智能車位擋車器

郭琦　李俊峰　劉賀　李祥

摘 要：隨著汽車保有量的快速提升，停車難成為一大難題。企事業(yè)單位或商業(yè)停車場(chǎng)往往需要給一些內(nèi)部車輛分配固定停車位來使用，卻經(jīng)常遇到分配的車位因內(nèi)部或外來車輛亂停放而被占用的情況。解決方法可選擇安裝手動(dòng)車位擋車器或放置車位占位牌，但這種方法在使用過程中費(fèi)事費(fèi)力。 基于此，研制了一款智能車位擋車器，希望能為生活提供方便。

關(guān)鍵詞：智能車位；車位擋車器；停車管理

1 作品簡(jiǎn)介

我們?cè)O(shè)計(jì)的“智能車位擋車器”如圖1所示，這是一款應(yīng)用于停車場(chǎng)的智能化設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)車位使用的自動(dòng)化控制，能夠方便地與現(xiàn)有停車場(chǎng)車輛進(jìn)出道口系統(tǒng)和車位管理系統(tǒng)相集成，成為智能化停車場(chǎng)的有力組成部分。

“智能車位擋車器”能讓指工定車輛使用指定車位，并實(shí)現(xiàn)車輛進(jìn)入停車場(chǎng)時(shí)車位擋車器自動(dòng)降下，離開停車場(chǎng)時(shí)車位擋車器自動(dòng)升起的智能化控制，同時(shí)還能為停車場(chǎng)管理系統(tǒng)提供車位和設(shè)備的狀態(tài)信息。該作品不僅適用于單位停車場(chǎng)對(duì)車輛停放進(jìn)行管控，還適用于商業(yè)停車場(chǎng)進(jìn)行車位使用管理。

2 工作原理

2.1 整體原理結(jié)構(gòu)

該“智能車位擋車器”由硬件執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制軟件兩大部分構(gòu)成，智能車位擋車器整體原理圖如圖2所示。

每一個(gè)車位上可安裝一套獨(dú)立的硬件執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所有車位上的獨(dú)立設(shè)備只需通過串行通用總線（如RS 485總線）連接到一臺(tái)控制計(jì)算機(jī)上即可?？刂栖浖暮诵氖侨齻€(gè)能實(shí)施控制的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件，如圖3所示。其中，只需在應(yīng)用系統(tǒng)中調(diào)用StopperBll.dll文件即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制，因此本作品能方便的集成到已有的停車場(chǎng)進(jìn)出道口管理系統(tǒng)或車位管理系統(tǒng)中。

2.2 硬件執(zhí)行機(jī)構(gòu)原理

硬件執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括主控電路、車輛檢測(cè)傳感器和機(jī)械電動(dòng)升降桿三部分。

主控電路核心器件是一個(gè)微控制器，負(fù)責(zé)從串行總線上獲取信息和控制電動(dòng)桿升降。每個(gè)主控電路里的微處理器都存有不同的編號(hào)，當(dāng)串行總線上傳輸?shù)拿钆c自己的編號(hào)相符時(shí)才會(huì)執(zhí)行命令。微處理器通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片和限位開關(guān)來控制減速電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過傳感器檢測(cè)車位上是否有車輛。

車輛檢測(cè)采用超聲波傳感器，用測(cè)量距離的方法來測(cè)量車位上是否有車，可以將其安裝在車位上方或側(cè)面。如果安裝在上方，當(dāng)沒有車輛停放時(shí)，傳感器測(cè)出的距離為安裝點(diǎn)到地面的距離，否則為安裝點(diǎn)到車頂?shù)木嚯x。只需要判斷測(cè)量出的距離是否超過一個(gè)合適的設(shè)定值，便能判斷停車位上是否有車輛。

電動(dòng)升降桿依靠減速電機(jī)帶動(dòng)螺紋桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺紋桿上的螺母會(huì)沿滑軌橫行運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)擋車桿升起或降下，實(shí)物圖如圖4所示。在滑軌兩頭安裝限位開關(guān)，以避免機(jī)械結(jié)構(gòu)移動(dòng)過頭，出現(xiàn)卡死或設(shè)備損壞狀況。當(dāng)然，本作品的電動(dòng)升降桿也可選用市場(chǎng)上的成品。

2.3 控制軟件實(shí)現(xiàn)原理

控制軟件的核心是我們編寫的三個(gè)驅(qū)動(dòng)庫(kù)文件StopperBll.dll、StopperDal.dll和StopperModel.dll文件。利用這三個(gè)文件可編寫?yīng)毩⒌目刂瞥绦颍部梢苑诺浆F(xiàn)有系統(tǒng)里進(jìn)行調(diào)用，集成方法簡(jiǎn)單、方便。在程序中，調(diào)用StopperBll.dll文件中的方法，就能從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取車位信息來進(jìn)行控制。現(xiàn)有的停車場(chǎng)進(jìn)出管理軟件或車位管理軟件，只需要為方法提供要控制車位相對(duì)應(yīng)的車牌號(hào)或車輛進(jìn)出卡號(hào)，便可實(shí)現(xiàn)控制。車牌號(hào)或車輛進(jìn)出卡號(hào)需要與車位名稱、車位設(shè)備的編號(hào)一同存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

所設(shè)計(jì)的一個(gè)獨(dú)立控制程序可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的操作，其工作界面如圖5所示。

車位顯示列表里能顯示每個(gè)車位的狀態(tài)，車位數(shù)量能根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄的車位數(shù)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。在系統(tǒng)還未啟動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)連接有故障或車位上的設(shè)備有故障時(shí)，車位信息會(huì)以灰色表示，顯示為“離線”狀態(tài)。

當(dāng)車位上沒有車輛停放時(shí)，車位背景為綠色，車輛圖標(biāo)為灰色，表示空閑。當(dāng)車位上有車輛停放時(shí)則顯示紅色背景和彩色車輛圖標(biāo)，表示車位被占用。當(dāng)車位擋車器升起或降下時(shí)，顯示黃色背景。此外，車位顯示區(qū)以文字形式提示擋車器的狀態(tài)，包括“已降下”、“正在降下”、“已升起”和“正在升起”，以便人員了解設(shè)備的工作情況。

顯示設(shè)備狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)方法為：每隔一段時(shí)間，輪流向各個(gè)車位的主控單元發(fā)送查詢命令，收到查詢命令的車位主控單元通過總線返回自身的狀態(tài)信息。

設(shè)備控制的實(shí)現(xiàn)方法為：調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的升起或降下?lián)踯嚻髅?。命令參?shù)為被控車位的綁定信息，如車輛車牌號(hào)或車輛進(jìn)出停車場(chǎng)的卡號(hào)。因此，在現(xiàn)有的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)軟件中進(jìn)行集成時(shí)，只需要在停車場(chǎng)道口檢測(cè)車輛信息，并向相應(yīng)車位發(fā)送帶有該信息的控制命令即可。如現(xiàn)有停車場(chǎng)很多依靠藍(lán)牙卡，在車輛進(jìn)出停車場(chǎng)時(shí)都能讀取到該藍(lán)牙卡的卡號(hào)，只需將該卡號(hào)寫入到數(shù)據(jù)庫(kù)中與車位進(jìn)行綁定，并在程序中傳輸帶該卡號(hào)的升起或降下命令即可。

這里需要注意的是為了安全，在車位硬件設(shè)備的主控微處理器中設(shè)計(jì)控制程序，當(dāng)車位上有車輛停放時(shí)，微控制器不會(huì)執(zhí)行升起擋車器命令，以免損傷設(shè)備和車輛。這是底層安全防護(hù)措施，與電腦端程序無關(guān)。

3 創(chuàng)新點(diǎn)

現(xiàn)在市面上有一些通過遙控的升降車位擋車器，而我們的作品具有以下鮮明創(chuàng)新點(diǎn)：

（1）智能化控制。通過串行總線接收停車場(chǎng)進(jìn)出口管理計(jì)算機(jī)的控制信息，在車輛進(jìn)入停車場(chǎng)時(shí)，擋車器自動(dòng)降下，當(dāng)車輛離開停車場(chǎng)時(shí)，擋車器自動(dòng)升起。整個(gè)過程全自動(dòng)化，無需停車等待，更無需遙控器來遙控升降。

（2）便于集成。作品提供了相應(yīng)的控制動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件，可以方便集成到現(xiàn)有各種停車場(chǎng)管理系統(tǒng)軟件中去，提升停車場(chǎng)管理的智能化水平。

（3）便于擴(kuò)展。所有軟硬件設(shè)計(jì)都采用了模塊化的結(jié)構(gòu)，可以方便地?cái)U(kuò)展軟件功能，也可以稍作修改與市場(chǎng)上已有的不同型號(hào)車輛檢測(cè)傳感器和車位電動(dòng)擋車器結(jié)合，利于快速產(chǎn)品化。

（4）獨(dú)立、可靠、防干擾。每個(gè)車位上的獨(dú)立設(shè)備只有在接收到發(fā)給自身的查詢命令時(shí)才會(huì)利用超聲波檢測(cè)車輛停放與否，避免了車位較多、較緊密時(shí)每個(gè)設(shè)備自主檢測(cè)導(dǎo)致干擾的問題。整個(gè)軟硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，也相對(duì)提升了可靠性。

4 市場(chǎng)前景

隨著汽車保有量的快速提升，各單位都有自己的停車場(chǎng)，商業(yè)圈更是停車場(chǎng)數(shù)量眾多。對(duì)于單位內(nèi)部，往往需要為車輛分配指定停車位。對(duì)應(yīng)商業(yè)停車場(chǎng)，也往往需要保留一定數(shù)量停車位共內(nèi)部車輛使用，或者期望實(shí)現(xiàn)所有停車位的有效管理。這便為智能車位擋車器產(chǎn)品創(chuàng)造了巨大的消費(fèi)市場(chǎng)。但目前市場(chǎng)上還沒有相關(guān)類型的智能化車位擋車器，而我們的“智能車位擋車器”適用于各種類型的停車場(chǎng)，能夠高效的進(jìn)行車位使用管理，且智能化程度高、集成方便、車位信息提供全面、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，是各企事業(yè)單位或商業(yè)停車場(chǎng)提升自身智能化水平的首選。其具有的功能和特點(diǎn)符合實(shí)際需求，成本低廉，易于在各種類型的停車場(chǎng)進(jìn)行推廣、應(yīng)用，具有廣闊的市場(chǎng)前景。