1、-83-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2023中国科技信息 2023 年第 7 期两星推荐随着我国经济与科技的稳步发展，人民生活水平不断提高，汽车作为最主要的交通工具步入了千家万户，随之而来的还有停车位资源的合理配置成为城区建设中的棘手问题。随着汽车保有量的不断增加，停车难问题也日益突出。而传统的车位管理方式，例如定点停车或者出租车位，效率低下，无法满足人们的日益增长的停车需求。因此，分时共享车位成为一种解决方案。让车位主在车位空闲时得以将车位租出，实现城市停车位的分时共享功能。本文将介绍基于 RT-Thread 操作系统设计的智能分
2、时共享车位锁，该车位锁可以通过实时监测车位使用情况，实现车位的智能分配和高效利用。同时，该车位锁还具有分时共享、智能管理、安全可靠等特点。我们希望通过该论文的研究，为智慧城市建设和智慧交通发展提供一种新的解决方案。研究背景和意义研究背景智能分时共享车位锁是一种基于物联网技术的新型车位共享模式，其背景源于城市停车难的问题。随着城市化的不断发展，车辆保有量不断增加，停车位的短缺问题越来越突出。传统的停车场建设需要占用大量土地和投入高昂的资金，而且不能有效利用已有的停车位资源。因此，智能分时共享车位锁应运而生，成为解决城市停车难问题的新方案。基于 RT-Thread 的智能分时共享车位锁，利用了物联
3、网技术，实现了车位锁与云端服务器之间的数据交互和远程控制，同时也能通过移动终端实现车位锁的远程操作和管理，方便用户进行停车预约、支付等操作。此外，基于 RT-Thread 的智能分时共享车位锁还具有防盗、防破坏等安全功能，可以有效保护车位锁和用户的财产安全。发展现状智能分时共享车位锁是一种通过智能化设备实现车位共享的模式，用户可以通过手机 APP 等方式预订车位，同时车位锁可以根据预订信息自动开启，用户可以在指定时间段内使用车位。这种模式可以最大化地利用停车位资源，提高城市停车位的利用率，降低车位建设成本，缓解城市停车难问题。目前，智能分时共享车位锁已经得到广泛的应用和推广。在国内，一些城市已
4、经建立了大规模的车位共享平台，包括滴滴、ofo、摩拜等大型共享经济平台。同时，也有一些专行业曲线开放度创新度生态度互交度持续度可替代度影响力可实现度行业关联度真实度魏 塽 孙明跃 赵宇航 罗树梅 涂明欣 汪义飞 闫庚龙茅台学院，酿酒工程自动化系基金项目名称：基于RT-Thread的智能分时共享车位锁基金项目编号：贵 州 省 大 学 生 创 新 创 业 训 练 计 划（S202214625020）本设计针对传统的停车方式往往存在着浪费、管理不便、停车难等问题，提出基于 RT-Thread 操作系统的智能分时共享车位锁系统的创新型观点。为智慧城市建设和智慧交通发展提供一种新的解决方案起到实现智能化
5、、便捷化的停车管理作用。从而实现智能化、便捷化的停车管理。智能共享车锁的研究前景非常广阔，未来将会在技术创新、市场应用、产业链完善、生态环境友好等方面发挥重要作用。一种基于 RT-Thread 的智能分时共享车位锁设计魏 塽 孙明跃 赵宇航 罗树梅 涂明欣 汪义飞 闫庚龙中国科技信息 2023 年第 7 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2023-84-两星推荐门的车位共享平台，如曹操专车推出的 曹操停车，其车位共享模式采用智能分时共享车位锁技术。在国外，Uber 推出了“Uber Parking”，也采用了智能分时共享车位锁技术，让用
6、户可以在预订车位后自动开启车位锁使用。智能分时共享车位锁是一种高效利用停车位资源的新型模式，可以有效解决城市停车难问题。随着物联网技术的不断发展和应用，智能分时共享车位锁的应用前景将会越来越广阔。发展意义智能分时共享车位锁是一个比较新的概念，它结合了物联网、云计算、移动互联网等技术，对于解决城市停车难问题具有很大的应用前景。随着城市化进程的加速和智能化水平的提升，基于 RT-Thread 的智能分时共享车位锁的市场前景十分广阔。在未来，智能停车系统将会成为城市停车管理的主流模式之一，智能分时共享车位锁也将成为其中重要的组成部分。智能共享车锁的研究前景非常广阔，未来将会在技术创新、市场应用、产业
7、链完善、生态环境友好等方面发挥重要作用。相关技术概述RT-Thread 操作系统RT-Thread 是一个开源的实时操作系统，适用于嵌入式系统，具有高效、可裁剪、可扩展的特点，可用于多种嵌入式应用场景，包括智能分时共享车位锁。智能分时共享车位锁可以通过网络连接，实现远程控制车位锁的状态，包括开锁、关锁等功能。同时，还可以实现用户的注册、预定、使用、支付等功能，实现车位资源的高效利用。在实现这些功能的过程中，需要考虑以下几个方面：硬件选型：选择适合嵌入式系统的硬件平台，包括处理器、存储器、通信模块等；网络连接：通过网络连接实现车位锁的远程控制和用户的远程操作，需要考虑网络稳定性、安全性等问题；车
8、位锁控制：实现车位锁的开锁、关锁等功能，需要通过硬件和软件实现；用户管理：实现用户的注册、预定、使用、支付等功能，需要设计相应的软件模块；系统稳定性和安全性：需要考虑系统的稳定性和安全性，包括防止恶意攻击、保证数据安全等问题。在以上方面进行设计和实现时，可以使用 RT-Thread提供的丰富的软件组件和工具，包括网络协议栈、文件系统、驱动程序、GUI 等，来加快开发和提高系统的可靠性。同时，还可以使用 RT-Thread 提供的实时调度器和多任务机制，来实现车位锁的多任务处理和系统的实时响应。无线通信技术智能分时共享车位无线通信技术是指车位锁、网关和终端设备之间通过无线通信技术实现数据传输和控
9、制操作的技术。根据具体的应用场景和需求，可以采用多种无线通信技术，如蓝牙、NFC、Wi-Fi 等。其中，蓝牙是一种短距离、低功耗的无线通信技术，适用于近场通信场景。在智能分时共享车位系统中，车位锁可以通过蓝牙与终端设备（如手机）进行连接和通讯，实现车位预订、使用等操作。NFC 是一种近距离的无线通信技术，适用于安全认证和数据传输场景。在智能分时共享车位系统中，车位锁可以通过 NFC 与终端设备进行连接和通讯，实现车位的身份验证和授权等操作。Wi-Fi 是一种高速、广覆盖的无线通信技术，适用于宽带互联网接入场景。在智能分时共享车位系统中，可以通过 WiFi接入网络，实现车位锁、网关和终端设备之间
10、的互联互通，实现车位预订、使用等操作。物联网技术智能分时共享车位锁需要连接网络，实现远程控制和数据传输，因此需要采用物联网技术，包括无线通信模块、网络通信协议等，将车位锁转化为一个可联网的智能设备。利用 RT-Thread 提供的物联网相关技术和模块，实现车位锁与互联网的连接和数据交互。传感器技术智能分时共享车位锁需要检测车位的占用情况和锁的状态，因此需要采用传感器技术，如超声波传感器、光电传感器、压力传感器等，可以实现对车位状态的精确检测。实现对车位的智能管理和实时监控。这种技术可以提高车位利用效率和管理效率，降低车位管理成本，同时也为用户提供了更加便捷的车位预订和使用服务。设计原理和系统架
11、构运作模式设计RT-Thread 是一个集实时操作系统（RTOS）内核、中间件组件和开发者社区于一体的技术平台，也是一个物联网操作系统，它具备物联网操作系统平台需要的所有关键组图 1 RT-Thread 系统的特点-85-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2023中国科技信息 2023 年第 7 期两星推荐件，包括 GUI、网络协议栈、安全传输、低功耗组件等。智能分时共享理念基于 RT-Tread 操作系统，租赁者通过微信小程序实时的填写租赁信息，承租者找到符合自己停车时段地点的信息。线上线下相结合，精准停车，为用户提供一个可靠、方便、实
12、用、及时、共享的车位出租平台，让用户方便快捷的寻找到附近可使用的闲置车位。通过产品，可以精确了解车位的实时情况，便于车位的管理和使用，降低管理人员的管理困难和压力，同时，还可以使空闲的私家车位得到出租和共享，方便了出行和资源循环。基本运作流程为用户需先注册成为车位锁共享平台用户，提供基本信息（姓名、手机号等），并绑定支付宝、微信等支付方式。通过手机 APP 查询并预约可用的车位锁，系统根据车位锁当前状态（是否空闲、电量等）推荐最优车位锁。根据定位到达车位锁附近后，通过手机 APP 开启车位锁，锁内的车位检测器检测到车辆停入后，将车位状态更新至云端。用户使用车位锁后，系统自动结算停车费用，用户可
13、在 APP 上查看费用明细并进行支付。在停车完成后，通过手机 APP 关闭车位锁，车位锁将状态更新至云端并释放车位，下一个用户可预约该车位锁使用。如果车位锁遭遇恶意损坏或非法入侵时，车位锁将自动报警，同时将报警信息上传至云端，由管理员处理。系统模块设计基于 RT-Thread 的智能分时共享车位锁可以分为以下几个模块：硬件模块、软件模块、云平台模块。硬件模块包括车位锁本身、车位检测器、网络模块（Wi-Fi 模块、蓝牙模块等）等，软件模块包括 RT-Thread 操作系统、应用程序、通信协议栈等，最后云端模块将车位锁数据上传至云端并进行处理，同时将云端指令下发到车位锁。智能分时共享车位锁的功能实
14、现系统启动流程车位锁的系统启动流程主要包括 RT-Thread 操作系统的启动、系统的初始化、网络模块的启动、定位模块的启动、传感器模块的启动、控制模块的启动和蜂鸣器模块的启动等。通过这些模块的协同作用，实现车位锁的正常使用和远程控制。实现过程基于 RT-Thread 的智能分时共享车位锁实现过程主要包括硬件设计和软件设计两个方面。在硬件方面，主要包括车位锁、控制器、传感器、通信模块等部分。车位锁是系统的核心部分，负责控制车位的锁定和解锁；控制器则是整个系统的控制中心，负责监测车位锁状态、处理各种指令和数据，并控制车位锁的锁定和解锁。传感器则是用于检测车位的占用状态，例如通过超声波或红外线传感
15、器检测车辆是否停靠在车位上。通信模块则是系统与互联网或其他设备进行通信的接口，可以通过 Wi-Fi、蓝牙、NB-IoT 等方式与云端或其他设备进行数据交互。在软件方面，则是基于 RT-Thread 操作系统的软件框架，主要包括驱动程序、应用程序和通信协议等部分。配置单片机的系统时钟和外设，包括 GPIO、USART、SPI 等。RT-Thread 操作系统提供了基础设施，包括线程管理、内存管理、驱动程序等，可以方便地开发和管理系统的各个功能模块。驱动程序负责控制各种硬件设备，例如车位锁控制器、传感器等；应用程序则是通过调用驱动程序和其他系统组件实现系统的各种功能，例如实现车位锁的锁定和解锁、图
16、 2 RT-Thread 操作系统线程调度图图 3 系统架构图图 4 系统模块设计图中国科技信息 2023 年第 7 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2023-86-两星推荐车位状态监测和管理等；通信协议则是用于系统与互联网或其他设备进行数据交互的协议。通过以上步骤的设计和编程实现，基于 RT-Thread 的智能分时共享车位锁的系统能够顺利地完成开关控制、状态检测和信息显示等功能，实现车位的分时共享，提高车位利用率，方便市民的停车需求。可行性和实用性基于 RT-Thread 的智能分时共享车位锁系统具有很高的可行性和实用性。首先，车位资源有限，而智能分时共享车位锁可以有效地利用这些资源，满足更多人的停车需求。其次，该系统采用智能化技术，具有自动化管理功能，可以极大地方便用户的使用，提高用户体验。此外，系统中还包括实时监测车位状态、车辆的进出等安全保障措施，确保用户使用过程中的安全性和便利性。综上所述，基于 RT-Thread 的智能分时共享车位锁系统是一种具有高可行性和实用性的解决方案。车位锁模型设计车位锁（见图 7）由外箱