行车辆引导；引导节点与随车装置进行射频无线通讯，以实现位置定位；
车位探测节点，对应于各车位设置，与计算机无线连接，用于判断车位是否有车辆；车位探测节点与随车装置进行射频无线通讯，以实现寻车定位；
出口节点，与计算机无线连接；出口节点与随车装置进行射频无线通讯，以获取离开停车场的车辆信息；
计算机，与入口节点、引导节点、车位探测节点、出口节点交互，以接收各节点上报的信息以及下发相应的控制指令至各节点。
作为优选方案，所述停车场智能化控制系统还包括zigbee协调器以及与zigbee协调器无线连接的多个zigbee路由节点，zigbee路由节点用于扩大zigbee无线网络范围；zigbee协调器与所述入口节点、引导节点、车位探测节点、出口节点无线连接，zigbee协调器与计算机有线连接，zigbee协调器用于生成zigbee网络，转发计算机下发的控制指令至相应的节点或将各节点上报的信息传输至计算机。
作为优选方案，所述引导节点包括第二无线mcu和与第二无线mcu电连接的第二rf模块、led指示灯；第二无线mcu与zigbee协调器无线连接；第二rf模块连接有第二天线，与随车装置的第一rf模块无线通讯；
所述车位探测节点包括第三无线mcu和与第三无线mcu电连接的第三rf模块、超声波传感器；第三无线mcu与zigbee协调器无线连接；第三rf模块连接有第三天线，与随车装置的第一rf模块无线通讯；
所述出口节点包括第四无线mcu和与第四无线mcu电连接的第四rf模块；第四无线mcu与zigbee协调器无线连接；第四rf模块连接有第四天线，与随车装置的第一rf模块无线通讯。
作为优选方案，所述停车场智能化控制系统，还包括：停车场入口道闸前一定距离设置的提示屏，提示屏与入口节点有线电连接，用于实时显示停车场内是否有空闲车位。
本发明与现有技术相比，有益效果是：
本发明的基于无线通信网络的停车场智能化控制方法与系统，能实现进场引导模式、找回车辆模式、离场引导模式的手动切换，满足停车场日常的引导需求，用户体验更佳。
附图说明
图1是本发明实施例的停车场的平面结构示意图；
图2是本发明实施例的随车装置的硬件图；
图3是本发明实施例的引导节点的安装俯视图；
图4是本发明实施例的引导节点的安装平视图；
图5是本发明实施例的引导节点的硬件图；
图6是本发明实施例的车位节点的硬件图；
图7是本发明实施例的出口节点的硬件图；
图8是基于无线通信网络的停车场智能化控制系统的构架图；
图9是基于无线通信网络的停车场智能化控制方法的流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
本发明实施例的基于无线通信网络的停车场智能化控制系统，应用于停车场。如图1所示，假设停车场有三个入口，二个出口，图中的黑色弹头为车辆，车辆的行驶方向如箭头所示。
具体地，基于无线通信网络的停车场智能化控制系统的构成，包括：
1、停车场的入口处
摄像头、随车装置发放机、道闸、入口节点(zigbee终端节点)。
车辆进入，摄像头用于拍摄其牌照，随车装置发放机发放随车装置，入口节点绑定车辆牌照与随车装置的id号。此时，司机取随车装置，置于车内，道闸抬起，以使车辆进入停车场。其中，随车装置的工作模式包括进场引导模式、找回车辆模式和离场引导模式，进场引导模式为默认工作模式。
如图2所示，随车装置包括mcu、锂电池、电源处理电路、第一rf模块、按键和显示屏，按键用于手动切换至进场引导模式、找回车辆模式或离场引导模式，电池通过电源处理电路与mcu电连接，第一rf模块、按键和显示屏均与mcu电连接；显示屏用于显示人机交互信息。另外，随车装置还可以包括语音电路，用于播报语音。
另外，在距停车场的入口道闸前方一定距离的位置，可以设置提示显示屏。提示显示屏用于实时显示停车场内是否有空闲车位，如此可避免车辆开到道闸处，发现没有空闲车位，又不得不倒回的情况。当司机看到提示显示屏显示无空闲车位，则不进入；当司机看到提示显示屏显示有空闲车位，则进入。
其中，提示显示屏与入口节点有线连接。
2、车道
(1)第二rf模块
任选一段双向车道为例说明，如图3和4所示，在双车道的分界线(虚线)上，等间距设置安装杆1，安装杆距离地面的高度以接近一般车高为宜。安装杆1顶部设置两个第二天线2，第二天线优选为扇形定向天线，每个第二天线连接一个第二rf模块，两个第二天线分别朝向一个车道，合理控制第二rf模块以适当功率工作，最大读取距离不超过如图3所示的距离d。图3中一个扇形区域即为一个第二rf模块的信号覆盖范围。安装杆之间的水平间距确定的原则：根据车辆的行驶方向，当前第二rf模块读不到车辆后，应确保车辆行驶方向的下一个第二rf模块能读到车辆，结合一般车长及扇形角度，据此合理设置此等间距值，即：车辆在车道上行驶或静止，保证至少一个第二rf模块能读到车辆。
(2)引导节点
车道分界虚线上任意的一个引导节点，其硬件构成如图5所示，包括第二无线mcu、第二rf模块、led灯带(即led指示灯)，第二无线mcu电连接一个第二rf模块和一段led灯带，在每个第二rf模块信号覆盖范围内，在地面设置安装一段红绿双色的led灯带，相邻的led灯带无缝连接，但每段led灯带单独受控；其中，第二rf模块连接有第二天线，第二无线mcu通过led灯带驱动电路控制led灯带，led灯带的宽度根据实际需要而定，其表面安装磨砂外壳，防止灯光刺眼。如图3所示，示例情况为左侧的二段显示绿色a、右侧的一段显示红色b。对于直线车道，led灯带设置为直线段式；对于转弯车道，led灯带设置为左或右转弯式箭头f。其中，第二无线mcu采用zigbee方案，称为zigbee终端节点，在停车场内布设若干个zigbee路由节点，即可扩大无线信号传播范围。
第二无线mcu与zigbee协调器无线连接，实现双向交互。
本发明实施例以zigbee组网为例详细说明。
引导节点作用：对随车装置定位、点亮led灯带进行引导。
(3)车位探测节点(以下简称车位节点)
如图6所示，为车位节点硬件构成，包括第三无线mcu及其电连接的第三rf模块和超声波传感器，超声波传感器安装在车位地面上或天花板上。
当超声波传感器安装在车位地面上：超声波从地面垂直往上发射，若当前车位有车，则可接收到反射信号；据此可判断车位是否有车。
当超声波传感器安装在天花板上：超声波从天花板垂直往下发射；若当前车位无车，则超声波返回的距离较大；若当前车位有车，则超声波返回的距离较小；据此可判断车位是否有车。
第三rf模块连接有第三天线，第三rf模块与随车装置的第一rf模块进行无线通信，读取随车装置存储的车位编号信息，以便停车后的寻车。
第三无线mcu与zigbee协调器无线连接，实现双向交互。
(4)出口节点
如图7所示，为出口节点硬件构成，包括依次电连接的第四无线mcu、第四rf模块和第四天线，第四rf模块与随车装置的第一rf模块进行无线通信，用于获取离开停车场的车辆信息。
第四无线mcu与zigbee协调器无线连接，实现双向交互。
本发明实施例的基于计算机监控的车辆引导系统采用zigbee方案，终端节点可分为四种：入口节点、出口节点、引导节点、车位探测节点，如图8所示。
入口节点、出口节点、引导节点、车位节点：都是zigbee终端节点(enddevice)。
zigbee路由节点(router)：用于扩大zigbee无线网络范围。
zigbee协调器(coordinator)：用于生成zigbee网络，管理入口节点、出口节点、引导节点、车位节点、zigbee路由节点，与计算机通信。一方面转发计算机的命令至各zigbee终端节点，一方面将采集/读取到的各节点状态、数据等信息传输给计算机。
计算机：运行数据处理、分析、计算、决策等。也称为服务器。
本发明实施例上述的第一rf模块、第二rf模块、第三rf模块、第四rf模块的无线频段优选为315mhz，避免与zigbee无线网络信号相互干扰。
3、引导车辆入位工作原理
假设停车场共有入口节点三个，车位节点n1个，引导节点n2个，出口节点二个。
(1)计算机控制zigbee协调器周期性下发命令给各车位节点，车位节点收到后应答，计算机系统便可获知当前哪些车位空闲，生成空闲车位集合。
(2)读取入口节点、出口节点，计算机系统即可获知当前场内车辆数，以及停车场内各车辆的身份id。
(3)车辆进入或离开停车场、停车场内已处于停车位的车辆发生移动(移到车道上或另外车位里，但未离场)，上述情况均触发计算机系统开始启动工作，换言之，若未发生上述情况，则计算机系统待机。
(4)若当前停车场内有至少一个空闲车位，车辆(记为c1)可进场，入口节点通知zigbee协调器，计算机系统启动工作。否则，道闸关闭，作相应提示。
(5)初始化。根据停车场内车道、引导节点设置、车位分布等实际情况，计算机系统先作初始化，事先存储所有各引导节点位置与所有各车位的最短路径、距离及其控制逻辑对应的控制逻辑表。
一、最短路径举例：
如图1所示，设车辆当前处于引导节点gj处，那么，gj位置到各个车位都有一个最短路径，例如，该位置到车位pk的最短路径为：gj-gj 1-gj 2-gj 3-gj 4-gj 5-gn-gn 1，距离为djk；到车位ps的最短路径为：gj-gj 1-gj 2-gj 3-gm-gm 1，距离为djs；其余以此类推，事先存储。其中，1≤k,s≤n1，1≤j≤n2-5，1≤m,n≤n2-1。
二、控制逻辑举例：
设车辆当前处于引导节点gj处，若当前分配到的车位是pk，则控制逻辑为：车辆到达相应的引导节点，则熄灭相应的引导节点连接的led灯带，并以绿色点亮其最短路径上的下一个相邻引导节点，即：首先熄灭引导节点gj连接的led灯带，并绿色点亮引导节点gj 1连接的led灯带，然后继续检测车辆所处位置；若发现车辆处于引导节点gj 1处，则熄灭引导节点gj 1连接的led灯带，并绿色点亮引导节点gj 2连接的led灯带；以此类推。
4、简单工作过程
最简单的情况：从车辆c1进场至其到达目标车位的整个过程，无其他车辆进场、离场，且整个过程中，停车场内所有其他车辆都静止不动。
现针对车辆c1，描述整个工作过程，具体如下：
设车辆c1当前所处位置为引导节点gj；
计算机系统先搜索停车场内的空闲车位，然后比较所有空闲车位与引导节点gj位置的距离d，分配距离d值最小的空闲车位给c1，假设为pk。因此，为车辆c1规划的最短路径为：gj-gj 1-gj 2-gj 3-gj 4-gj 5-gn-gn 1。
计算机控制zigbee协调器周期性地下发询问命令给各引导节点并等待应答。各引导节点收到后，转发询问命令并在设定时间内等待接收回复；若某引导节点(假设为引导节点gj)能接收到回复，表明车辆c1当前处于引导节点gj的位置(即实现了车辆c1的定位)，引导节点gj熄灭其连接的led灯带。zigbee协调器获知车辆c1的当前位置，通过查询事先存储的初始化的控制逻辑表，发送控制命令至引导节点gj 1，引导节点gj 1接收后，令其连接的led灯带点亮绿色，车辆c1的司机看到其前方led灯带亮绿色，往前行驶，到达引导节点gj 1的位置，引导节点gj 1连接的绿色led灯带熄灭；接下来，引导节点gj 2连接的led灯带点亮绿色；以此类推，直到最终到达车位pk。简言之，车辆到达某引导节点的位置，该位置对应的led灯带熄灭，规划路径上该位置的下一个引导节点连接的led灯带点亮绿色，实现有效引导，从而将司机带至目标车位。
5、复杂工作过程
本发明中所谓的系统判断、车速计算等功能，都是通过以下流程实现：计算机控制zigbee协调器发起询问-节点应答-zigbee协调器收到-传送给计算机进行判断。
(1)初始化增加内容
根据停车场内车道的分布、引导节点的设置、车位的分布等实际情况，系统先作初始化，事先存储所有各引导节点位置与所有各车位的所有路径及其对应的距离以及相应的控制逻辑，汇总形成控制逻辑表。例如：引导节点gj的位置至车位pk的路径共有t条，每一条路径都对应一个距离，将路径按距离从短到长进行排序。
(2)视距
假设车辆处于引导节点gj的位置，目标车位为pk，按照规划路径，引导节点gj的位置至下一个引导节点的位置的距离，称为视距。
(3)车速计算
车辆c1一旦到达引导节点gj的位置时，系统启动定时器，持续至车辆c1到达下一个引导节点的位置时，停止定时器。根据已知的下一个引导节点的位置与引导节点gj位置之间的距离，除以定时器计时的时间，即可得到车辆c1的车速。另外，对于车辆c1长期停留于引导节点gj的位置的情况，也是容易判断的，比如系统发现车辆c1长期处于引导节点gj。
(4)工作过程
假设某时刻停车场内有两辆车(分别记为c1、c2)处于车道上，且在运动中。
针对车辆c1：
系统判断是否要为车辆c1重新规划路径(即判断车辆c1的目标车位是否发生变化)，若是，则为车辆c1重新查询最短路径并执行led灯带的引导控制。
系统判断车辆c1的视距位置是否有车；若是，则可以执行以下引导方法中的任一种：
方法1：
搜索车辆c1到目标车位的所有路径，从所有路径中筛选出最短距离路线，结合车辆c1当前位置，在不倒车的情况下，判断筛选出的最短距离路线集合中有无可绕过视距位置的路径；若有可绕过视距位置的路径，则以绿色led灯带引导车辆c1切换至可绕过视距位置的新路径；若无可绕过视距位置的路径，则视距位置处的led灯带亮红色，提示车辆c1等待。
方法2：
搜索车辆c1到目标车位的所有路径，结合车辆c1当前位置，在不倒车的情况下，判断所有路径中有无可绕过视距位置的路径；若有可绕过视距位置的路径(无论是否是最短路径)，则以绿色led灯带引导车辆c1切换至可绕过视距位置的新路径；若无可绕过视距位置的路径，则视距位置处的led灯带亮红色，提示车辆c1等待。
方法3：
读取并比较车辆c1和视距位置处的车辆c2的车速，分别记为v1、v2。
若v1≤v2，无论已规划的路径是否包含视距位置，车辆c1按已规划的路径行进(即无需绕开视距位置，因为v1≤v2，跟前车行进即可)，车辆c2位置处的led灯带亮绿色。
若v1>v2，搜索c1到目标车位的所有路径，从所有路径中筛选出最短距离路线，结合车辆c1当前位置，在不倒车的情况下，判断筛选出的最短距离路线集合中有无可绕过视距位置的路径；若有可绕过视距位置的路径，则以绿色led灯带引导车辆c1切换至可绕过视距位置的新路径；若无可绕过视距位置的路径，则视距位置处的led灯带亮红色，提示车辆c1等待。
方法4：
若v1≤v2，无论已规划的路径是否包含视距位置，车辆c1按已规划的路径行进(即无需绕开视距位置，因为v1≤v2，跟前车行进即可)，车辆c2位置处的led灯带亮绿色。
若v1>v2，搜索车辆c1到目标车位的所有路径，结合车辆c1当前位置，在不倒车的情况下，判断所有路径中有无可绕过视距位置的路径；若有可绕过视距位置的路径(无论是否是最短路径)，则以绿色led灯带引导车辆c1切换至可绕过视距位置的新路径；若无可绕过视距位置的路径，则视距位置处的led灯带亮红色，提示车辆c1等待。
随车装置的工作模式由用户根据需要手动选择，默认模式为进场引导模式。
对于停车场内的车辆：
基于上述基于无线通信网络的停车场智能化控制系统，如图9所示，本发明实施例的基于无线通信网络的停车场智能化控制方法，具体包括以下步骤：
s1、初始化，根据停车场内车道、引导节点的设置、车位分布、出口分布等实际情况，分别建立、存储第一控制逻辑表、第二控制逻辑表、第三控制逻辑表；
第一控制逻辑表，对应于进场引导模式，包括各引导节点的位置至各车位的所有路径及其对应的距离、控制逻辑，根据所有路径的距离从短到长排序。例如，引导节点gj位置至车位pk的路径共有t1条，每一条路径都对应一个距离，将路径按距离从短到长排列。其中，第一控制逻辑表的示例如表1所示。
表1本发明实施例的第一控制逻辑表
第二控制逻辑表，对应于找回车辆模式，包括各引导节点的位置至各车位的所有最短路径及其对应的控制逻辑。例如，引导节点gj位置至车位pk的最短路径为gj-gj 1-gj 2-gj 3-gj 4-gj 5-gn-gn 1。其中，第二控制逻辑表的示例如表2所示。
表2本发明实施例的第二控制逻辑表
第三控制逻辑表，对应于离场引导模式，包括各引导节点至各出口的所有路径及其对应的距离、控制逻辑，根据所有路径的距离从短到长排序；例如，引导节点gj位置至第一出口的路径共有t2条，每一条路径都对应一个距离，将路径按距离从短到长排列。其中，本发明实施例的第三控制逻辑表的示例如表3所示。
表3本发明实施例的第三控制逻辑表
其中，找回车辆模式与进场引导模式较为相似，区别在于：对于进场引导模式，目标车位可能是动态的；而对于找回车辆模式，目标车位则是固定不变的。
然后执行s2。
s2、判断停车场内随车装置的工作模式；若为进场引导模式，则执行s3；若为找回车辆模式，则执行s8；若为离场引导模式，则执行s12。
s3、获取空闲车位集合，记为第一空闲车位集合，并定位车辆ci当前所处的位置；根据车辆ci定位得到的位置，读取第一空闲车位集合，并从中筛选出距离车辆ci当前位置最近的空闲车位pk，根据第一控制逻辑表，通过控制led灯带以执行引导。
具体引导方法如下：判断车辆ci的视距位置是否有车；若是，则搜索车辆ci到目标车位的所有路径，结合车辆ci当前位置，在不倒车的情况下，判断规划路径中有无可绕过视距位置的路径；若有可绕过视距位置的路径，则以绿色led灯带引导车辆ci切换至新路线；若无可绕过视距位置的路径，则视距位置处的led灯带亮红色，提示车辆ci等待。具体引导方法还可以执行上述方法1-4中的其它方法。
然后执行s4。
s4、每隔预定时长重新获取空闲车位集合，得到第二空闲车位集合，将其与第一空闲车位集合比较；即监测空闲车位是否发生变化，当有其他车辆离开车位会引起空闲车位的动态变化；
若第二空闲车位集合与第一空闲车位集合完全相同，则执行s5。
若第二空闲车位集合与第一空闲车位集合不完全相同，则执行s6。
s5、通过车位探测节点判断目标空闲车位pk是否有车辆入位；
若有(即表明车辆ci已经到达空闲车位pk，停止引导)，则执行s7。
若无(即表明车辆ci尚未到达空闲车位pk，继续引导)，则执行s3。
s6、将第二空闲车位集合替代或刷新第一空闲车位集合，然后执行s3。
s7、车辆ci入车位pk，随车装置与车位pk的车位节点相互关联，生成存储车位pk编号的记录，以关联随车装置与车位pk的对应关系，进场引导模式执行完毕，返回执行s2。
s8、计算机通过zigbee协调器，读取到随车装置发射给其当前所处位置对应的引导节点的无线信号，计算机即得知：处于引导节点gj位置的车主准备找回位于车位pk的车辆ci，然后执行s9。
s9、定位随车装置，并根据随车装置被定位得到的位置，从第二控制逻辑表中，筛选出随车装置当前位置与目标车位pk距离最近的路径及其对应的控制逻辑，通过控制led灯带，对车主执行引导。由于当前引导目标是车主，不是车，故不存在绕开视距位置或等待等问题。
具体引导办法：就是简单的led灯带点亮绿色来引导；获取随车装置首次出现的位置，将从该位置至目标车位pk的最短路径对应的led灯带全部点亮绿色，并保持设定的时间，目的是让车主快速获知完整路径；然后，就是随车装置到达某个引导节点，其相应的视距位置处的引导节点处的led灯带点亮绿色。另外，如果当前位置有二个及以上的随车装置存在，则车主可能会选错对应于自身的路线；但随着车主的移动，必然会出现引导节点只读到一个随车装置的情况，则后续引导就不存在路径混淆的情况。
然后执行s10。
s10、判断引导至的目标车位是否读取到与其关联匹配的随车装置；
若是，则执行s11。
若否，则执行s9。
s11、随车装置到达车位pk，即车主找到自己的车辆，找回车辆模式执行完毕，返回s2。
s12、计算机通过zigbee协调器，读取到随车装置发射给其当前所处车位节点的无线信号，计算机即得知：处于车位pk的车辆ci准备从第一目标出口离场；然后执行s13。
s13、定位车辆ci，根据车辆ci定位得到的位置，从第三控制逻辑表中，筛选出车辆ci当前位置与当前目标出口距离最近的路径及其对应的控制逻辑，通过控制led灯带，执行引导。
具体引导办法为：系统判断车辆ci的视距位置是否有车；若是，则搜索车辆ci到当前目标出口的所有路径，结合车辆ci当前位置，在不倒车的情况下，判断规划路径中有无可绕过视距位置的路径；若有可绕过视距位置的路径，则以绿色点亮led灯带以引导车辆ci切换至新路线；若无可绕过视距位置的路径，则视距位置处的led灯带亮红色，提示车辆ci等待。
具体引导方法还可以执行上述方法1-4中的其它方法。
然后执行s14。
s14、判断用户是否通过随车装置改变了目标出口；
若否，则执行s15。
若是，改变后的目标出口称为第二目标出口，则执行s16。
s15、判断车辆ci是否进入目标出口节点；
若是，则执行s17。
若否，则执行s13。
s16：用第二目标出口替代或刷新第一目标出口，然后执行s13。
s17：车辆ci通过目标出口离场，回收随车装置，清除随车装置存储的车位编号信息记录，离场引导模式执行完毕；返回s2。
对于待进场车辆，本发明实施例的基于无线通信网络的停车场智能化控制方法，在步骤s2之前，还包括以下步骤：
s01、系统实时监测停车场各入口节点是否有车辆进入；若有，执行s02；
s02、获取停车场的空闲车位数e；若e等于0，则执行s03；若e不等于0，则执行s04；
s03、发送禁入命令至各入口节点，入口节点提示禁入信息，然后继续执行s02；
s04、发放随车装置，司机将随车装置置于车内，随车装置默认工作于进场引导模式；然后执行s2。
以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。
1.基于无线通信网络的停车场智能化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1、初始化，分别建立第一控制逻辑表、第二控制逻辑表、第三控制逻辑表；
第一控制逻辑表，对应于进场引导模式，包括各引导节点的位置至各车位的所有路径及其对应的距离、控制逻辑，根据所有路径的距离从短到长排序；
第二控制逻辑表，对应于找回车辆模式，包括各引导节点的位置至各车位的所有最短路径及其对应的控制逻辑；
第三控制逻辑表，对应于离场引导模式，包括各引导节点至各出口的所有路径及其对应的距离、控制逻辑，根据所有路径的距离从短到长排序；
其中，引导节点沿车道路径设置；
然后执行s2；
s2、判断停车场内随车装置的工作模式；若为进场引导模式，则执行s3；若为找回车辆模式，则执行s7；若为离场引导模式，则执行s9；
s3、获取空闲车位集合并定位车辆当前所处的位置，从空闲车位集合中筛选出距离车辆当前位置距离最近的目标车位，规划至目标车位的最短路径，并根据第一控制逻辑表的控制逻辑控制引导节点以执行引导；然后执行s4；
s4、每隔预定时长重新获取空闲车位集合，并将其与上一时刻获取的空闲车位集合进行比对；若相同，则执行s5；若不同，则执行s6；
s5、通过车位探测节点判断目标车位是否有车辆；若有，则随车装置与目标车位关联，进场引导模式执行完毕；若无，则执行s3；
s6、将当前时刻获取的空闲车位集合替换上一时刻获取的空闲车位集合，并执行s3；
s7、定位随车装置对应的引导节点的位置，筛选出其与关联的目标车位的最短路径，根据第二控制逻辑表的控制逻辑控制引导节点执行引导；然后执行s8；
s8、判断引导至的目标车位是否读取到与其关联的随车装置；若是，则找回车辆模式执行完毕；若否，则执行s7；
s9、定位车辆当前所处的位置，筛选出其与选定的目标出口的最短路径，根据第三控制逻辑表的控制逻辑控制引导节点执行引导。
2.根据权利要求1所述的基于无线通信网络的停车场智能化控制方法，其特征在于，所述步骤s9之后还包括：
s10、判断目标出口是否改变；若否，执行s11；若是，执行s12；
s11、判断车辆是否进入目标出口节点；若是，执行s13；若否，执行s9；
s12、用改变后的目标出口替换改变前的目标出口，然后执行s9；
s13、车辆通过目标出口离场，清除随车装置及其对应的目标车位信息，离场引导模式执行完毕。
3.根据权利要求1所述的基于无线通信网络的停车场智能化控制方法，其特征在于，所述随车装置的工作模式手动选择，默认模式为进场引导模式；对于待进场车辆，所述步骤s2之前还包括：
s01、实时监测停车场各入口节点是否有车辆进入；若有，则执行s02；
s02、获取停车场的空闲车位数e；若e等于0，则执行s03；若e不等于0，则执行s04；
s03、发送禁入命令至各入口节点，入口节点提示禁入信息，然后继续执行s02；
s04、发放随车装置，随车装置置于车内，随车装置默认工作于进场引导模式；然后执行s3。
4.根据权利要求1所述的基于无线通信网络的停车场智能化控制方法，其特征在于，所述引导节点通过控制led指示灯的颜色变化以执行引导。
5.根据权利要求4所述的基于无线通信网络的停车场智能化控制方法，其特征在于，根据控制逻辑控制引导节点以执行引导，具体包括：
设随车装置当前处于引导节点gj，j为正整数；当随车装置到达最短路径中的引导节点gj 1，则熄灭引导节点gj 1的led指示灯，并以绿色点亮引导节点gj 2的led指示灯，以此类推。
6.根据权利要求5所述的基于无线通信网络的停车场智能化控制方法，其特征在于，所述步骤s3和步骤s9中，若当前时刻停车场内有多辆车处于车道，判断当前车辆的视距位置是否有车；若有，则搜索当前车辆到目标车位或目标出口的所有路径，结合当前车辆的位置，在不倒车的情况下，判断规划路径中有无可绕过视距位置的路径；若有可绕过视距位置的路径，则以绿色led指示灯引导当前车辆切换至可绕过视距位置的路径；若无可绕过视距位置的路径，则视距位置对应的led指示灯亮红色，提示当前车辆等待；其中，当前车辆的视距位置为当前车辆所处引导节点对应的位置按照规划路径的下一个引导节点对应的位置。
7.基于无线通信网络的停车场智能化控制系统，应用如权利要求1-6任一项所述的停车场智能化控制方法，其特征在于，所述停车场智能化控制系统包括：
随车装置包括mcu、电池、电源处理电路、第一rf模块、按键和显示屏，电池通过电源处理电路与mcu电连接，第一rf模块、按键和显示屏均与mcu电连接；按键用于切换进场引导模式、找回车辆模式、离场引导模式，显示屏用于显示人机交互信息；
入口节点，与设置于停车场入口的摄像头、随车装置发放机、道闸信号连接，摄像头用于拍摄进入停车场的车辆牌照，随车装置发放机用于发放随车装置，道闸抬起以使车辆进入停车场；入口节点绑定车辆牌照与随车装置的id号，与计算机无线连接；
引导节点，沿车道的路径依次设置，与计算机无线连接，用于根据计算机下发的控制逻辑执行车辆引导；引导节点与随车装置进行射频无线通讯，以实现位置定位；
车位探测节点，对应于各车位设置，与计算机无线连接，用于判断车位是否有车辆；车位探测节点与随车装置进行射频无线通讯，以实现寻车定位；
出口节点，与计算机无线连接；出口节点与随车装置进行射频无线通讯，以获取离开停车场的车辆信息；
计算机，与入口节点、引导节点、车位探测节点、出口节点交互，以接收各节点上报的信息以及下发相应的控制指令至各节点。
8.根据权利要求7所述的基于无线通信网络的停车场智能化控制系统，其特征在于，所述停车场智能化控制系统还包括zigbee协调器以及与zigbee协调器无线连接的多个zigbee路由节点，zigbee路由节点用于扩大zigbee无线网络范围；zigbee协调器与所述入口节点、引导节点、车位探测节点、出口节点无线连接，zigbee协调器与计算机有线连接，zigbee协调器用于生成zigbee网络，转发计算机下发的控制指令至相应的节点或将各节点上报的信息传输至计算机。
9.根据权利要求8所述的基于无线通信网络的停车场智能化控制系统，其特征在于，所述引导节点包括第二无线mcu和与第二无线mcu电连接的第二rf模块、led指示灯；第二无线mcu与zigbee协调器无线连接；第二rf模块连接有第二天线，与随车装置的第一rf模块无线通讯；
所述车位探测节点包括第三无线mcu和与第三无线mcu电连接的第三rf模块、超声波传感器；第三无线mcu与zigbee协调器无线连接；第三rf模块连接有第三天线，与随车装置的第一rf模块无线通讯；
所述出口节点包括第四无线mcu和与第四无线mcu电连接的第四rf模块；第四无线mcu与zigbee协调器无线连接；第四rf模块连接有第四天线，与随车装置的第一rf模块无线通讯。
10.根据权利要求7所述的基于无线通信网络的停车场智能化控制系统，其特征在于，所述停车场智能化控制系统还包括：停车场入口道闸前一定距离设置的提示屏，提示屏与入口节点有线电连接，用于实时显示停车场内是否有空闲车位。
技术总结