車位引導(dǎo)系統(tǒng)技術(shù)的研究與應(yīng)用

許 珊

(天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系 天津 300402)

1 車位引導(dǎo)系統(tǒng)的原理

為了獲得停車場內(nèi)各車位的車輛信息，要在每個(gè)車位上方安裝超聲波車位探測器，實(shí)時(shí)采集探測器的節(jié)點(diǎn)控制器所收集的信息，依照一定規(guī)則將數(shù)據(jù)壓縮并編碼，然后反饋給中央控制器完成數(shù)據(jù)處理，再將車位數(shù)據(jù)發(fā)送到停車場內(nèi)各個(gè) LED屏，顯示出空余車位信息，實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)車輛進(jìn)入空余車位的功能。與此同時(shí)，系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)存放至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，用戶可以隨時(shí)通過計(jì)算機(jī)終端查詢停車場的實(shí)時(shí)車位信息。

2 車位引導(dǎo)系統(tǒng)的組成

2.1 超聲波車位探測器

在每個(gè)車位的正上方安裝超聲波車位探測器，探測器采用超聲波測距工作原理，定時(shí)采集停車場內(nèi)的車位數(shù)集，并通過 RS-485通訊將采集到的信息反饋到車位節(jié)點(diǎn)控制器及顯示燈上。

2.2 指示燈

在每個(gè)車位的前方安裝指示燈，顯示當(dāng)前車位的狀態(tài)。若指示燈為綠色，表示當(dāng)前車位為空車位；若指示燈為紅色，表示當(dāng)前車位上有車輛停泊。

2.3 節(jié)點(diǎn)控制器

節(jié)點(diǎn)控制器作為超聲波車位探測系統(tǒng)的中間層，作用是對超聲波探測器進(jìn)行分組管理并循環(huán)檢測所管轄探測器的信息，將有關(guān)信息傳到中央控制器。每個(gè)節(jié)點(diǎn)控制器能夠控制40～64個(gè)車位探測器。

2.4 中央控制器

中央控制器是整個(gè)系統(tǒng)的核心，可選高級版中央控制器內(nèi)置 B/S架構(gòu)車位引導(dǎo)系統(tǒng)軟件直接儲存車場的數(shù)據(jù)，并可以在任意計(jì)算機(jī)上通過 WEB頁面進(jìn)行查詢或下載。

2.5 室內(nèi)LED引導(dǎo)屏、戶外LED引導(dǎo)屏

安裝在車場內(nèi)部岔道口(室內(nèi)LED引導(dǎo)屏)或安裝在車場的每個(gè)入口(戶外 LED 引導(dǎo)屏)，用于接收來自中央控制器的車位統(tǒng)計(jì)信息，可全天候采用數(shù)字和文字形式實(shí)時(shí)顯示所連接區(qū)域當(dāng)前空余車位數(shù)。

2.6 停車引導(dǎo)系統(tǒng)管理軟件

軟件中涵蓋了停車場中車位電子地圖，能直觀地反映停車場車位的使用情況，操作人員可依據(jù)電子地圖來監(jiān)控車場狀況，統(tǒng)計(jì)停車場車位的占用數(shù)、空余數(shù)，統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)各類車輛的進(jìn)、出場數(shù)等，方便管理人員對車場進(jìn)行監(jiān)控及管理。利用此軟件能夠引導(dǎo)車主以最短的時(shí)間進(jìn)入空閑車位，提高停車場的使用率、優(yōu)化停車環(huán)境(見圖1)。

圖1 功能原理圖(TCP/IP)Fig.1 Diagram of functional theory(TCP/IP)

3 系統(tǒng)施工準(zhǔn)備工作

在停車場引導(dǎo)系統(tǒng)安裝之前，必須先根據(jù)車場的實(shí)際情況作施工布線圖，方便現(xiàn)場施工人員據(jù)此進(jìn)行施工布線，如圖2。

圖2 施工布線圖Fig.2 Wiring diagram for construction

3.1 車場各入口顯示屏

在車場的每個(gè)入口安裝可以顯示停車場內(nèi)車位信息的入口車位信息總顯示屏，由控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、高亮度戶外 LED模塊、支架等部分組成。依據(jù)停車場劃分的區(qū)域數(shù)量，設(shè)定用于顯示各區(qū)域車位數(shù)信息的總?cè)肟跀?shù)量。LED小屏可以接收中央控制器的車位統(tǒng)計(jì)信息，可 24,h全天候用數(shù)字和文字形式實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前停車場的空閑車位數(shù)量，以提示準(zhǔn)備進(jìn)入停車場的車輛司機(jī)。顯示屏還可以根據(jù)用戶要求隨時(shí)修改內(nèi)部程序，用于顯示用戶所需的其他信息。

3.2 車位引導(dǎo)顯示屏

車場內(nèi)部重要的岔道口安裝車位引導(dǎo)顯示屏，其數(shù)量和顯示內(nèi)容可根據(jù)客戶需要定制。同樣，它也可以接收來自中央控制器的輸出信息，用文字、數(shù)字或箭頭等形式顯示空余車位方位，自動(dòng)引導(dǎo)司機(jī)快速找到來自系統(tǒng)分配的空車位。停車場中央控制器通過網(wǎng)絡(luò)還可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)路口任意方向的引導(dǎo)，以便將車流分配到停車場中最合適的位置上，保證停車場內(nèi)部交通的順暢及車位的充分利用。

3.2.1 三向區(qū)域引導(dǎo)屏

一般放置于停車場中有3個(gè)方向的岔路口，安裝位置應(yīng)在車主開車前往三岔路口時(shí)能看得見的明顯的地方，并能顯示3個(gè)岔路口各自通向的區(qū)域內(nèi)剩余空車位數(shù)(見圖3)。

圖3 三向引導(dǎo)屏Fig.3 Three-way guidance screen

3.2.2 雙向引導(dǎo)屏

一般放置于車場中有2個(gè)方向的岔路口，安裝位置應(yīng)在車主開車前往雙岔路口的時(shí)候能看得見的明顯的地方。主要顯示 2個(gè)路口各自區(qū)域的剩余空車位(見圖 4)。

圖4 雙向引導(dǎo)屏Fig.4 Two-way guidance screen

3.2.3 單向引導(dǎo)屏

一般放置于車場拐彎處，安裝的位置應(yīng)在車主開車前往拐彎區(qū)域的時(shí)候能看得見的明顯的地方。主要顯示拐彎后區(qū)域的空余車位(見圖5)。

圖5 單向引導(dǎo)屏Fig.5 One-way guidance screen

3.3 探測器和指示燈

應(yīng)用探測器和指示燈可以對每個(gè)車位的占用或空閑狀況進(jìn)行可靠性檢測。在每個(gè)停車位上均安裝1個(gè)車位探測器和車位指示燈。車位指示燈可以直接從車位探測器上接線。每個(gè)車位上方均安裝超聲波探測器，探測車位上有無車輛停泊。若有車，車位指示燈顯示紅燈亮，否則顯示綠燈。

3.4 節(jié)點(diǎn)控制器

節(jié)點(diǎn)控制器對保證本系統(tǒng)的安全、可靠與高效有著重要作用，它是車位引導(dǎo)系統(tǒng)3層網(wǎng)絡(luò)總線的中間層。節(jié)點(diǎn)控制器用于循環(huán)檢測所接探測器的工作狀態(tài)，并將相關(guān)信息傳送到中央控制器。節(jié)點(diǎn)控制器用于連接 LED顯示屏、中央控制器和車位探測器等，還可解決485通訊長距離不可靠、分組管理和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展的問題。

3.5 中控室

中控室中需要安裝中央控制器和車位引導(dǎo)系統(tǒng)管理軟件。其中車位引導(dǎo)系統(tǒng)管理軟件不是必須選項(xiàng)，因?yàn)橹醒肟刂破骺梢栽诜怯?jì)算機(jī)環(huán)境下獨(dú)立控制整個(gè)車位引導(dǎo)系統(tǒng)的工作。所以，車位引導(dǎo)系統(tǒng)管理軟件僅作為瀏覽和統(tǒng)計(jì)車場的停車情況使用。

4 系統(tǒng)接線方式

車位引導(dǎo)系統(tǒng)的連接線全部采用網(wǎng)線，所有電路板和線路接口均采用 RJ45接口方式。該接線方式具有成本低、布線簡單、可靠性高、技術(shù)成熟等特點(diǎn)。

電路板與網(wǎng)線通過 RJ45水晶頭和配套端子連接，連接示意圖見圖 6(中央控制器、節(jié)點(diǎn)控制器、LED顯示屏內(nèi)部)。

圖6 連接示意圖(1)Fig.6 Connection diagram(1)

探測器和指示燈與節(jié)點(diǎn)總線的連接示意圖見圖 7。

圖7 連接示意圖(2)Fig.7 Connection diagram(2)

5 系統(tǒng)調(diào)試

每個(gè)節(jié)點(diǎn)的探測器安裝完成后，連接電源和通訊線，設(shè)好每個(gè)探測器的測距距離、通訊地址(同一節(jié)點(diǎn)下地址不能重復(fù))，確定無誤后，接通電源，查看每個(gè)探測器測距是否正常、LED信號燈變化情況、通訊指示燈情況，見圖8。

從節(jié)點(diǎn) RS485-C口發(fā)送采集節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)命令(所有節(jié)點(diǎn)地址不能重復(fù))，查看接收數(shù)據(jù)，判斷所有本節(jié)點(diǎn)的探測器個(gè)數(shù)、狀態(tài)是否正常。

所有節(jié)點(diǎn)與中央控制器連接好后，查看中央控制器RS232-PC口是否有對應(yīng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)輸出，見圖 9。

圖8 節(jié)點(diǎn)代碼分析Fig.8 Node code analysis

圖9 中央控制模擬器Fig.9 Central control simulator

中央控制器連接至PC，并在PC上裝好數(shù)據(jù)庫軟件、車位引導(dǎo)系統(tǒng)軟件、LED屏配置工具，用LED屏配置工具把各LED與探測器關(guān)聯(lián)情況配置好并刷新中央控制器，中央控制器重新上電后，所有 LED屏顯示正確。在車位引導(dǎo)系統(tǒng)里，把車場平面圖和車輛添加完成，平面圖上能正確顯示車場每個(gè)車位的停車情況、故障情況，見圖10。

圖10 停車引導(dǎo)系統(tǒng)Fig.10 Parking guidance system

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