摘 要 為了保證車輛能夠安全停放在嵌地式立體車庫的車位上，介紹了一種新型嵌地式立體車庫的水平檢測報警系統(tǒng)，對嵌地式立體車庫進(jìn)行安全檢測。采用電子加速度傳感器檢測車輛的安全停放，加速度傳感器的輸出信號通過單片機的采集和處理，得到車位的傾斜角度數(shù)據(jù)，判斷停車位上的車輛是否安全，由加速度傳感器構(gòu)成的嵌地式立體車庫的水平檢測系統(tǒng)，及時對車位水平狀況出現(xiàn)故障進(jìn)行報警，保證了嵌地式立體車庫安全的運行。

關(guān)鍵詞 立體車庫 加速度傳感器 單片機 報警系統(tǒng)

中圖分類號：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

目前，隨著人民生活水平的提高，汽車逐漸普及，“停車難”的問題日趨加劇。大型娛樂場所、停車場、居民小區(qū)，尋找車位十分困難，而且購買車位價格昂貴。嵌地式立體車庫的出現(xiàn)，使停車難問題得到了解決。

目前市場上立體車庫的種類很多，在實際應(yīng)用過程中由于立體停車位沒有防側(cè)滑裝置，車輛停放在車位上，由于汽車自身質(zhì)量較大，導(dǎo)致在車位升降過程中出現(xiàn)車位傾斜問題，嚴(yán)重時車輛甚至劃出停車位。以上問題極大的影響了車庫使用的安全性、穩(wěn)定性和高效性。因此立體車位的水平安全監(jiān)測系統(tǒng)至關(guān)重要，目前國內(nèi)大多采用標(biāo)尺和經(jīng)緯儀配合使用測量垂直度，由于立體車位在運行過程中是運動的，測量傾斜角比較困難，精度上也受到一定的影響，導(dǎo)致測量結(jié)果不夠準(zhǔn)確，無法實現(xiàn)對車位水平度的準(zhǔn)確無誤的檢測。針對目前市場立體車庫存在的問題，設(shè)計了一種新型嵌地式立體車庫以及水平檢測系統(tǒng)，并將立體車庫進(jìn)行了系列化設(shè)計。嵌地式立體車庫水平檢測系統(tǒng)由計算機、加速度傳感器、單片機相結(jié)合組成，對嵌地式立體車庫進(jìn)行實時監(jiān)控報警。

1 嵌地式立體車庫整體結(jié)構(gòu)

嵌地式立體車庫系統(tǒng)是由多個兩層立體車庫并行排列組成，鋼架結(jié)構(gòu)及負(fù)一層車位全部潛入地下，地面車位與地面水平的系統(tǒng)。嵌地式立體車庫的車位上升與下降過程，分別由上位極限開關(guān)與下位極限開關(guān)限制。嵌地式立體車庫系統(tǒng)采用噪音小、動力大的電動推桿做為動力源，采用鏈條與鏈輪配合作為車庫的動力牽引裝置。立體車庫的鋼結(jié)構(gòu)支柱四周采用圍抱式防側(cè)滑結(jié)構(gòu)，保證車位在運行過程中的穩(wěn)定。

2 車位監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)計

車位水平檢測系統(tǒng)主要由主控芯片模塊、傳感器模塊、報警模塊和電源模塊組成。主控芯片模塊采用單片機作為系統(tǒng)的集中控制處理器，傳感器模塊采用一個雙軸SCA60C車位水平檢測加速度傳感器作為嵌地式立體車庫的水平檢測裝置，實時監(jiān)測車位的水平情況。單片機接收傳感器反饋信號通過A/D轉(zhuǎn)換，對車位的情況分析并及時反饋計算機，傳感器與單片機之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，對嵌地式立體車庫車位進(jìn)行實時監(jiān)測，并對車位出現(xiàn)的傾斜情況進(jìn)行聲光報警，電源模塊主要采用+5V電源對芯片進(jìn)行供電。嵌地式立體車庫系統(tǒng)安裝無線收發(fā)裝置，車主可以近距離無線遙控操作車位升降。

3車位水平檢測系統(tǒng)

嵌地式立體車庫傾角檢測采用SCA60C雙軸加速度傳感器，安裝方式采用雙軸水平放置，能夠準(zhǔn)確測量車位坐標(biāo)的X軸和Y軸的-90€爸？0€胺段詰那憬??？

嵌地式立體車庫車位傾，假設(shè)傾斜角為車位前后傾斜的角度，傾斜角為車位左右傾斜的角度。根據(jù)傳感器的安裝方式：（1）設(shè)置車位向左傾斜，角度值為正；（2）向右傾斜為負(fù)；（3）車位向前傾斜，傾斜角值為正；（4）向后傾斜，傾斜角度為負(fù)值。

當(dāng)嵌地式立體車庫的車位出現(xiàn)傾斜時，車位會與水平面出現(xiàn)一定夾角，通過計算夾角度數(shù)，對車位水平狀況進(jìn)行監(jiān)測。

以車位向左、前傾斜為例，車位向左、前傾斜示意圖。假設(shè)傳感器檢測傾角邊長為固定常數(shù)l，車位向左傾斜，車位左側(cè)邊與Y軸方向夾角為；車位向前方向傾斜，前側(cè)邊與X軸方向夾角為，夾角DAC（）計算滿足如下公式（當(dāng)立體車位只向單方向傾斜，則可以直接判斷車位傾向，

在Rt△ACD中，最終計算傾角，需要計算出AC邊長和AD邊長以及AB和AG邊長，AB、AG邊長計算

BC = AG （1）

AB = 1* （2）

AG = 1* （3）

（2）式中：車位的邊長設(shè)為l，為車位在X軸方向的傾角，AB為車位在X軸方向上投影的長度；（3）式中：車位的邊長設(shè)為，為車位在Y軸方向的傾角，AG為車位在Y軸方向上投影的長度；

AC = = （4）

AD = （5）

式中l(wèi)為常數(shù)，聯(lián)立方程（4），（5），應(yīng)用余弦公式，計算傾斜角度的余弦值：

= = （6）

公式（6）中，計算出傾斜角度的余弦值，對余弦值取反，計算傾斜角度：

= （） （7）

式（7）中：為車位的傾角

4 立體車庫的軟件設(shè)計

程序語言設(shè)計是嵌地式立體車庫的軟件系統(tǒng)設(shè)計的核心部分，更加強調(diào)的是靈活性，控制整個嵌地式立體車庫系統(tǒng)的傾斜角度的檢測過程。檢測程序存儲到單片機里，程序初始化，加速度檢測傳感器開啟，輸出高電平，當(dāng)傳感器輸出低電平時，傳感器自身出現(xiàn)故障，進(jìn)行聲光報警。

如果傳感器全部正常運行，傳感器開啟后，傳感器輸出高電平，當(dāng)車位垂直度發(fā)生變化時，加速度傳感器反饋信號與初始化之前明顯不同，進(jìn)行聲光報警。

5實驗結(jié)果

在實際的嵌地式立體車庫樣機上進(jìn)行了實驗，當(dāng)輸出端輸出+0.5V電壓，加速度傳感器可以準(zhǔn)確測量車位的傾斜角度。當(dāng)立體車位與水平地面成90度夾角，輸出端輸出+5V電壓。當(dāng)輸出電壓在0.5～5V范圍波動時，電壓正比于車位的傾斜角度，角度測量范圍是0～90度。實驗中，主要針對小角度傾角測量，選取€？度和€？度為實驗測量角，檢驗報警系統(tǒng)的靈敏度和準(zhǔn)確性，通過試驗檢測立體車位的水平檢測系統(tǒng)能準(zhǔn)確無誤的判斷出車位的傾斜方向。車位前后傾角用€%Z表示，左右傾角用€%[表示。當(dāng)€%Z等于0度且€%[等于0度，車位水平，其余情況系統(tǒng)都將報警。

6 結(jié)語

上述實驗數(shù)據(jù)證明，嵌地式立體車庫的水平檢測報警系統(tǒng)，能夠?qū)崟r對車位水平程度的檢測，并能準(zhǔn)確、及時判斷車位出現(xiàn)傾斜等意外情況，及時避免零件老化造成的事故，實現(xiàn)了嵌地式立體車庫的自動化和智能化。