廣西民族大學(xué) 李毅和

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自動化立體車庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

廣西民族大學(xué) 李毅和

【摘要】自動化立體車庫系統(tǒng)主要是為了解決停車難、停車位緊張的問題，是針對大型城市以及景區(qū)等車輛密集并且停車位緊張的地方而應(yīng)運(yùn)而生的一個(gè)系統(tǒng)。自動化立體車庫系統(tǒng)采用的是智能控制、集中管理以及可視化管理。

【關(guān)鍵詞】立體車庫；自動化

1 前言

隨著全球工業(yè)化的提高以及人們生活水平的提高和對時(shí)間的追求，各種各樣品牌的車一輛一輛的從汽車生產(chǎn)商中生產(chǎn)出來，于是在城市、景區(qū)等人員密集的地方的停車難得情況讓有車一族為之頭疼。停車難得問題主要是因?yàn)檐囕v的增長比傳統(tǒng)停車設(shè)施增長得快，傳統(tǒng)的停車位受限于土地的限制沒辦法去建設(shè)那么多的停車位，加上城市的發(fā)展以及景區(qū)的知名度上升會吸引更多的外來車輛，特別是在城市舉辦大型活動又或者假期的時(shí)候各種人群的出游。例如廣西首府南寧，南寧在2015年市區(qū)的私家車的保有量在70萬輛，每天新增入戶的達(dá)到200輛，全市汽車數(shù)量達(dá)到80萬輛以上，而市區(qū)的停車位數(shù)量僅為41萬個(gè)左右。這樣比例使得機(jī)動車泊車難、交通堵、收費(fèi)亂的問題突出。

1.1 設(shè)計(jì)研究的目的和意義

自動化立體車庫系統(tǒng)能夠?yàn)榘l(fā)達(dá)的城市和熱門景區(qū)提供更大的車輛的容納量的一種有效的解決方法。隨著社會的進(jìn)步和中國城市化的腳步的大步邁進(jìn)，越來越多的車輛涌入到城市中來，再加上人們生活水平的提高，給景區(qū)帶來了更多的收入同時(shí)也需要為游客提供更大的停車位以達(dá)到吸引更多的游客來訪。能夠容納更多的車輛的自動化立體車庫系統(tǒng)是解決現(xiàn)如今停車位緊俏的一個(gè)優(yōu)秀的解決方案，它既能夠解決土地面積小也能夠解決現(xiàn)如今車庫管理難得難題。

自動化立體車庫系統(tǒng)主要是講訴了利用STM32芯片作為核心控制器來完成自動化立體車庫的控制、顯示和管理。自動化立體車庫的出現(xiàn)無疑為工業(yè)極其發(fā)達(dá)的社會提供了一個(gè)能夠解決了停車難的問題，能夠高效的利用好寶貴的土地資源，為推動社會的發(fā)展增添了一大動力。

1.2 設(shè)計(jì)的主要研究工作

自動化立體車庫系統(tǒng)作為一個(gè)工業(yè)化發(fā)展和汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)衍生品，它在不同程度上為社會的發(fā)展做了不少貢獻(xiàn)。能夠在國內(nèi)外的城市中得到很好的使用，也能在我國很多的景區(qū)中得到利用以解決停車位緊俏的問題。自動化立體車庫系統(tǒng)建模的思想是：通過繪制車庫的模型，在模型上面加上機(jī)械驅(qū)動部件，在機(jī)械部件上面增加電子器件使得機(jī)械運(yùn)動部件能夠被控制，STM32微型控制器編寫好完整的驅(qū)動程序完成立體車庫的自動化設(shè)置，再加上顯示部分讓系統(tǒng)能夠更易于操作以及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智能動作。

2 系統(tǒng)的主要功能和總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 自動化立體車庫系統(tǒng)的原理

自動化立體車庫系統(tǒng)原理的設(shè)計(jì)思想是：在立體車庫上面安裝好傳感器，通過這個(gè)傳感器傳輸信號告知STM32控制芯片車庫中是否有車輛停靠，當(dāng)車主去停車時(shí)，操作系統(tǒng)中的觸摸屏來實(shí)現(xiàn)人車分離的自動停車，車主操作停車的時(shí)候只需要把車開到待聽車庫中，系統(tǒng)中的STM32控制芯片便會控制機(jī)械部分把待停車輛快速、準(zhǔn)確的將待停車輛運(yùn)送到指定的車庫中。取車的時(shí)候通樣是操作系統(tǒng)中的觸摸屏，通過操作觸摸屏系統(tǒng)控制芯片STM32就知道如何把之前停放在這個(gè)車庫中的車給取出來。車庫當(dāng)前停放車輛的狀態(tài)通過液晶顯示屏顯示出來。

圖1 系統(tǒng)流程框圖

2.2 自動化立體車庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

首先需要制作好的是自動化立體車庫的模型，模型的主體采用的是摩天輪式立體車庫，這種車庫的優(yōu)點(diǎn)是：外形比較美觀，控制起來簡單。自動化立體車庫系統(tǒng)利用控制芯片作為系統(tǒng)的核心控制芯片，通過編寫程序利用控制芯片中斷部分、還有PWM發(fā)生器實(shí)現(xiàn)立體車庫的自動停車取車。系統(tǒng)采用的執(zhí)行器是57BYGH301AA步進(jìn)電機(jī)，使用HST-884A驅(qū)動器作為步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動器。使用紅外傳感器進(jìn)行車庫位置的定位，通過控制芯片控制液晶屏的顯示來達(dá)到人機(jī)界面的顯示。

3 立體車庫模型的設(shè)計(jì)

自動化立體車庫模型的設(shè)計(jì)采用的是摩天輪式立體車庫模型結(jié)構(gòu)，首先需要建立的是車庫的支撐架，支撐架的高度設(shè)置可以通過以下計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算得出：

其中：R為摩天輪車庫外圓的圓形半徑，r為以車庫支點(diǎn)為圓心到車庫底部最遠(yuǎn)做出來圓的半徑。其次要設(shè)計(jì)的是摩天輪的半徑R，半徑R的設(shè)定是根據(jù)這個(gè)系統(tǒng)需要容納多少個(gè)車庫而決定，計(jì)算公式是：

其中：n為容納的車輛數(shù)、r以車庫支點(diǎn)為圓心到車庫底部最遠(yuǎn)做出來圓的半徑、Π為圓的周長與直徑的比值。車庫中的高度和半徑通過查閱國家車輛高度標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行相關(guān)的設(shè)定。模型中軸的長度通過對比實(shí)體車輛中的長度得出，這里采用降比得到。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件的編寫在編寫程序，程序編寫的好久能夠讓這個(gè)系統(tǒng)成為一個(gè)很出色的系統(tǒng)，所以說系統(tǒng)好壞的關(guān)鍵在于程序。系統(tǒng)的程序中包含幾個(gè)部分，系統(tǒng)的主程序是主要組成部分，但是程序的基礎(chǔ)是每一個(gè)小模塊構(gòu)成的，其中包括定時(shí)器處理模塊、輸入輸出處理模塊、電機(jī)驅(qū)動處理模塊和TFT_LCD液晶屏驅(qū)動模塊。通過把各個(gè)模塊幾種處理，整合功能就才得以形成整個(gè)系統(tǒng)的處理數(shù)據(jù)部分。

主程序的編寫是通過調(diào)用每一個(gè)效果的子函數(shù)，達(dá)到對STM32芯片和LCD觸摸屏等模塊進(jìn)行初始化。它的流程圖如圖1所示：

5 總結(jié)和展望

5.1 總結(jié)

在搭建完成了摩天輪式立體車庫和對控微控制器STM32的編程之后，形成了一套基于摩天輪式立體車庫的控制系統(tǒng)。它能夠?qū)δμ燧喪搅Ⅲw車庫進(jìn)行自動控制，通過對觸摸屏的操作讓系統(tǒng)自動完成車輛的入庫和出庫操作，節(jié)約了人力資源。

本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完成了題目的要求，搭建了一個(gè)摩天輪式立體車庫，實(shí)現(xiàn)了車庫存取車的自動化，通過編程能夠?qū)Υ孳嚶窂竭M(jìn)行優(yōu)化選擇達(dá)到節(jié)省能源的效果，加入觸摸顯示屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面的人性化。

5.2 展望

在全球工業(yè)化的提高以及人們生活水平的提高，越來越多的人擁有了自己的汽車，這對于城市和景區(qū)提供停車位是一個(gè)巨大的考驗(yàn)，所以需要提供一個(gè)能夠容納更多車位的停車庫。對于這個(gè)需求，自動化立體車庫能夠滿足這一要求，首先，它滿足容納更多的車輛；其次，在系統(tǒng)的新穎上也加上了智能控制使得車庫操作簡單化、人性化，更能為大眾所接受。所以，這樣的一個(gè)系統(tǒng)是完全能夠讓我們開車出去更加的踏實(shí)，能夠?yàn)檎峁┮粋€(gè)更好的解決方案。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：

李毅和（1994－），男，廣西欽州人，大學(xué)本科，現(xiàn)就讀于廣西民族大學(xué)。