31-基于ZigBee的车位引导系统设计与实现

1  选题背景与意义

        当前城市停车领域的核心矛盾，催生了基于 ZigBee 的车位引导系统的研究需求。城市汽车保有量激增，“找位难、停车慢” 成为普遍问题，传统停车场依赖人工引导或车主盲目寻找，导致车位利用率低、出入口拥堵；现有车位引导方案存在明显短板，如红外、地磁等有线方案布线复杂、维护成本高，WiFi、蓝牙等无线方案则存在功耗高、多设备通信干扰大的问题；最后，智慧交通与智慧城市建设加速推进，要求停车系统具备实时性、低功耗、低成本的物联网特性，而 ZigBee 技术的低功耗、短距离、多节点组网优势，恰好适配车位引导场景的技术需求，填补了现有方案的适配缺口。

        基于ZigBee的车位引导系统可实时显示空余车位位置，引导车主快速找到车位，减少无效行驶时间，缓解停车场内拥堵，显著提升停车体验，ZigBee 的低功耗特性降低设备续航与维护成本，多节点组网能力支持大规模车位统一监测，实时数据可帮助管理方精准掌握车位使用情况，优化资源分配，提升停车场整体利用率，符合智慧交通与智慧城市的建设方向，可为后续智慧停车系统的扩展提供技术基础，甚至通过车位数据联动城市交通系统，间接缓解城市道路拥堵，助力绿色出行。

2  技术框架

技术框架：ZigBee终端节点*2+ZigBee协调器节点+WiFi无线通信技术（MQTT协议）+腾讯云平台+微信小程序

开发环境：ZigBee开发环境：IAR Embedded Workbench开发环境；上位机开发环境：腾讯云平台+微信小程序

3  实现功能

1. 车位监测：实时监测车位是否有车，为了防止红外误触发的情况，选用E18-D80NK漫反射光电红外传感器触发和HX711压力传感器触发，则判定为车位被占。
2. 车位指示灯：当车位处于有车状态，则指示灯为红色，当车位处于空闲状态，则指示灯为绿色。
3. 计时：当车位处于有车状态，开始计时，并显示在OLED屏幕上。
4. 按键控制：管理员可以通过按键和屏幕结合设定停车场总车位数及控制道闸的开关。
5. 屏幕显示：通过OLED屏幕显示两个车位的实际情况，并具备→指向和车位停车时间，总车位数、剩余车位数量。
6. 小程序远程监测：通过Wi-Fi无线通信技术将监测数据上传至腾讯云平台，可以进行远程进行车位监测，用户可以通过小程序查看停车场的车位数量和剩余车位以及车位的使用情况。

4  系统总体设计

基于 ZigBee 的车位引导系统架构，可分为感知层、网络层、协调控制层、云平台与应用层四个部分，各模块协同实现车位监测、数据传输与智慧引导。

1. 感知层（ZigBee 终端节点）

每个车位配置ZigBee 终端节点（以 CC2530 无线射频模块为核心），并连接：

• 光电红外传感器 + 压力传感器：双重检测车位是否被占用（红外检测遮挡、压力检测重量变化，提升检测精度）；
• 指示灯：现场显示车位状态（如 “红 / 绿” 表示 “占用 / 空闲”）。

2. 网络层（ZigBee 组网）

多个终端节点通过ZigBee 无线通信自组成网，实现车位状态数据的低功耗、分布式传输（ZigBee 适合短距离、多节点场景，能覆盖停车场内大量车位）。

3. 协调控制层（ZigBee 协调器节点）

ZigBee 协调器节点（同样基于 CC2530 模块）是网络核心：

• 接收所有终端节点的车位数据；
• 控制道闸（管理车辆进出）、屏幕（显示剩余车位、引导路径等）；
• 连接按键（支持手动调试或紧急控制）；
• 通过WiFi 无线通信，将数据 “发布” 到云平台。

4. 云平台与应用层（腾讯云 + 手机端）

• 腾讯云平台：作为数据中枢，存储、处理车位信息；
• 手机端：通过 “订阅 / 推送消息” 与云平台交互，用户可远程查看车位状态、接收引导提示，实现 “手机端 - 云平台 - 停车场系统” 的智慧联动。

整体流程：传感器检测车位→ZigBee 组网传数据→协调器处理并控制设备→WiFi 上传云平台→手机端远程交互，最终解决 “找位难” 问题，提升停车场管理与用户体验。

5  实物效果图