劉旺清

摘要：隨著我國的飛速發(fā)展，城市中越來越多“停車難”的現(xiàn)象逐漸出現(xiàn)。針對此現(xiàn)象，本文提出一種基于水流的大型露天停車場車位引導(dǎo)系統(tǒng)。此引導(dǎo)系統(tǒng)采用電阻式稱重傳感器技術(shù)和無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。以單片機(jī)為車位水閘門及水泵的控制器，控制車位水柱。此系統(tǒng)將推動停車場的優(yōu)化和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：水流空位引導(dǎo)；電阻式稱重傳感器；立體水柱模型

1研究背景

改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，停車難問題越來越嚴(yán)重。目前露天停車場依靠人工管理的方式十分落后。造成停車難問題的原因還有規(guī)劃與設(shè)計不合理，空位的分布不明等?，F(xiàn)有露天停車場管理系統(tǒng)依賴人工管理，不便于車主尋找空位，不能進(jìn)行空余車位的引導(dǎo)，效率低下。所以，實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)車主在露天停車場快速找到空余車位是具有實(shí)際意義研究課題。

2研究內(nèi)容

本文提出一種基于水流的露天停車場空位引導(dǎo)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括停車位車輛?？颗袛嗵幚硐到y(tǒng)、主干道水閘開閉系統(tǒng)及停車場水流循環(huán)引導(dǎo)系統(tǒng)三部分。

露天停車場主干道及支干道設(shè)有進(jìn)水渠與蓄水渠，排水渠設(shè)置于地下呈微傾斜狀，以達(dá)到重力流節(jié)能的效果。停車場起點(diǎn)略高于終點(diǎn)，整個引導(dǎo)系統(tǒng)通過系統(tǒng)內(nèi)部中的水循環(huán)達(dá)到長時間的引導(dǎo)作用。在每個停車位前立有鋼化玻璃柱，玻璃柱下方與第一層支干道水渠、第二層蓄水渠相連，并均設(shè)有閥門，每個停車位均應(yīng)由重力感應(yīng)系統(tǒng)。

停車場利用水流對車主進(jìn)行引導(dǎo)，進(jìn)水渠有水則某片區(qū)域有空車位。單位停車位已停車時，該車位重力感應(yīng)系統(tǒng)向玻璃柱下第二層閥門發(fā)送信號，排水渠閥門打開，未停車時，支干道水渠閥門打開，水泵將水流抽入鋼化玻璃柱內(nèi)，水位高于警戒水位時，閥門關(guān)閉，水泵停止工作。當(dāng)車主行駛到小區(qū)域時，可觀察玻璃柱內(nèi)是否有水，從而判斷該車位能否停車。如圖1及圖2所示。

3可行性分析

3.1重力傳感器

每個停車位下安裝有電阻應(yīng)變式稱重力傳感器，記錄停車位的重力變化值，并將所記錄的數(shù)值傳輸給單片機(jī)。當(dāng)稱重傳感器記錄的重力值連續(xù)20秒內(nèi)均高于1噸時（普通小轎車重量為1.21.3噸），單片機(jī)將此數(shù)據(jù)記錄為有用數(shù)據(jù)，并進(jìn)行后續(xù)分析處理。稱重傳感器產(chǎn)生的重力變形將被轉(zhuǎn)變成電阻變化，所形成的電阻變化轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號輸出。[1]

若假設(shè)應(yīng)變片電阻為R1、R2、R3、R4；傳感器的輸出信號為U0，傳感器的輸入信號為Ui。則有：U0=R2R4R1R3R1+R2R3+R4Ui，當(dāng)R1R3=R2R4，可認(rèn)為此時電橋平衡，其輸出電壓U0=0。

現(xiàn)假設(shè)R1=R2=R3=R4=R，則當(dāng)汽車對傳感器產(chǎn)生重力，其應(yīng)變片電阻發(fā)生變化，若假設(shè)式中的各橋臂阻值變化相同，變化量為ΔR，即R1、R3小ΔR，R2、R4增大ΔR，則可推求出傳感器的輸出電壓為：U0=ΔRUi/R。

3.2單片機(jī)

此水流引導(dǎo)系統(tǒng)中閘門及水泵控制系統(tǒng)的微處理器采用單片機(jī)，其價格低廉，由于外加的存儲器可以隨時修改和更新存儲的信息，可以表現(xiàn)地實(shí)用靈活。

現(xiàn)用PID控制算法進(jìn)行檢驗，令輸出信號Δy=TDdedt，其中dedt為單位時間的偏差信號變化。則可得PID算法的表達(dá)式為：uk=Kpek+KI∑kj=0j+KDekek1。

令PID數(shù)字控制器的參數(shù)整定采用擴(kuò)充臨界比例度法，即控制度=∫

SymboleB@ 0e2tdtD∫

SymboleB@ 0e3tdtD。則可在前一采集周期輸出值的基礎(chǔ)上，計算本采樣周期的增量。且當(dāng)控制度為1.05時，擬控制器和數(shù)字控制器的控制效果基本相同

3.3大區(qū)域主干道空余車位判斷及處理的系統(tǒng)

根據(jù)RS485+TCP的組網(wǎng)模式，管理中心與主干道各水閘門之間采用RS485總線通訊，管理中心與各個停車位的單片機(jī)采用TCP通訊。[2]通過采取這種組網(wǎng)模式，既可以保證數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的高速傳輸，又使立體式水柱數(shù)量得到大量提升，從而滿足多數(shù)大規(guī)模的露天停車場使用。

4結(jié)論及應(yīng)用前景

每個人都希望能享受到社會進(jìn)步帶來的舒適感。此引導(dǎo)系統(tǒng)增加露天停車場停車位的使用率，使剩余空閑停車位數(shù)量一目了然；利用水流起到引導(dǎo)作用，方便車主跟隨水流找到空余停車位區(qū)間，通過停車位前的小型水柱便于車主在停車位區(qū)間里快速看到空余車位?？s短整體停車時間，提高車主找到停車位的效率；利用循環(huán)封閉水流系統(tǒng)，不受戶外環(huán)境影響，并且節(jié)約停車場日常能源消耗，保護(hù)環(huán)境。

此系統(tǒng)適用于面積大、人流量高的大型露天停車場，尤其是處于客流高峰期時，此系統(tǒng)優(yōu)勢更加明顯，能幫助人們更快在露天停車場找到空位。此系統(tǒng)的進(jìn)一步研究，將對于整個停車場系統(tǒng)的改善起到促進(jìn)作用，從而滿足人們?nèi)找嫣岣叩纳钚枨蟆?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1]王建飛.停車場空位檢測系統(tǒng)研究[J].貴州名族大學(xué)，2014.

[2]高松.電阻應(yīng)變式稱重傳感器零點(diǎn)偏差的分析[J].衡器，2012，41（01）：2123.