引言

技术背景

1. 鸿蒙核心能力支撑

• 分布式软总线：实现手机与车机、停车场智能设备（如车位检测器、道闸）的低延迟（<20ms）互联，支持空位数据实时同步。
• 位置服务（Location Kit）：获取用户当前位置，结合地图服务（Map Kit）搜索附近停车场并计算最优路径。
• 网络请求（HTTP/HTTPS）：对接停车场管理系统 API（如捷顺、科拓、ETCP 等）获取实时空位数据。
• 分布式数据管理（KVStore）：缓存停车场信息、预订记录，实现弱网环境下的数据可用性及跨设备状态同步（如手机预订后车机同步显示）。
• 安全与支付：集成鸿蒙安全子系统（如生物识别、设备认证）及第三方支付 SDK（微信、支付宝、华为钱包），保障交易安全。
• 权限：位置、网络、存储、支付、后台运行。

2. 停车场空位检测技术路线

• 传感器检测：超声波/红外车位检测器、地磁传感器实时采集车位占用状态，通过 LoRa/NB-IoT 或 Wi-Fi 上传至云端。
• 视频分析：AI 摄像头识别车位线与车辆轮廓，通过边缘计算或云端分析输出空位数据（适合无固定传感器的停车场）。
• 数据聚合：鸿蒙 App 作为客户端，聚合多停车场数据，提供统一查询入口。

应用使用场景

不同场景下详细代码实现

场景 1：手机端实时查询附近停车场空位并导航

技术要点

• 获取用户位置 → 调用停车场 API 查询附近停车场及空位 → 地图标注空位状态 → 选择停车场并导航 → 支持预订。

停车场查询与服务类（ArkTS 完整代码）

// ParkingService.ets
import http from '@ohos.net.http';
import location from '@ohos.location';
import map from '@ohos.map';
import { BusinessError } from '@ohos.base';

// 停车场信息接口
interface ParkingLot {
  id: string;
  name: string;
  address: string;
  latitude: number;
  longitude: number;
  totalSpots: number;
  availableSpots: number; // 实时空位
  pricePerHour: number;
  distance?: number; // 距用户距离（米）
}

// 预订记录接口
interface BookingRecord {
  bookingId: string;
  parkingLotId: string;
  parkingLotName: string;
  spotNumber: string; // 预订的具体车位号（若有）
  userId: string;
  bookingTime: number; // 预订时间戳
  expiryTime: number; // 过期时间戳（如15分钟内未入场自动取消）
  licensePlate: string; // 车牌号
}

export default class ParkingService {
  private httpRequest = http.createHttp();

  // 获取当前位置
  async getCurrentLocation(): Promise<location.Location> {
    return new Promise((resolve, reject) => {
      location.getLocation(location.LocationRequest.newBuilder()
        .setPriority(location.Priority.HIGH_ACCURACY)
        .build(), (err: BusinessError, loc: location.Location) => {
        if (err) {
          console.error('[Parking] 获取位置失败:', JSON.stringify(err));
          reject(err);
        } else {
          resolve(loc);
        }
      });
    });
  }

  // 查询附近停车场空位
  async fetchNearbyParkingLots(lat: number, lng: number, radius: number = 5000): Promise<ParkingLot[]> {
    const url = `https://api.parking.com/v1/lots/nearby?lat=${lat}&lng=${lng}&radius=${radius}`;
    try {
      const response = await this.httpRequest.request(url, {
        method: http.RequestMethod.GET,
        header: { 'Content-Type': 'application/json', 'Authorization': 'Bearer YOUR_API_KEY' } // 替换为实际API密钥
      });
      if (response.responseCode === 200) {
        const data: any = JSON.parse(response.result as string);
        // 计算距离并过滤有空位的停车场
        return (data.lots as ParkingLot[])
          .map(lot => ({
            ...lot,
            distance: this.calculateDistance(lat, lng, lot.latitude, lot.longitude)
          }))
          .filter(lot => lot.availableSpots > 0)
          .sort((a, b) => a.distance! - b.distance!); // 按距离排序
      } else {
        console.error('[Parking] API返回异常码:', response.responseCode, '结果:', response.result);
      }
    } catch (err) {
      console.error('[Parking] 请求失败:', JSON.stringify(err));
    }
    return [];
  }

  // 计算两点间距离（米，简化版球面距离）
  private calculateDistance(lat1: number, lng1: number, lat2: number, lng2: number): number {
    const R = 6371000; // 地球半径（米）
    const dLat = (lat2 - lat1) * Math.PI / 180;
    const dLng = (lng2 - lng1) * Math.PI / 180;
    const a = Math.sin(dLat/2) * Math.sin(dLat/2) +
              Math.cos(lat1 * Math.PI / 180) * Math.cos(lat2 * Math.PI / 180) *
              Math.sin(dLng/2) * Math.sin(dLng/2);
    const c = 2 * Math.atan2(Math.sqrt(a), Math.sqrt(1-a));
    return R * c;
  }

  // 发起车位预订
  async bookParkingSpot(parkingLotId: string, spotNumber: string, licensePlate: string): Promise<BookingRecord | null> {
    const url = 'https://api.parking.com/v1/bookings';
    const bookingData = {
      parkingLotId,
      spotNumber,
      licensePlate,
      userId: 'user_harmony_123' // 实际应从用户系统获取
    };
    try {
      const response = await this.httpRequest.request(url, {
        method: http.RequestMethod.POST,
        header: { 'Content-Type': 'application/json', 'Authorization': 'Bearer YOUR_API_KEY' },
        extraData: JSON.stringify(bookingData)
      });
      if (response.responseCode === 200 || response.responseCode === 201) {
        const data: any = JSON.parse(response.result as string);
        return data.booking as BookingRecord;
      } else {
        console.error('[Parking] 预订失败:', response.responseCode, '结果:', response.result);
      }
    } catch (err) {
      console.error('[Parking] 预订请求失败:', JSON.stringify(err));
    }
    return null;
  }

  // 在地图上标记停车场空位状态
  markParkingLotsOnMap(mapController: map.MapController, lots: ParkingLot[]) {
    lots.forEach(lot => {
      const position = { latitude: lot.latitude, longitude: lot.longitude };
      // 根据空位率设置不同颜色标记（绿色：充足，黄色：紧张，红色：紧张）
      let color = '#00FF00'; // 绿色
      const occupancyRate = (lot.totalSpots - lot.availableSpots) / lot.totalSpots;
      if (occupancyRate > 0.7) color = '#FFFF00'; // 黄色
      if (occupancyRate > 0.9) color = '#FF0000'; // 红色

      mapController.addMarker({
        position,
        label: `${lot.name}\n空位:${lot.availableSpots}/${lot.totalSpots}`,
        icon: {
          uri: `data:image/svg+xml;charset=utf-8,<svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="24" height="24"><circle cx="12" cy="12" r="10" fill="${color}" stroke="#000" stroke-width="1"/></svg>` // 动态颜色圆形标记
        }
      });
    });
  }
}

场景 2：车位预订与分布式同步（手机→车机）

预订管理类（ArkTS 完整代码）

// BookingManager.ets
import distributedData from '@ohos.data.distributedData';

const BOOKING_STORE_CONFIG = {
  name: 'parkingBooking',
  options: { encrypt: true, persist: true, rebuild: false } // 加密存储预订记录
};

export default class BookingManager {
  private kvManager: distributedData.KVManager | null = null;
  private kvStore: distributedData.KVStore | null = null;

  constructor(context: any) {
    this.initKVManager(context);
  }

  async initKVManager(context: any) {
    try {
      const config = {
        bundleName: 'com.example.parking',
        userInfo: { userId: 'user_harmony_123' }
      };
      this.kvManager = await distributedData.createKVManager(config);
      this.kvStore = await this.kvManager.getKVStore(BOOKING_STORE_CONFIG.name, BOOKING_STORE_CONFIG.options);
      console.log('[Booking] KVStore 初始化成功');
    } catch (err) {
      console.error('[Booking] KVManager初始化失败:', JSON.stringify(err));
    }
  }

  // 保存预订记录到分布式数据库
  async saveBookingRecord(record: BookingRecord): Promise<boolean> {
    if (!this.kvStore) return false;
    const key = `booking_${record.bookingId}`;
    try {
      await this.kvStore.put(key, JSON.stringify(record));
      console.log(`[Booking] 预订记录保存成功: ${key}`);
      return true;
    } catch (err) {
      console.error('[Booking] 保存预订记录失败:', JSON.stringify(err));
      return false;
    }
  }

  // 获取用户所有有效预订
  async getValidBookings(): Promise<BookingRecord[]> {
    if (!this.kvStore) return [];
    const result: BookingRecord[] = [];
    const entries = await this.kvStore.getEntries('');
    entries.forEach(entry => {
      if (entry.key.startsWith('booking_')) {
        const record: BookingRecord = JSON.parse(entry.value as string);
        if (Date.now() < record.expiryTime) { // 未过期
          result.push(record);
        } else {
          this.kvStore.delete(entry.key); // 删除过期记录
        }
      }
    });
    return result;
  }
}

车机端预订同步与显示（ArkTS 完整代码）

// CarBookingReceiver.ets
import distributedData from '@ohos.data.distributedData';

const BOOKING_STORE_CONFIG = {
  name: 'parkingBooking',
  options: { encrypt: true, persist: true, rebuild: false }
};

export default class CarBookingReceiver {
  private kvManager: distributedData.KVManager | null = null;
  private kvStore: distributedData.KVStore | null = null;

  constructor(context: any) {
    this.initKVManager(context);
  }

  async initKVManager(context: any) {
    try {
      const config = {
        bundleName: 'com.example.car.parking',
        userInfo: { userId: 'user_harmony_123' }
      };
      this.kvManager = await distributedData.createKVManager(config);
      this.kvStore = await this.kvManager.getKVStore(BOOKING_STORE_CONFIG.name, BOOKING_STORE_CONFIG.options);

      // 监听预订记录变化（手机端保存后同步到车机）
      this.kvStore.on('dataChange', distributedData.SubscribeType.SUBSCRIBE_TYPE_REMOTE, (data) => {
        data.inserted?.concat(data.updated).forEach(entry => {
          if (entry.key.startsWith('booking_')) {
            const record: BookingRecord = JSON.parse(entry.value as string);
            this.showBookingOnCarUI(record);
          }
        });
        // 处理删除的记录（如过期取消）
        data.deleted?.forEach(key => {
          if (key.startsWith('booking_')) {
            this.removeBookingFromCarUI(key);
          }
        });
      });
      console.log('[CarBooking] 分布式数据监听已启动');
    } catch (err) {
      console.error('[CarBooking] 初始化失败:', JSON.stringify(err));
    }
  }

  // 在车机 UI 显示预订信息
  private showBookingOnCarUI(record: BookingRecord) {
    console.log(`[Car] 收到新预订: ${record.parkingLotName}, 车位:${record.spotNumber}, 过期时间:${new Date(record.expiryTime).toLocaleString()}`);
    // 实际开发调用车机 UI 组件更新预订列表或仪表盘提示
  }

  // 从车机 UI 移除过期预订
  private removeBookingFromCarUI(key: string) {
    const bookingId = key.replace('booking_', '');
    console.log(`[Car] 移除过期预订: ${bookingId}`);
    // 实际开发调用车机 UI 组件删除对应条目
  }
}

场景 3：无感缴费（离场自动扣费）

缴费服务类（ArkTS 完整代码）

// PaymentService.ets
import http from '@ohos.net.http';
import ble from '@ohos.bluetooth.ble'; // 假设通过 BLE 与道闸通信获取离场信息

export default class PaymentService {
  private httpRequest = http.createHttp();

  // 模拟通过 BLE 接收道闸离场通知（实际需与停车场 BLE 信标或车机 OBU 交互）
  async listenForExitNotification(callback: (licensePlate: string) => void) {
    // 简化示例：实际需扫描停车场 BLE 设备并监听特定广播
    console.log('[Payment] 开始监听离场 BLE 通知...');
    // 此处省略 BLE 扫描与连接代码，假设收到通知后调用 callback
    setTimeout(() => {
      callback('粤A12345'); // 模拟车牌号
    }, 5000);
  }

  // 查询停车费用
  async queryParkingFee(bookingId: string, exitTime: number): Promise<number> {
    const url = `https://api.parking.com/v1/bookings/${bookingId}/fee?exitTime=${exitTime}`;
    try {
      const response = await this.httpRequest.request(url, {
        method: http.RequestMethod.GET,
        header: { 'Content-Type': 'application/json', 'Authorization': 'Bearer YOUR_API_KEY' }
      });
      if (response.responseCode === 200) {
        const data: any = JSON.parse(response.result as string);
        return data.fee as number; // 单位：元
      }
    } catch (err) {
      console.error('[Payment] 查询费用失败:', JSON.stringify(err));
    }
    return 0;
  }

  // 发起无感支付
  async processPayment(fee: number, paymentMethod: 'wechat' | 'alipay' | 'huaweiwallet'): Promise<boolean> {
    const url = 'https://api.parking.com/v1/payments';
    const paymentData = {
      amount: fee,
      method: paymentMethod,
      userId: 'user_harmony_123',
      subject: '停车场停车费'
    };
    try {
      const response = await this.httpRequest.request(url, {
        method: http.RequestMethod.POST,
        header: { 'Content-Type': 'application/json', 'Authorization': 'Bearer YOUR_API_KEY' },
        extraData: JSON.stringify(paymentData)
      });
      if (response.responseCode === 200) {
        console.log('[Payment] 支付成功');
        return true;
      } else {
        console.error('[Payment] 支付失败:', response.result);
      }
    } catch (err) {
      console.error('[Payment] 支付请求失败:', JSON.stringify(err));
    }
    return false;
  }
}

原理解释

1. 空位检测数据流

2. 预订与同步原理

3. 无感缴费流程

核心特性

原理流程图

graph TD
    A[停车场传感器/视频分析] -->|上传数据| B[云端 API]
    B -->|提供接口| C[鸿蒙 App 请求空位数据]
    C --> D[解析并缓存数据]
    D --> E[地图标注空位状态]
    E --> F[用户选择停车场并预订]
    F --> G[调用 API 创建预订订单]
    G --> H[保存预订记录至分布式 KVStore]
    H --> I[手机/车机/手表同步显示预订]
    I --> J[用户驾车前往停车场]
    J --> K[到达预订车位，道闸自动识别抬杆]
    K --> L[离场时 BLE/道闸发送通知]
    L --> M[查询停车费用并自动扣费]
    M --> N[道闸开启，完成停车流程]

环境准备

1. 开发环境

• DevEco Studio：3.1+
• HarmonyOS SDK：API Version 9+（需支持分布式数据管理、Map Kit、Location Kit）
• 真机/模拟器：手机（HarmonyOS 3.0+）、车机（支持鸿蒙车机版）

2. 权限配置（module.json5）

"reqPermissions": [
  { "name": "ohos.permission.LOCATION", "reason": "获取用户位置以搜索附近停车场" },
  { "name": "ohos.permission.INTERNET", "reason": "请求停车场 API 数据" },
  { "name": "ohos.permission.DISTRIBUTED_DATASYNC", "reason": "同步预订记录至多端" },
  { "name": "ohos.permission.BLUETOOTH", "reason": "与停车场 BLE 设备通信（可选）" },
  { "name": "ohos.permission.READ_MEDIA", "reason": "读取车牌照片（若支持拍照识别）" },
  { "name": "ohos.permission.PAYMENT", "reason": "发起支付交易" }
]

3. 依赖引入

"dependencies": {
  "@ohos/map": "^1.0.0",
  "@ohos/location": "^1.0.0",
  "@ohos/distributedData": "^1.0.0",
  "@ohos/net.http": "^1.0.0",
  "@ohos/bluetooth.ble": "^1.0.0"
}

实际详细应用代码示例实现

手机端主页面（查询与预订）

// ParkingMainPage.ets
import { ParkingService } from './ParkingService';
import { BookingManager } from './BookingManager';
import map from '@ohos.map';

@Entry
@Component
struct ParkingMainPage {
  @State parkingLots: ParkingLot[] = [];
  @State mapController: map.MapController | null = null;
  @State bookingRecords: BookingRecord[] = [];
  private parkingService: ParkingService = new ParkingService();
  private bookingManager: BookingManager = new BookingManager(getContext(this));

  aboutToAppear() {
    this.loadNearbyParkingLots();
    this.loadBookingRecords();
  }

  async loadNearbyParkingLots() {
    try {
      const loc = await this.parkingService.getCurrentLocation();
      const lots = await this.parkingService.fetchNearbyParkingLots(loc.latitude, loc.longitude);
      this.parkingLots = lots;
      if (this.mapController) {
        this.parkingService.markParkingLotsOnMap(this.mapController, lots);
      }
    } catch (e) {
      console.error('加载停车场失败:', JSON.stringify(e));
    }
  }

  async loadBookingRecords() {
    this.bookingRecords = await this.bookingManager.getValidBookings();
  }

  build() {
    Column({ space: 10 }) {
      // 地图组件
      Map({ onReady: (controller) => this.mapController = controller })
        .width('100%')
        .height('50%')

      // 附近停车场列表
      Text('附近停车场').fontSize(20).fontWeight(FontWeight.Bold)
      List({ space: 10 }) {
        ForEach(this.parkingLots, (lot: ParkingLot) =>
          ListItem() {
            Column() {
              Text(lot.name).fontSize(16)
              Text(`${lot.address} | 空位:${lot.availableSpots}/${lot.totalSpots} | 距离:${lot.distance}m`)
                .fontSize(12)
                .fontColor(Color.Gray)
              Button('预订')
                .onClick(async () => {
                  // 模拟选择第一个可用车位
                  const spotNumber = `${Math.floor(Math.random() * lot.totalSpots) + 1}`;
                  const booking = await this.parkingService.bookParkingSpot(lot.id, spotNumber, '粤A12345');
                  if (booking) {
                    await this.bookingManager.saveBookingRecord(booking);
                    this.loadBookingRecords(); // 刷新预订列表
                  }
                })
            }.padding(10)
          }
        )
      }.layoutWeight(1)

      // 我的预订
      Text('我的预订').fontSize(20).fontWeight(FontWeight.Bold)
      List({ space: 5 }) {
        ForEach(this.bookingRecords, (record: BookingRecord) =>
          ListItem() {
            Column() {
              Text(record.parkingLotName).fontSize(16)
              Text(`车位:${record.spotNumber} | 过期时间:${new Date(record.expiryTime).toLocaleString()}`)
                .fontSize(12)
                .fontColor(Color.Gray)
            }.padding(10)
          }
        )
      }
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
    .padding(10)
  }
}

运行结果

• 启动 App 后自动定位并展示附近停车场列表及地图标记（绿色=空位充足，红色=紧张）。
• 点击“预订”按钮，调用 API 创建订单并保存至分布式数据库，手机与车机（若登录同一账号）同步显示预订记录。
• 模拟离场 BLE 通知后，自动查询费用并完成支付（需集成支付 SDK 并配置商户号）。

测试步骤以及详细代码

测试步骤

1. 环境配置：
   • 授予位置、网络、分布式同步权限。
   • 替换代码中 YOUR_API_KEY为实际停车场 API 密钥（可使用 Mock 数据模拟 API 响应）。
2. 空位查询测试：
   • 运行 ParkingMainPage，观察是否显示附近停车场及空位数量。
   • 模拟 API 返回不同空位数据（如 availableSpots: 0），验证是否过滤无空位停车场。
3. 预订同步测试：
   • 在手机端发起预订，检查 BookingManager.saveBookingRecord是否成功写入 KVStore。
   • 在车机端登录同一华为账号，运行 CarBookingReceiver，观察是否打印预订同步日志。
4. 无感缴费测试：
   • 模拟 BLE 离场通知（调用 PaymentService.listenForExitNotification的 callback）。
   • 验证费用计算与支付流程是否调用对应 API（可使用沙箱环境测试支付）。

Mock 数据示例（用于无 API 时测试）

// 在 ParkingService.fetchNearbyParkingLots 中临时替换 API 请求为 Mock 数据
// 替换 fetchNearbyParkingLots 方法内容为：
async fetchNearbyParkingLots(lat: number, lng: number, radius: number = 5000): Promise<ParkingLot[]> {
  console.log('[Parking] 使用 Mock 数据');
  return [
    {
      id: 'lot_001',
      name: '万达广场停车场',
      address: 'XX市XX区XX路1号',
      latitude: lat + 0.005,
      longitude: lng + 0.003,
      totalSpots: 200,
      availableSpots: 35,
      pricePerHour: 5
    },
    {
      id: 'lot_002',
      name: '市医院停车场',
      address: 'XX市XX区健康路2号',
      latitude: lat - 0.003,
      longitude: lng + 0.006,
      totalSpots: 150,
      availableSpots: 8,
      pricePerHour: 3
    }
  ].map(lot => ({ ...lot, distance: this.calculateDistance(lat, lng, lot.latitude, lot.longitude) }))
    .sort((a, b) => a.distance! - b.distance!);
}

部署场景

疑难解答

未来展望

• AI 车位预测：结合历史数据与实时路况，预测未来 1 小时空位变化趋势，提前推荐备选停车场。
• V2X 车路协同：通过车联网（V2X）接收前方停车场空位信息，实现“未达先知”。
• 碳积分激励：绿色出行（如拼车+停车）累积碳积分，兑换停车优惠券或商城礼品。
• AR 实景导航：通过手机 AR 摄像头叠加导航箭头，引导用户直达预订车位。

技术趋势与挑战

趋势

• 边缘计算普及：停车场本地部署边缘服务器，减少云端依赖，降低延迟至毫秒级。
• 数字孪生：构建停车场 3D 数字孪生模型，实时映射物理车位状态，支持沉浸式管理。
• 跨平台互认：不同城市、不同运营商停车场数据互通，实现“一码通停”。

挑战

• 数据安全与隐私：车牌、支付信息等敏感数据需符合《个人信息保护法》，需强化端侧加密与匿名化处理。
• 异构系统对接：不同停车场管理系统（如捷顺、科拓）接口差异大，需开发通用适配层。
• 极端场景鲁棒性：网络中断、传感器故障等异常情况下，需保证基础功能（如本地缓存预订）可用。

总结