黃信兵，劉偉杰，盧偉業(yè)，陳鋌

（廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東廣州510800）

綠色裝備技術(shù)

基于現(xiàn)代傳感技術(shù)的車位引導(dǎo)及反向?qū)ぼ囅到y(tǒng)設(shè)計研究

黃信兵，劉偉杰，盧偉業(yè)，陳鋌

（廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東廣州510800）

針對目前傳統(tǒng)大型停車場存在車位尋找困難、尋車?yán)щy等問題，應(yīng)用現(xiàn)代傳感技術(shù)和單片機(jī)控制技術(shù)構(gòu)建了車位引導(dǎo)及反向?qū)ぼ囅到y(tǒng)，車位引導(dǎo)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)管理中心進(jìn)行通信，完成與停車卡卡號對應(yīng)的車位信息分配，并引導(dǎo)車輛達(dá)到指定位置；反向?qū)ぼ囅到y(tǒng)采集停車卡卡號信息，并完成與卡號對應(yīng)的車位信息查詢及報告。測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)可有效節(jié)省車主停車和尋車時間，提高停車場信息化水平。

傳感技術(shù)；單片機(jī)；車位引導(dǎo)；反向?qū)ぼ?；車位?/p>

中國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，居民汽車保有量急劇增加，作為重要配套設(shè)施的停車場在使用過程中存在如下問題，一方面泊車者入場后無法迅速地進(jìn)入泊車位置停放車輛，只能在場內(nèi)無序流動中人工尋找空余車位，不但占用場內(nèi)出入主車道資源，甚至造成場內(nèi)交通擁堵[1]；另一方面在車主返回停車場取車時，由于對停車場太大地形不熟悉，只能根據(jù)記憶中的大概停車位置在停車場內(nèi)尋車，車主無法及時、有效地尋找到車輛，既浪費了車主的時間，又不利于車位的利用率[2]。在調(diào)研和查詢相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，提出了一種基于現(xiàn)代傳感和信息技術(shù)的停車場智能化車位引導(dǎo)及反向?qū)ぼ囅到y(tǒng)，該系統(tǒng)可以自動引導(dǎo)車輛快速進(jìn)入空車位，離開時能幫助車主快速尋找到車輛，消除尋車位和尋車的煩惱，節(jié)省時間，使停車場形象更加完美[3]。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

本系統(tǒng)主要由車位誘導(dǎo)系統(tǒng)、反向?qū)ぼ囅到y(tǒng)及數(shù)據(jù)管理中心等組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

數(shù)據(jù)管理中心與車位引導(dǎo)系統(tǒng)、反向?qū)ぼ囅到y(tǒng)之間通過網(wǎng)絡(luò)互相進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。預(yù)先給每張停車卡進(jìn)行編號，當(dāng)車主進(jìn)入車庫入口時，按下卡機(jī)上的取卡鍵，車位引導(dǎo)系統(tǒng)將讀取的欲分配的停車卡序列號發(fā)給數(shù)據(jù)管理中心，數(shù)據(jù)管理中心在車位數(shù)據(jù)庫中查詢并分配一個空余車位號，然后將此車位號發(fā)給車位引導(dǎo)系統(tǒng)，并更新數(shù)據(jù)庫信息。卡機(jī)在吐卡的同時通過語音單元告知車主所停車位位置，同時開啟車庫入口柵欄，當(dāng)車主進(jìn)入停車場通道時，懸掛在停車場通道上方的顯示屏?xí)嵝衍囍魉＼囄坏耐ǖ佬畔?，并在每個停車位上有車位號標(biāo)識信息。當(dāng)車主將車輛停發(fā)在對應(yīng)位置后，懸掛在車位上方的車位指示燈將由綠色變?yōu)榧t色，并將該信息告知數(shù)據(jù)中心，表明該車位已被占用。

當(dāng)車主需要取車時，將停車卡在反向?qū)ぼ嚱K端讀卡口，終端的讀卡器將讀取停車卡序列號信息，并通過網(wǎng)絡(luò)到數(shù)據(jù)管理中心查詢匹配的車位號，并通過語音系統(tǒng)告知車主車位號，車主可徑直到所停車位，縮短尋車時間。

2 硬件平臺設(shè)計

2.1 數(shù)據(jù)管理中心硬件設(shè)計

數(shù)據(jù)管理中心主要接收車位引導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)出的停車卡卡號信息，并根據(jù)車庫使用情況將具體的車位號與卡序列號進(jìn)行匹配，同時記錄車輛入場時間，并將該車位信息發(fā)送給車位引導(dǎo)系統(tǒng)[4]。當(dāng)反向?qū)ぼ囅到y(tǒng)發(fā)出車位查詢信息時，接收該信息并將查詢到的車位號信息發(fā)給反向?qū)ぼ囅到y(tǒng)。

數(shù)據(jù)管理中心采用STC15W1K20S-LQFP64單片機(jī)作為控制核心，該單片機(jī)是STC公司生產(chǎn)的寬電壓/高速/高可靠/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機(jī)。系統(tǒng)采用美國DALLAS公司推出低功耗實時時鐘芯片DS1302作為停車卡發(fā)放時間時鐘。由于只有數(shù)字的存儲，數(shù)據(jù)管理中心的數(shù)據(jù)存儲采用ATMEL公司生產(chǎn)的64 KB串行電可擦的可編程存儲器AT24C512.STC15W1K20S-LQFP64單片機(jī)與時鐘芯片、存儲芯片和串行通信芯片的連接電路圖如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)管理中心電路圖

2.2 車位引導(dǎo)系統(tǒng)硬件設(shè)計

車位引導(dǎo)系統(tǒng)主要是引導(dǎo)車輛快速進(jìn)入預(yù)分配的空余車位，主要由讀卡單元、發(fā)卡單元、取卡按鍵、語音單元和液晶顯示單元及車位狀態(tài)指示燈等部分組成。

車位引導(dǎo)系統(tǒng)的控制核心為STC15W1K20SLQFP64單片機(jī)，當(dāng)有人按下取卡按鍵時，單片機(jī)收到一個信號，單片機(jī)給步進(jìn)電機(jī)發(fā)出轉(zhuǎn)動信號，將一張停車卡取出，單片機(jī)讀取停車卡序列號信息，發(fā)送給數(shù)據(jù)管理中心的單片機(jī)，并接收數(shù)據(jù)管理中心單片機(jī)發(fā)出的車位號信息，通過語音單元告知車主所停車位位置，并將停車卡吐出，車位引導(dǎo)系統(tǒng)車位分配流程如圖3所示，原理圖如圖4所示。

圖3 車位引導(dǎo)系統(tǒng)車位分配流程圖

圖4 車位引導(dǎo)系統(tǒng)車位分配電路原理圖

當(dāng)車主進(jìn)入車庫通道后，懸掛在通道上方液晶屏顯示的車位指示進(jìn)入相應(yīng)的區(qū)域，并進(jìn)入相應(yīng)的停車位，當(dāng)懸掛在車位上方的光電傳感器檢測到車輛進(jìn)入停車位后，傳感器將此信號發(fā)送給單片機(jī)處理器，單片機(jī)處理器發(fā)出信號將該車位的狀態(tài)指示燈由綠色變?yōu)榧t色[5，6]。車位檢測傳感器和狀態(tài)指示燈與單片機(jī)的接線如圖5所示。

圖5 車位狀態(tài)電路圖

2.3 反向?qū)ぼ囅到y(tǒng)硬件設(shè)計

反向?qū)ぼ囅到y(tǒng)的主要目的是告知車主所停車輛位置，幫助盡快找到車輛，避免無緒找車[7]。當(dāng)將停車卡放置到讀卡端，該系統(tǒng)的控制核心單片機(jī)將讀卡器獲取的停車卡序列號發(fā)送給數(shù)據(jù)管理中心單片機(jī)，單片機(jī)在數(shù)據(jù)庫中將查詢到的與該序列號匹配的車位號發(fā)送給反向?qū)ぼ囅到y(tǒng)，在反向?qū)ぼ囅到y(tǒng)中通過語音單元播放車位號，其流程如圖6所示，控制線路圖如圖7所示。

圖6 反向?qū)ぼ嚵鞒虉D

圖7 反向?qū)ぼ囅到y(tǒng)接線圖

2.4 數(shù)據(jù)通信方式設(shè)計

數(shù)據(jù)管理中心、車位引導(dǎo)系統(tǒng)和反向?qū)ぼ囅到y(tǒng)等處于不同的空間位置，相互之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換需要采用網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行，根據(jù)通訊數(shù)據(jù)量的大小及空間布線，本系統(tǒng)采用信采用485通信方式，與單片機(jī)STC15W1K20S的串行通信接口芯片采用Maxim公司的MAX485，其電路圖如圖8所示。

圖8485 通信電路圖

3 軟件平臺設(shè)計

3.1 數(shù)據(jù)管理中心軟件結(jié)構(gòu)

根據(jù)數(shù)據(jù)管理中心的工作流程和控制要求，其軟件結(jié)構(gòu)如圖9所示。

圖9 數(shù)據(jù)管理中心軟件結(jié)構(gòu)

3.2 車位引導(dǎo)引導(dǎo)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

根據(jù)車位引導(dǎo)引導(dǎo)系統(tǒng)的工作流程和控制要求，其軟件結(jié)構(gòu)如圖10所示。

圖10 車位引導(dǎo)引導(dǎo)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

3.3 反向?qū)ぼ囅到y(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

根據(jù)反向?qū)ぼ囅到y(tǒng)的工作流程和控制要求，其軟件結(jié)構(gòu)如圖11所示。

圖11 反向?qū)ぼ囅到y(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

4 結(jié)束語

根據(jù)大型停車場實際情況，搭建了系統(tǒng)測試裝置，以模型玩具車代替實際車輛，經(jīng)過測試，可以達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計要求。隨著中國制造2025的不斷深入，將智能化、信息化技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)大型停車場，對提高停車場車位的周轉(zhuǎn)利用率，節(jié)省車主停車和尋車時間等方面將發(fā)揮積極作用，本系統(tǒng)的開發(fā)對大型停車場的智能化升級具有現(xiàn)實意義。

[1]鄭姝君.車位引導(dǎo)及反向查詢系統(tǒng)案例分析[J].智能建筑，2014（4）：47-49.

[2]劉媛媛.大型停車場內(nèi)車位誘導(dǎo)系統(tǒng)研究[D].西安：長安大學(xué)，2010.

[3]付輝.智慧城市建設(shè)從智慧停車開始[J].海峽科技與產(chǎn)業(yè)，2014（7）：86-90.

[4]肖燕.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的大城市停車誘導(dǎo)系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D].西安：長安大學(xué)，2013.

[5]白永生.地下車庫常見弱電系統(tǒng)設(shè)計思路[J].智能建筑與城市信息，2014（10）：80-85.

[6]張從力，蘇宏鋒.基于最優(yōu)路徑的無線語音泊車誘導(dǎo)系統(tǒng)研究[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用，2013，32（2）：61-67.

[7]汪濤.城區(qū)商業(yè)樓停車場規(guī)劃與設(shè)計案例分析[J].山西建筑，2014（18）：18-19.

Design Research of Parking Guidance System and Reverse Seeking System Based on Modern Sensing Technology

HUANG Xin-bing，LIU Wei-jie，LU Wei-ye，CHEN Ting
（Guangdong Communication Polytechnic，Guangzhou Guangdong 510800，China）

For the difficulties of finding parking spaces，the difficulty of locating vehicles and other problems in the traditional large-scale parking lots.Based on the modern sensing technology and single-chip microcomputer control technology，this paper constructed the parking guidance and reverse-seeking car system.Communicated with the data management center，the parking guidance system completed the allocation of parking spaces information which was corresponded to the parking card number，and guided the vehicle to reach the designated location.The reverse-seeking car system collected the card number，and query and report the corresponding parking information.Test results showed that the system can effectively save the time of parking and reverseseeking car，and improved the information level of parking lot.

sensing technology；single-chip microcomputer；parking guidance；reverse seeking；parking light

TP203

A

1672-545X（2017）03-0153-04

2016-12-25

2016年廣東大學(xué)生科技創(chuàng)新培育專項資金項目（編號：pdjh2016b0609）

黃信兵（1982－），男，河南濮陽人，工程師，碩士研究生，主要研究方向為電氣自動化技術(shù)開發(fā)。