郭慧東 呂澤鑫

摘 要：針對數(shù)量日益增多的共享單車以及個人單車的情況，設(shè)計了一張立體循環(huán)式自行車停放裝置，可以容量多輛自行車，以節(jié)約占地面積，同時解決自行車被偷被損壞的問題。該裝置實現(xiàn)了自行車的存取功能。智能控制系統(tǒng)由ARM微控制器（LM3S811主控芯片）與12864LCD顯示模塊構(gòu)成 ，通過串行方式連接顯示系統(tǒng)，實現(xiàn)控制功能，保證存車、取車的準確性、快速性。

關(guān)鍵詞：立體循環(huán)式;自行車停放;智能控制

0 引言

隨著時代的進步，科學的發(fā)展，人們的生活日益豐富。但同時，經(jīng)濟社會的高速發(fā)展，交通擁堵、環(huán)境污染等大城市病日益嚴重。在國家倡導環(huán)保生活和綠色交通的大趨勢下，自行車作為城市出行交通工具之一的自行車，普遍被大眾接受。但由于自行車擺放占用道路資源，為城市交通和市容環(huán)境帶來負面影響。同時，自行車隨意擺放，面臨被偷、損壞（人為、自然）的問題。因此，合理安排和設(shè)計一種自行車停車設(shè)施成為一現(xiàn)代城市待解決的問題。

設(shè)計的此種立體循環(huán)式自行車停放裝置，可容量多輛自行車，節(jié)約占地面積，解決自行車丟失、損壞的問題。

1 立體循環(huán)式自行車停放裝置的總體設(shè)計方案和布局

立體循環(huán)式停車裝置具有突出的節(jié)約空間優(yōu)勢，傳統(tǒng)的平放停車方式所占有的用地面積較多，如采用雙層甚至多層的停車裝置，可使土地使用率提高80%-90%，如采用高低錯位式的立體停車裝置，單位平方米土地上就可以停放更多的單車。

硬件方面主要是由機架、托車臺2、車軌與鎖車裝置3和旋轉(zhuǎn)傳動裝置4組成。其中機架和臺階1采用螺栓固定在地面上，具有足夠的穩(wěn)定性，能夠確定機架在承載停車位2和自行車時具有一定的平衡能力。停車位2用來承載自行車，以及停車位上安有車軌和鎖車裝置，用來存放時固定自行車和取車時松開自行車，旋轉(zhuǎn)裝置4保證自行車存放方便，自行車停放時旋轉(zhuǎn)裝置將空托車臺2旋轉(zhuǎn)至停車口，取車時，將與取車票相對性的托車臺旋轉(zhuǎn)至取車口。控制系統(tǒng)以超市存儲柜為基礎(chǔ)，存好車后會在出票口彈出一張取車票，取車時，在識別口掃描取車票，會將相對應的車旋轉(zhuǎn)至取車口。如圖1所示

2 立體循環(huán)式自行車停放裝置的部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)分解

2.1托車臺及車軌與鎖車裝置

停放裝置的托車臺底盤長2000mm，寬700mm，高度1500mm，適用于各種類型的自行車。車軌與鎖車裝置，車軌全長1200mm，高200mm，車軌開口呈梯形（200mmX70mmX400mm），方便自行車推入車軌，后部車軌呈矩形（800mmX70mm）以便固定住車，不讓其傾倒。鎖車裝置在車軌前面有一感應裝置，當自行車推至車軌底部時，這時車胎觸碰鎖車裝置開關(guān)，將車輪鎖住。當取車時，感應裝置收到取車信號，車鎖將自動打開并將自行車彈出。

3 立體循環(huán)式自行車停放裝置的實施方案

基于運動學原理（主要是對機構(gòu)平動知識的應用）實現(xiàn)車體的空間運動過程，采用數(shù)控和機械裝置相配合，采用單片機輔助控制機械裝置完成查找空位、鎖車、找車、取車等功能。

本裝置在自行車立體停放裝置門上安裝感應裝置，當將自行車推到臺階（1）時，旋轉(zhuǎn)裝置（4）會將未停放自行車的托車臺（2）轉(zhuǎn)下來，將自行車推到車軌（3）上，自行車會自動滑至托車臺底部，這時車胎觸碰鎖車裝置開關(guān)（3），將車輪鎖住。這時門自動關(guān)閉，出票口會彈出一張取車票，取車時，旋轉(zhuǎn)裝置（4）會將自行車轉(zhuǎn)下來，門自動打開，鎖車裝置將鎖打開并將車彈出，以此實現(xiàn)存車，鎖車，取車功能。

4 立體式自行車停車場控制系統(tǒng)

4.1立體式自行車停車場控制系統(tǒng)組成

立體式自行車場的控制系統(tǒng)由中央控制和門控制電路構(gòu)成，中央控制由微機構(gòu)成，門控制電路采用lm3s811單片機作為主控芯片，每個單片機可控制多個停車位。

4.11 LM3S811芯片

ARM處理器不但便宜而且性能較傳統(tǒng)的51單片機高得多，集成度也大大提高，為單芯片解決方案提供了非常方便的平臺，在很多場合都可以用一個芯片就能包容所需的全部資源，同時ARM處理器具有程序代碼少、功耗低、響應速度快、自動化程度高、體積小、可根據(jù)需要靈活定制等特點，適合于要求多任務處理和實時的場合。因此本設(shè)計采用ARM處理器。

本設(shè)計所用的ARM處理器LM3S811有48個引腳[3]，其大部分引腳具有復用功能，如LM3S811的用作JTAG的五個管腳，同時也可以作為GPIO使用。

4.1.2硬件總體框圖

5 結(jié)語

立體循環(huán)式自行車停放裝置可以容量多輛自行車，以節(jié)約占地面積，同時解決自行車被偷被損壞的問題。裝置管理系統(tǒng)實現(xiàn)了停放裝置的自動化運行，很大程度提高了管理系統(tǒng)的可靠性、自行車的安全性和運行有效性。停放裝置的自動化管理最大程度上減少了人工的參與，降低了人為方面造成的失誤和損失，提高了停放裝置的安全性、經(jīng)濟性、和使用效率。節(jié)約了土地資源提高了城市空間利用率。

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