摘 要 為了保證車輛能夠安全停放在嵌地式立體車庫(kù)的車位上，介紹了一種新型嵌地式立體車庫(kù)的水平檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，對(duì)嵌地式立體車庫(kù)進(jìn)行安全檢測(cè)。采用電子加速度傳感器檢測(cè)車輛的安全停放，加速度傳感器的輸出信號(hào)通過單片機(jī)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(kù)的水平檢測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)對(duì)車位水平狀況出現(xiàn)故障進(jìn)行報(bào)警，保證了嵌地式立體車庫(kù)安全的運(yùn)行。

關(guān)鍵詞 立體車庫(kù) 加速度傳感器 單片機(jī) 報(bào)警系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(chǎng)所、停車場(chǎng)、居民小區(qū)，尋找車位十分困難，而且購(gòu)買車位價(jià)格昂貴。嵌地式立體車庫(kù)的出現(xiàn)，使停車難問題得到了解決。

目前市場(chǎng)上立體車庫(kù)的種類很多，在實(shí)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(shí)車輛甚至劃出停車位。以上問題極大的影響了車庫(kù)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(cè)系統(tǒng)至關(guān)重要，目前國(guó)內(nèi)大多采用標(biāo)尺和經(jīng)緯儀配合使用測(cè)量垂直度，由于立體車位在運(yùn)行過程中是運(yùn)動(dòng)的，測(cè)量?jī)A斜角比較困難，精度上也受到一定的影響，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不夠準(zhǔn)確，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)車位水平度的準(zhǔn)確無誤的檢測(cè)。針對(duì)目前市場(chǎng)立體車庫(kù)存在的問題，設(shè)計(jì)了一種新型嵌地式立體車庫(kù)以及水平檢測(cè)系統(tǒng)，并將立體車庫(kù)進(jìn)行了系列化設(shè)計(jì)。嵌地式立體車庫(kù)水平檢測(cè)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、加速度傳感器、單片機(jī)相結(jié)合組成，對(duì)嵌地式立體車庫(kù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警。

1 嵌地式立體車庫(kù)整體結(jié)構(gòu)

嵌地式立體車庫(kù)系統(tǒng)是由多個(gè)兩層立體車庫(kù)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(kù)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(kù)系統(tǒng)采用噪音小、動(dòng)力大的電動(dòng)推桿做為動(dòng)力源，采用鏈條與鏈輪配合作為車庫(kù)的動(dòng)力牽引裝置。立體車庫(kù)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(yùn)行過程中的穩(wěn)定。

2 車位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

車位水平檢測(cè)系統(tǒng)主要由主控芯片模塊、傳感器模塊、報(bào)警模塊和電源模塊組成。主控芯片模塊采用單片機(jī)作為系統(tǒng)的集中控制處理器，傳感器模塊采用一個(gè)雙軸SCA60C車位水平檢測(cè)加速度傳感器作為嵌地式立體車庫(kù)的水平檢測(cè)裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車位的水平情況。單片機(jī)接收傳感器反饋信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換，對(duì)車位的情況分析并及時(shí)反饋計(jì)算機(jī)，傳感器與單片機(jī)之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，對(duì)嵌地式立體車庫(kù)車位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)車位出現(xiàn)的傾斜情況進(jìn)行聲光報(bào)警，電源模塊主要采用+5V電源對(duì)芯片進(jìn)行供電。嵌地式立體車庫(kù)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(cè)系統(tǒng)

嵌地式立體車庫(kù)傾角檢測(cè)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(cè)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(kù)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(kù)的車位出現(xiàn)傾斜時(shí)，車位會(huì)與水平面出現(xiàn)一定夾角，通過計(jì)算夾角度數(shù)，對(duì)車位水平狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

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(cè)傾角邊長(zhǎng)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(jì)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(jì)算傾角，需要計(jì)算出AC邊長(zhǎng)和AD邊長(zhǎng)以及AB和AG邊長(zhǎng)，AB、AG邊長(zhǎng)計(jì)算

BC = AG （1）

AB = 1* （2）

AG = 1* （3）

（2）式中：車位的邊長(zhǎng)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(zhǎng)度；（3）式中：車位的邊長(zhǎng)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(zhǎng)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(jì)算傾斜角度的余弦值：

= = （6）

公式（6）中，計(jì)算出傾斜角度的余弦值，對(duì)余弦值取反，計(jì)算傾斜角度：

= （） （7）

式（7）中：為車位的傾角

4 立體車庫(kù)的軟件設(shè)計(jì)

程序語(yǔ)言設(shè)計(jì)是嵌地式立體車庫(kù)的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心部分，更加強(qiáng)調(diào)的是靈活性，控制整個(gè)嵌地式立體車庫(kù)系統(tǒng)的傾斜角度的檢測(cè)過程。檢測(cè)程序存儲(chǔ)到單片機(jī)里，程序初始化，加速度檢測(cè)傳感器開啟，輸出高電平，當(dāng)傳感器輸出低電平時(shí)，傳感器自身出現(xiàn)故障，進(jìn)行聲光報(bào)警。

如果傳感器全部正常運(yùn)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(shí)，加速度傳感器反饋信號(hào)與初始化之前明顯不同，進(jìn)行聲光報(bào)警。

5實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在實(shí)際的嵌地式立體車庫(kù)樣機(jī)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，當(dāng)輸出端輸出+0.5V電壓，加速度傳感器可以準(zhǔn)確測(cè)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(dòng)時(shí)，電壓正比于車位的傾斜角度，角度測(cè)量范圍是0～90度。實(shí)驗(yàn)中，主要針對(duì)小角度傾角測(cè)量，選取€？度和€？度為實(shí)驗(yàn)測(cè)量角，檢驗(yàn)報(bào)警系統(tǒng)的靈敏度和準(zhǔn)確性，通過試驗(yàn)檢測(cè)立體車位的水平檢測(cè)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(bào)警。

6 結(jié)語(yǔ)

上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，嵌地式立體車庫(kù)的水平檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)對(duì)車位水平程度的檢測(cè)，并能準(zhǔn)確、及時(shí)判斷車位出現(xiàn)傾斜等意外情況，及時(shí)避免零件老化造成的事故，實(shí)現(xiàn)了嵌地式立體車庫(kù)的自動(dòng)化和智能化。