單片機(jī)控制空中智能停車場(chǎng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用探究

杜慶璽

摘要：城中心商場(chǎng)地帶，用地緊張，停車位設(shè)置較少，交通擁擠，車輛亂停亂放的現(xiàn)象嚴(yán)重。并且許多商場(chǎng)周圍人流量大，缺乏相應(yīng)的天橋等配套設(shè)施，給行人的出行安全帶來(lái)極大的隱患。本篇文章對(duì)空中停車場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化涉及，將其與過(guò)街天橋相結(jié)合，在滿足行人過(guò)街的需求之外，在空中建設(shè)智能停車場(chǎng)。智能停車場(chǎng)利用單片機(jī)和外接傳感器進(jìn)行智能控制，實(shí)現(xiàn)無(wú)人停車場(chǎng)的智能控制。該設(shè)計(jì)具有功能多樣、運(yùn)營(yíng)成本低、易于推廣等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：多功能天橋;智能空中停車場(chǎng);車輛掉頭

中圖分類號(hào)：TP368.1;U491.71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）05-0009-03

1 研究背景

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，汽車保有量逐年上升。汽車數(shù)量的提升在為百姓生活帶來(lái)便利的同時(shí)，也產(chǎn)生了一系列隨之而來(lái)的車輛管理與道路交通的問(wèn)題。人口與密集商業(yè)區(qū)人流量大、停車位需求也隨之上升，“停車難”的現(xiàn)象逐漸成為常態(tài)。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2017年國(guó)內(nèi)汽車停車位需求量達(dá)到2.7億個(gè)，預(yù)計(jì)2018年將達(dá)到3億個(gè)。但是按照目前的停車場(chǎng)發(fā)展速度來(lái)看，我國(guó)大城市的汽車保有量與停車位比例約為1：0.8，中小城市約為1：0.5，相較于發(fā)達(dá)國(guó)家的1：1.3，我國(guó)停車位比例明顯偏低，停車設(shè)施的建設(shè)問(wèn)題亟待解決。同時(shí)，商業(yè)區(qū)人車矛盾也隨之上升，堵車嚴(yán)重、車輛掉頭難、行人過(guò)街難等系列問(wèn)題也隨之產(chǎn)生。

2 研究方法

通過(guò)模型法和查找文獻(xiàn)相結(jié)合的研究方法，開(kāi)展本項(xiàng)研究。在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題之初，通過(guò)政府工作年鑒資料，查找閱讀大量相關(guān)文獻(xiàn)及統(tǒng)計(jì)資料，確定研究的發(fā)展現(xiàn)狀和進(jìn)程。再結(jié)合本地情況，配合各國(guó)各地不同的處理辦法，提出新的解決方案。然后著手設(shè)計(jì)模型并準(zhǔn)備所需的材料，進(jìn)行構(gòu)想的實(shí)物模型化搭建步驟。

3 研究思路

本研究主要為解決人、車流量大、用地面積緊張的中心商區(qū)汽車停車及疏散人流的問(wèn)題。是集天橋、立體停車場(chǎng)、汽車掉頭轉(zhuǎn)向等于一身的多功能停車場(chǎng)，并配有充電裝置，可為新能源汽車提供充電服務(wù)。通過(guò)本次設(shè)計(jì)可以緩解車位不足，汽車亂停亂放，行人過(guò)街難等一系列的交通管理問(wèn)題，汽車還可以借助天橋轉(zhuǎn)向，也間接緩解了大型十字路口的交通壓力，對(duì)促進(jìn)地區(qū)區(qū)域性協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展將發(fā)揮有一定的作用。

4 結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)

如圖1的結(jié)構(gòu)草圖中所繪制基本結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)主體為天橋造型的空中停車場(chǎng)，這種結(jié)構(gòu)不僅可以降低停車場(chǎng)建造成本，同時(shí)還能夠充分利用中心城區(qū)的立體空間，緩解主城區(qū)或商業(yè)區(qū)緊張的土地資源壓力。在確定了主體建造結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本設(shè)計(jì)還增加了以下幾方面的功能設(shè)計(jì)。

4.1 行人過(guò)街天橋功能

人口密集的城市商業(yè)區(qū)行人過(guò)街常與車輛行駛發(fā)生沖突，除了會(huì)導(dǎo)致交通擁堵之外還會(huì)危害過(guò)往行人的人身安全。因此目前城市建設(shè)中會(huì)在人口密集區(qū)建設(shè)過(guò)街天橋以解決人車之間的沖突。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有人行過(guò)街天橋的功能，能夠保證人們空中過(guò)馬路，避免車流與人流在平面相交時(shí)的沖突，保護(hù)行人安全的同時(shí)也提高了車輛行駛速度，很大程度上減少了交通事故發(fā)生的概率。

4.2 空中智能停車場(chǎng)功能

空中停車場(chǎng)則是把車停在空中，減少使用城區(qū)內(nèi)緊張的土地資源，增加地面空間，提高空間使用率，有利于緩解交通堵塞等一系列城建壓力。停車場(chǎng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)無(wú)人控制智能化管理，利用單片機(jī)硬件和紅外傳感器結(jié)合，實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)的自動(dòng)計(jì)數(shù)功能，能通過(guò)單片機(jī)的顯示數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示空中停車場(chǎng)剩余車位，便于司機(jī)讀取余位信息。停車場(chǎng)入口處如有車輛通過(guò)，紅外傳感器發(fā)出信號(hào)，在數(shù)碼管上顯示加一，出口處如有車輛駛出，紅外傳感器發(fā)出信號(hào)，在數(shù)碼管上顯示減一。通過(guò)數(shù)碼管上的示數(shù)來(lái)反映停車場(chǎng)內(nèi)的車位剩余量。然后借助一個(gè)顯示屏公示出停車場(chǎng)的剩余車位數(shù)，以便司機(jī)判斷是否可以上去停車。停車場(chǎng)可以實(shí)現(xiàn)智能無(wú)人控制，通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能控制和繳費(fèi)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輛的停留計(jì)時(shí)和繳費(fèi)。

4.3 車輛掉頭功能

現(xiàn)有的空中停車場(chǎng)只是為了解決“停車難”這一個(gè)問(wèn)題，而本次設(shè)計(jì)為了緩解地面交通壓力，加入了方便車輛掉頭的功能。如果車輛能夠從停車場(chǎng)上實(shí)現(xiàn)掉頭，就能減少馬路上部分車輛肆意掉頭所導(dǎo)致的交通擁堵的現(xiàn)狀和交通規(guī)劃中單行道路對(duì)于司機(jī)掉頭不友好的交通規(guī)劃。立體停車場(chǎng)的車輛掉頭功能可以為車輛出行帶來(lái)了極大的便利，也為與司乘人員的人身安全提供了一定的保障。

4.4 停車平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

空中智能停車場(chǎng)劇本基本的過(guò)街天橋功能、智能停車場(chǎng)功能、車輛掉頭功能之外，還在空中平臺(tái)的剩余部分進(jìn)行進(jìn)一步的功能完善設(shè)計(jì)，利用剩余空間面積進(jìn)行新能源汽車充電功能區(qū)、司機(jī)休息區(qū)劃分。隨著新能源汽車的發(fā)展和普及，汽車充電樁的配置越來(lái)越成為司機(jī)出行時(shí)的焦慮問(wèn)題。利用空中停車場(chǎng)的剩余空間規(guī)劃數(shù)個(gè)共享充電樁，能夠有效解決新能源汽車的充電難題，同時(shí)給司機(jī)提供了短暫休閑區(qū)，如圖2。

5 技術(shù)原理

5.1 系統(tǒng)基本功能描述

無(wú)人智能停車場(chǎng)利用非計(jì)算機(jī)編程硬件DP801單片機(jī)編程，主要利用2個(gè)紅外傳感器、單片機(jī)上數(shù)碼管板和揚(yáng)聲器實(shí)現(xiàn)模擬智能識(shí)別智能停車場(chǎng)空位的過(guò)程，如圖3。單片機(jī)主板上的數(shù)碼管顯示的數(shù)字為當(dāng)前車庫(kù)所剩余的車輛數(shù)，每當(dāng)有1輛車進(jìn)入智能停車場(chǎng)時(shí)，出發(fā)紅外傳感器，單片機(jī)控制數(shù)碼管上的數(shù)會(huì)自動(dòng)減1，表示當(dāng)前車庫(kù)內(nèi)的停車位減少1位;每當(dāng)有1輛車駛出智能停車場(chǎng)時(shí)，單片機(jī)控制數(shù)碼管上的數(shù)會(huì)自動(dòng)加1，表示當(dāng)前車庫(kù)內(nèi)的停車位增加1位。而且當(dāng)車庫(kù)內(nèi)停車位已滿時(shí)，數(shù)碼管上顯示數(shù)字為00，若再有車輛進(jìn)入停車場(chǎng)，揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲音，提醒車主車位已滿。

5.2 技術(shù)要點(diǎn)

編程過(guò)程中，要注意紅外傳感器的靈敏度調(diào)節(jié)，紅外傳感器的檢測(cè)距離要?jiǎng)偤媚軌驒z測(cè)到車輛從出入口正常通過(guò)時(shí)情況，紅外傳感器檢測(cè)距離不能調(diào)整過(guò)長(zhǎng)，過(guò)長(zhǎng)則會(huì)檢測(cè)到墻壁等障礙物造成紅外傳感器誤觸而使停車場(chǎng)計(jì)數(shù)功能失靈。同時(shí)單片機(jī)對(duì)于紅外傳感器的出發(fā)程序要編寫成紅外傳感器斷開(kāi)-閉合-斷開(kāi)作為一個(gè)檢測(cè)和計(jì)數(shù)周期，這樣計(jì)數(shù)功能才精準(zhǔn)，要不然會(huì)導(dǎo)致車輛的一次駛過(guò)而紅外傳感器的的持續(xù)觸發(fā)導(dǎo)致數(shù)次單片機(jī)數(shù)次計(jì)數(shù)，從而導(dǎo)致計(jì)數(shù)功能不準(zhǔn)。

6 項(xiàng)目亮點(diǎn)

在查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料時(shí)，尚未發(fā)現(xiàn)與“基于非計(jì)算機(jī)編程空中智能停車場(chǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)用”相關(guān)的資料記載。該設(shè)計(jì)主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：

（1）將人行過(guò)街天橋與空中停車場(chǎng)相結(jié)合，減少了成本，既有利于擁擠路段的汽車停放，又有利于保障過(guò)街行人的安全，將有效緩解“停車難”、“過(guò)路難”的問(wèn)題。

（2）汽車可以通過(guò)天橋進(jìn)行變道變方向掉頭，免去了必須通過(guò)路口轉(zhuǎn)彎的麻煩。既便利了司機(jī)的正常行駛，又有利于提高道路的行車效率，緩解了道路的行車壓力，利于改善道路的行車狀況，有充當(dāng)“道路緩沖器”的功能。

（3）集多種功能于一體：此種停車場(chǎng)包含了充電、停車、人行天橋、休閑娛樂(lè)等一系列功能。設(shè)計(jì)配備充電裝置，有利于新能源汽車的出行，可以一定程度上減輕新能源汽車“出行難”、“里程短”的問(wèn)題，同時(shí)也為電動(dòng)自行車等非機(jī)動(dòng)車提供了固定的充電場(chǎng)所，便于市民綠色出行，提升行車?yán)锍獭?/p>

（4）在有限程度內(nèi)極大的利用了馬路空間，有利于提高城市內(nèi)土地的集中利用率。并且也可在天橋上提供飲食等休閑娛樂(lè)項(xiàng)目，既可以為低收入人群提供一定的收入來(lái)源，又便于城市小攤小販的規(guī)范經(jīng)營(yíng)與管治，促進(jìn)城市管理的規(guī)范化。

（5）空中停車場(chǎng)相比于地下停車場(chǎng)成本低廉，并且開(kāi)發(fā)型式多種多樣，建設(shè)用地靈活，不用同地下停車場(chǎng)一樣考慮地質(zhì)等問(wèn)題，可以按照需要在不同社區(qū)及單位前進(jìn)行建設(shè)。

7 結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)集人行道、停車場(chǎng)等多項(xiàng)功能于一身，有利于停車場(chǎng)的規(guī)劃、人行天橋的設(shè)置以及城市的合理管理。將人行過(guò)街天橋與空中停車場(chǎng)相結(jié)合，合理利用馬路空間，提高城市土地資源利用率，促進(jìn)了擁擠路段的汽車停放與過(guò)街行人的安全等問(wèn)題的解決。汽車可以通過(guò)天橋變方向掉頭，便利司機(jī)行駛且提升行車效率。同時(shí)設(shè)計(jì)配備充電功能，方便新能源汽車出行，增加續(xù)航里程。并且空中停車場(chǎng)成本低，建設(shè)靈活，適合應(yīng)用于用地緊張的大型超市、中心商務(wù)區(qū)，經(jīng)改造后也可用于繁華的十字路口，特別適用于優(yōu)先發(fā)展的老城區(qū)和正在規(guī)劃的新城區(qū)。通過(guò)相關(guān)文獻(xiàn)資料可以了解到，之前國(guó)內(nèi)外關(guān)于立體停車場(chǎng)的研究都只是具有單一功能，并且大都是公益性，建設(shè)于某一個(gè)別單位旁，沒(méi)有做到大眾化，而且維護(hù)成本較高。個(gè)體企業(yè)無(wú)力修建國(guó)內(nèi)現(xiàn)有形式的停車場(chǎng)。故本次實(shí)驗(yàn)對(duì)于以上相關(guān)問(wèn)題都進(jìn)行考量，并實(shí)施了一定程度的改進(jìn)。

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