郭琦　李俊峰　劉賀　李祥

摘 要：隨著汽車保有量的快速提升，停車難成為一大難題。企事業(yè)單位或商業(yè)停車場往往需要給一些內(nèi)部車輛分配固定停車位來使用，卻經(jīng)常遇到分配的車位因內(nèi)部或外來車輛亂停放而被占用的情況。解決方法可選擇安裝手動車位擋車器或放置車位占位牌，但這種方法在使用過程中費事費力。 基于此，研制了一款智能車位擋車器，希望能為生活提供方便。

關(guān)鍵詞：智能車位；車位擋車器；停車管理

1 作品簡介

我們設(shè)計的“智能車位擋車器”如圖1所示，這是一款應(yīng)用于停車場的智能化設(shè)備，可實現(xiàn)車位使用的自動化控制，能夠方便地與現(xiàn)有停車場車輛進(jìn)出道口系統(tǒng)和車位管理系統(tǒng)相集成，成為智能化停車場的有力組成部分。

“智能車位擋車器”能讓指工定車輛使用指定車位，并實現(xiàn)車輛進(jìn)入停車場時車位擋車器自動降下，離開停車場時車位擋車器自動升起的智能化控制，同時還能為停車場管理系統(tǒng)提供車位和設(shè)備的狀態(tài)信息。該作品不僅適用于單位停車場對車輛停放進(jìn)行管控，還適用于商業(yè)停車場進(jìn)行車位使用管理。

2 工作原理

2.1 整體原理結(jié)構(gòu)

該“智能車位擋車器”由硬件執(zhí)行機構(gòu)和控制軟件兩大部分構(gòu)成，智能車位擋車器整體原理圖如圖2所示。

每一個車位上可安裝一套獨立的硬件執(zhí)行機構(gòu)，所有車位上的獨立設(shè)備只需通過串行通用總線（如RS 485總線）連接到一臺控制計算機上即可。控制軟件的核心是三個能實施控制的動態(tài)鏈接庫文件，如圖3所示。其中，只需在應(yīng)用系統(tǒng)中調(diào)用StopperBll.dll文件即可實現(xiàn)系統(tǒng)控制，因此本作品能方便的集成到已有的停車場進(jìn)出道口管理系統(tǒng)或車位管理系統(tǒng)中。

2.2 硬件執(zhí)行機構(gòu)原理

硬件執(zhí)行機構(gòu)主要包括主控電路、車輛檢測傳感器和機械電動升降桿三部分。

主控電路核心器件是一個微控制器，負(fù)責(zé)從串行總線上獲取信息和控制電動桿升降。每個主控電路里的微處理器都存有不同的編號，當(dāng)串行總線上傳輸?shù)拿钆c自己的編號相符時才會執(zhí)行命令。微處理器通過電機驅(qū)動芯片和限位開關(guān)來控制減速電機運轉(zhuǎn)，通過傳感器檢測車位上是否有車輛。

車輛檢測采用超聲波傳感器，用測量距離的方法來測量車位上是否有車，可以將其安裝在車位上方或側(cè)面。如果安裝在上方，當(dāng)沒有車輛停放時，傳感器測出的距離為安裝點到地面的距離，否則為安裝點到車頂?shù)木嚯x。只需要判斷測量出的距離是否超過一個合適的設(shè)定值，便能判斷停車位上是否有車輛。

電動升降桿依靠減速電機帶動螺紋桿轉(zhuǎn)動，螺紋桿上的螺母會沿滑軌橫行運動，從而實現(xiàn)擋車桿升起或降下，實物圖如圖4所示。在滑軌兩頭安裝限位開關(guān)，以避免機械結(jié)構(gòu)移動過頭，出現(xiàn)卡死或設(shè)備損壞狀況。當(dāng)然，本作品的電動升降桿也可選用市場上的成品。

2.3 控制軟件實現(xiàn)原理

控制軟件的核心是我們編寫的三個驅(qū)動庫文件StopperBll.dll、StopperDal.dll和StopperModel.dll文件。利用這三個文件可編寫?yīng)毩⒌目刂瞥绦?，也可以放到現(xiàn)有系統(tǒng)里進(jìn)行調(diào)用，集成方法簡單、方便。在程序中，調(diào)用StopperBll.dll文件中的方法，就能從數(shù)據(jù)庫中讀取車位信息來進(jìn)行控制?，F(xiàn)有的停車場進(jìn)出管理軟件或車位管理軟件，只需要為方法提供要控制車位相對應(yīng)的車牌號或車輛進(jìn)出卡號，便可實現(xiàn)控制。車牌號或車輛進(jìn)出卡號需要與車位名稱、車位設(shè)備的編號一同存到數(shù)據(jù)庫中。

所設(shè)計的一個獨立控制程序可以實現(xiàn)對設(shè)備的操作，其工作界面如圖5所示。

車位顯示列表里能顯示每個車位的狀態(tài)，車位數(shù)量能根據(jù)數(shù)據(jù)庫中記錄的車位數(shù)自動進(jìn)行調(diào)整。在系統(tǒng)還未啟動、網(wǎng)絡(luò)連接有故障或車位上的設(shè)備有故障時，車位信息會以灰色表示，顯示為“離線”狀態(tài)。

當(dāng)車位上沒有車輛停放時，車位背景為綠色，車輛圖標(biāo)為灰色，表示空閑。當(dāng)車位上有車輛停放時則顯示紅色背景和彩色車輛圖標(biāo)，表示車位被占用。當(dāng)車位擋車器升起或降下時，顯示黃色背景。此外，車位顯示區(qū)以文字形式提示擋車器的狀態(tài)，包括“已降下”、“正在降下”、“已升起”和“正在升起”，以便人員了解設(shè)備的工作情況。

顯示設(shè)備狀態(tài)的實現(xiàn)方法為：每隔一段時間，輪流向各個車位的主控單元發(fā)送查詢命令，收到查詢命令的車位主控單元通過總線返回自身的狀態(tài)信息。

設(shè)備控制的實現(xiàn)方法為：調(diào)用動態(tài)鏈接庫的升起或降下?lián)踯嚻髅?。命令參?shù)為被控車位的綁定信息，如車輛車牌號或車輛進(jìn)出停車場的卡號。因此，在現(xiàn)有的停車場管理系統(tǒng)軟件中進(jìn)行集成時，只需要在停車場道口檢測車輛信息，并向相應(yīng)車位發(fā)送帶有該信息的控制命令即可。如現(xiàn)有停車場很多依靠藍(lán)牙卡，在車輛進(jìn)出停車場時都能讀取到該藍(lán)牙卡的卡號，只需將該卡號寫入到數(shù)據(jù)庫中與車位進(jìn)行綁定，并在程序中傳輸帶該卡號的升起或降下命令即可。

這里需要注意的是為了安全，在車位硬件設(shè)備的主控微處理器中設(shè)計控制程序，當(dāng)車位上有車輛停放時，微控制器不會執(zhí)行升起擋車器命令，以免損傷設(shè)備和車輛。這是底層安全防護(hù)措施，與電腦端程序無關(guān)。

3 創(chuàng)新點

現(xiàn)在市面上有一些通過遙控的升降車位擋車器，而我們的作品具有以下鮮明創(chuàng)新點：

（1）智能化控制。通過串行總線接收停車場進(jìn)出口管理計算機的控制信息，在車輛進(jìn)入停車場時，擋車器自動降下，當(dāng)車輛離開停車場時，擋車器自動升起。整個過程全自動化，無需停車等待，更無需遙控器來遙控升降。

（2）便于集成。作品提供了相應(yīng)的控制動態(tài)鏈接庫文件，可以方便集成到現(xiàn)有各種停車場管理系統(tǒng)軟件中去，提升停車場管理的智能化水平。

（3）便于擴展。所有軟硬件設(shè)計都采用了模塊化的結(jié)構(gòu)，可以方便地擴展軟件功能，也可以稍作修改與市場上已有的不同型號車輛檢測傳感器和車位電動擋車器結(jié)合，利于快速產(chǎn)品化。

（4）獨立、可靠、防干擾。每個車位上的獨立設(shè)備只有在接收到發(fā)給自身的查詢命令時才會利用超聲波檢測車輛停放與否，避免了車位較多、較緊密時每個設(shè)備自主檢測導(dǎo)致干擾的問題。整個軟硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，也相對提升了可靠性。

4 市場前景

隨著汽車保有量的快速提升，各單位都有自己的停車場，商業(yè)圈更是停車場數(shù)量眾多。對于單位內(nèi)部，往往需要為車輛分配指定停車位。對應(yīng)商業(yè)停車場，也往往需要保留一定數(shù)量停車位共內(nèi)部車輛使用，或者期望實現(xiàn)所有停車位的有效管理。這便為智能車位擋車器產(chǎn)品創(chuàng)造了巨大的消費市場。但目前市場上還沒有相關(guān)類型的智能化車位擋車器，而我們的“智能車位擋車器”適用于各種類型的停車場，能夠高效的進(jìn)行車位使用管理，且智能化程度高、集成方便、車位信息提供全面、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，是各企事業(yè)單位或商業(yè)停車場提升自身智能化水平的首選。其具有的功能和特點符合實際需求，成本低廉，易于在各種類型的停車場進(jìn)行推廣、應(yīng)用，具有廣闊的市場前景。