跟隨行業(yè)技術(shù)變化進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)改革

王趾成

（北京交通大學(xué)海濱學(xué)院，黃驊 061199）

1 可拆卸重構(gòu)的立體車庫(kù)結(jié)構(gòu)

可并行自動(dòng)存取的立體車庫(kù)，是由“積木式”結(jié)構(gòu)搭建的。包括存車位、載車升降電梯、各種感知部件、各種控制部件、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器及連線、電源等。尺寸可按實(shí)物的1/8構(gòu)建，如圖1所示。

圖1 立體車庫(kù)車位、行車道示意圖

1.1 搭建存車樓

存車樓由存車位“積木式”插接構(gòu)成，存車樓之間放置載車升降電梯，存車樓二層及以上各層用來(lái)存車，一層地面作為車輛出入通道。存車樓的數(shù)量、高度、寬度可任意搭建，載車升降電梯相應(yīng)安放。真實(shí)存車樓每層都有人行道，供司機(jī)通行，司機(jī)通過(guò)樓兩端電梯上下。因教學(xué)環(huán)境不需司機(jī)上下樓，所以省略人行道和樓兩端的載人電梯。

1.2 感知器件和控制部件

地面每條行車道都與存車位垂直對(duì)應(yīng)，車道兩側(cè)多處安放紅外線對(duì)射儀，用來(lái)感知車輛；車道多處安放信號(hào)燈、字幕、欄桿，用來(lái)指揮車輛行動(dòng)，如圖2所示。

圖2 立體車庫(kù)地面通道示意圖

車位上有IC 卡插槽，車輛安全入位后會(huì)自動(dòng)彈出IC 卡，并提示司機(jī)取去，此卡是交費(fèi)、取車憑證。教學(xué)環(huán)境可將IC 卡插槽引出放在方便操作的地方。存車位有壓感器件，用來(lái)感知是否有車；有車位識(shí)別器，用來(lái)感知車輛是否安全入位。所有感知器件、控制器件均接入網(wǎng)絡(luò)。

1.3 載車電梯

存車樓間地面車道放置多部載車電梯，電梯之間、電梯與存車樓之間用插件卡牢，確保運(yùn)行穩(wěn)定。載車電梯平時(shí)?？吭诙哟?，不影響地面車輛通行，載車電梯的升降、?？?、前門及后門打開(kāi)與關(guān)閉等及時(shí)精確動(dòng)作，都是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下由調(diào)度軟件控制運(yùn)行的。

1.4 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

所有感知器件、控制部件、執(zhí)行動(dòng)作部件，均接入網(wǎng)絡(luò)。該環(huán)境是可以創(chuàng)新設(shè)計(jì)、重新搭建、智能感知、自動(dòng)控制運(yùn)行的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)運(yùn)行

該環(huán)境是智能感知車輛存取需求、自動(dòng)控制車輛存取運(yùn)行的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)硬件環(huán)境可以拆卸、任意重新搭建，軟件可以按不同調(diào)度策略創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

2.1 車輛入庫(kù)

系統(tǒng)隨時(shí)顯示各條車道對(duì)應(yīng)的車位空余情況供司機(jī)選擇進(jìn)入哪條車道存車，系統(tǒng)根據(jù)自己的調(diào)度策略并根據(jù)存取繁忙情況，決定哪部電梯接車入位。電梯打開(kāi)后門并提示司機(jī)將車移入電梯，車輛進(jìn)入載車電梯并停穩(wěn)后，電梯關(guān)門開(kāi)始上升，停到系統(tǒng)安排的位置后停下并打開(kāi)前門或后門和對(duì)應(yīng)的車位門，提示司機(jī)移車入位。車停穩(wěn)后，車位上的IC 插槽會(huì)彈出IC 卡，提醒司機(jī)取走，司機(jī)步行到樓層兩端，通過(guò)載人電梯下樓。教學(xué)環(huán)境所用的車輛是遙控玩具電車，使用遙控器控制車輛動(dòng)作，該環(huán)境的IC 卡插槽引出到車位以外方便取卡的地方。

2.2 車輛出庫(kù)

司機(jī)將IC 卡插入車位IC 卡插槽，系統(tǒng)立即感知到取車需求，立即指揮載車電梯來(lái)接車，車位門和電梯門自動(dòng)打開(kāi)，系統(tǒng)提示司機(jī)將車移入載車電梯，車輛移入載車電梯后，電梯門和車位門自動(dòng)關(guān)閉，載車電梯下降到地面后，自動(dòng)打開(kāi)前門并提示司機(jī)將車開(kāi)走。

3 創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

“可并行自動(dòng)存取的立體車庫(kù)”實(shí)踐教學(xué)環(huán)境與真實(shí)環(huán)境相比，軟件控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境都一樣，差別只是車輛、車位、載車電梯的物理尺寸縮小。該環(huán)境能方便拆卸、任意重組、能按任意調(diào)度策略重新設(shè)計(jì)調(diào)度軟件，所以比真實(shí)環(huán)境更方便實(shí)踐教學(xué)。

3.1 創(chuàng)新設(shè)計(jì)硬件實(shí)踐教學(xué)環(huán)境

通過(guò)重構(gòu)硬件環(huán)境、改變網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和調(diào)試網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的過(guò)程，可以為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)布線、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建等創(chuàng)新設(shè)計(jì)出很多實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)為軟件創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了豐富的硬件環(huán)境。

3.2 創(chuàng)新設(shè)計(jì)軟件實(shí)踐教學(xué)環(huán)境

在多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)境下，對(duì)每種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)境都可以設(shè)計(jì)不同的車輛自動(dòng)存取調(diào)度策略，對(duì)每種調(diào)度策略可以使用不同的軟件開(kāi)發(fā)工具完成設(shè)計(jì)。從而為軟件實(shí)踐教學(xué)提供了豐富、真實(shí)的內(nèi)容。

4 結(jié)束語(yǔ)

本實(shí)踐教學(xué)環(huán)境為高校計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才培養(yǎng)，提供了經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠、高效的環(huán)境。使教學(xué)緊跟行業(yè)新技術(shù)，是激發(fā)師生創(chuàng)新設(shè)計(jì)的平臺(tái)，為提升辦學(xué)層次將產(chǎn)生重要影響。