智能立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)策略

馮生奇 趙向東 楊丹丹

摘 要：智能立體停車庫(kù)是未來樓宇基礎(chǔ)設(shè)施基礎(chǔ)建設(shè)的關(guān)鍵組成部分。文章討論了基于ARM嵌入式自動(dòng)控制系統(tǒng)的智能立體停車庫(kù)自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)方案，并探討了完成對(duì)策。

關(guān)鍵詞：智能立體;停車庫(kù);控制系統(tǒng);設(shè)計(jì);實(shí)現(xiàn)

隨著汽車制造業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，我國(guó)的私家車保有量逐漸增加。公安部交通運(yùn)輸局、公安部網(wǎng)站相繼發(fā)布統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。私家車的持續(xù)增加給公共停車設(shè)施的建設(shè)和城市交通的管理帶來了問題。在城鎮(zhèn)化不斷發(fā)展的大背景下，各地不斷進(jìn)行大量的人力、財(cái)力、物力投入。建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施所需的資源已成為城市面臨的主要問題，私家車數(shù)量仍在增加、停車設(shè)施建設(shè)和汽車增長(zhǎng)。立體車庫(kù)與常規(guī)停車設(shè)施相比，靈活利用垂直室內(nèi)空間，最大限度利用土地資源、室內(nèi)空間資源，合理處理“停車難”、“車輛安全管理難”等具體問題。隨著控制系統(tǒng)和智能系統(tǒng)的不斷技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，三維停車位近年來也完成了智能系統(tǒng)操控和自動(dòng)控制系統(tǒng)。

1.需求分析

隨著人們生活水平的不斷提高，日常消費(fèi)水平的提升進(jìn)入了一個(gè)新的階段。汽車已經(jīng)成為必不可少的交通工具。城市汽車保有量不斷增加，為人們的日常出行提供了極大的便利。同時(shí)，停車難問題已成為城市管理亟待解決的問題，城市建設(shè)初期規(guī)劃沒有充分考慮快速增長(zhǎng)的停車需求，致使現(xiàn)有停車設(shè)施（停車場(chǎng)、車庫(kù)等）無法滿足停車需求，日益緊張的城市土地資源不斷推高停車價(jià)格，為緩解這一問題，立體車庫(kù)應(yīng)運(yùn)而生。作為新型立體車庫(kù)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的車輛存放設(shè)計(jì)和自動(dòng)停車管理流程，有效提升空間立體停車方式。它已成為最大限度地利用有限空間資源和最大化停放車輛數(shù)量的重要解決方案。

2.智能多層停車場(chǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 硬件設(shè)計(jì)

（1）上位機(jī)控制系統(tǒng)硬件電路

上位機(jī)軟件自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件配置電源電路可分為兩部分，其中一部分是ARM控制板和外部通訊控制模塊。上位機(jī)軟件自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件配置電源電路的關(guān)鍵部分是ARM控制部分。這是關(guān)鍵側(cè)面板的戰(zhàn)略模型。選用SAMSUNG S3C6410主CPU的FET6410A按鍵板作為板對(duì)板射頻連接器側(cè)板，作為通用功能擴(kuò)展供電電路。 FET6410A 按鍵板根據(jù)引出引腳連接到側(cè)板。完成對(duì)相關(guān)硬件配置的所有操作的協(xié)同管理方法[1]。給出一個(gè)通訊socket與通訊控制模塊連接，完成信息內(nèi)容的采集和傳輸。通訊控制模塊選用STM32F103C8T6，以Cortex-M3為關(guān)鍵。 MCU開發(fā)板適用于JTAG/SWD插座調(diào)整、IAP、RFID適配控制模塊和GPRS無線通訊控制模塊的免費(fèi)下載，完成IC卡號(hào)的智能加載，以及各類附加應(yīng)用。立體停車設(shè)備警示信息內(nèi)容。主控芯片控制模塊和通訊控制模塊分開設(shè)計(jì)，系統(tǒng)軟件可靠性高，手機(jī)軟件也可以獨(dú)立設(shè)計(jì)，開發(fā)難度相對(duì)較低。

2.2 ARM車庫(kù)控制器電路設(shè)計(jì)

ARM車位控制板的電源電路鍵盤與上位機(jī)軟件自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件配置電源電路鍵盤相同。側(cè)板電源電路中的開關(guān)電源立即決定了控制板系統(tǒng)軟件的可靠性和穩(wěn)定性。系統(tǒng)軟件中各控制模塊所需的關(guān)鍵電源電壓為3.3V和9V。主要的開關(guān)電源是LCD插座和按鍵板。由于智能三維車庫(kù)所操作的外部元器件總數(shù)比較少，開關(guān)電源的設(shè)計(jì)可以考慮簡(jiǎn)化的開關(guān)電源方案，如LM2596系列穩(wěn)壓電源，到一定的輸出負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)和一定的輸入。它可能在負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)下有效。操縱輸出電壓偏差和振蕩頻率偏差的開關(guān)電源系統(tǒng)軟件主要表現(xiàn)出高可靠性。文中明確提出的ARM停車位自動(dòng)控制系統(tǒng)的串行通信方式是嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)、設(shè)計(jì)和應(yīng)用中常用的通信方式之一。除了目前的通訊功能外，還可以提供系統(tǒng)軟件下載等功能。特點(diǎn)是RS485、RS232。 RS485通訊控制模塊為RSM3484CHT。 RSM3484CHT 組件集成了電氣隔離和其他維護(hù)功能。元件體積小，在嵌入式自動(dòng)控制系統(tǒng)中具有優(yōu)良的實(shí)用效果。 RS232控制模塊使用的集成ic是MAX3232和MAX3232的主要集成ic。完成TTL數(shù)據(jù)信號(hào)和脈沖信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)的轉(zhuǎn)換。 MAX3232本身必須是0.1uF4的小電容，小電容特有的底部電壓整理器的輸出級(jí)用于傳輸[2]。

2.3 外部通信電路設(shè)計(jì)

所以考慮到基于其STM32F103主板芯片的應(yīng)用。低功耗、低成本的ARMv7架構(gòu)集成IC的關(guān)鍵是Cortex-M3，最大輸出功率為72MHz，集成IC具有SRAM運(yùn)行內(nèi)存，功能豐富，外部設(shè)備豐富多彩。 STM32F103主板芯片在運(yùn)行過程中特性好，可靠性高，可根據(jù)運(yùn)行需求進(jìn)行合理擴(kuò)展。文章中明確提出的自動(dòng)控制系統(tǒng)是由RFID技術(shù)誘導(dǎo)的。為了更好的快速加載各種汽車的信用卡號(hào)信息內(nèi)容，RFID技術(shù)必須主要表現(xiàn)出可靠性高、通信距離遠(yuǎn)、效率高、功能損失等必須滿足要求。綜合考慮，采用EM4095集成ic作為RFID技術(shù)通信收發(fā)集成ic，RFID技術(shù)可以完成與無線天線的直接連接，獲得與無線天線匹配的頻率，內(nèi)部使用高效靈活。 RFID技術(shù)通訊功能的完成依賴于“電磁線圈無線天線”，它在設(shè)計(jì)過程中綜合考慮了數(shù)據(jù)信號(hào)規(guī)定，明確了無線天線的電阻、線圈匝數(shù)、電感和頻率。選擇 SIM900A 作為無線通信控制模塊的關(guān)鍵。 SIM900A適用于DCS1800MHz和EGSM900MHz的工作頻率范圍，另外還有4種不同的編碼格式[3]?？刂颇K設(shè)計(jì)比較緊湊，體積小，可以滿足室內(nèi)空間規(guī)格。立體停車位智能控制系統(tǒng)。SIM900A的運(yùn)行基于TCP/IP協(xié)議，通過AT指令可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

2.4 軟件設(shè)計(jì)

立體車位自控系統(tǒng)手機(jī)軟件的關(guān)鍵操控功能是加載客戶信息、車位設(shè)備信息內(nèi)容和提供人機(jī)交互技術(shù)頁(yè)面?？蛻艨梢酝瓿苫谟|摸屏的智能控制系統(tǒng)。 PLC是設(shè)備的基本控制板?？刂拼a驅(qū)動(dòng)PLC源于上位機(jī)軟件。完成立體停車設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)。本軟件基于“Linux”系統(tǒng)軟件，將系統(tǒng)軟件的核心置于硬件系統(tǒng)中，賦予Linux的基本要素和內(nèi)容。系統(tǒng)軟件斷開和手機(jī)軟件編譯程序均在PC端完成。必要時(shí)，斷開某些 Linux 功能。

3.智能多層停車場(chǎng)控制系統(tǒng)的構(gòu)建策略

3.1 車庫(kù)訪問策略

立體車庫(kù)可采用高性能電機(jī)或改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)來調(diào)整車輛運(yùn)輸托盤在車庫(kù)中的運(yùn)動(dòng)，減少車輛運(yùn)輸托盤在移動(dòng)過程中所消耗的時(shí)間，達(dá)到改善的目的。車輛通行的影響。在立體車庫(kù)內(nèi)有多輛車輛需要同時(shí)接近且用戶的接近行為不匹配的情況下，建議主要采用交錯(cuò)接近策略。

3.2 優(yōu)化訪問規(guī)則

人們出入車輛的頻率是有規(guī)律的，立體車庫(kù)不同使用場(chǎng)景下車輛出入存在一定差異。以典型居民區(qū)為例，取車高峰時(shí)間為AM7：00-AM8：00（周一至周五），車輛停放高峰時(shí)間為PM6：00-PM8：00（周一至周五）。例如，商業(yè)建筑通常會(huì)在同一時(shí)期取消車輛存款和取款。因此，由于人們?cè)诓煌瑘?chǎng)景條件下對(duì)車輛檢索和存儲(chǔ)的需求必然不同，可以采用邏輯算法上的差異化算法來提高不同時(shí)間段車輛檢索的效率。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，ARM嵌入式系統(tǒng)是一種通用的智能自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以有效滿足立體車庫(kù)車輛出入的各種需求。以上還是有一定的局限性，尤其是在車輛檢測(cè)和邏輯算法方面需要進(jìn)一步完善，而在智能手機(jī)高度普及的時(shí)代，大多數(shù)從業(yè)者必須積極探索智能手機(jī)應(yīng)用的融合，實(shí)時(shí)監(jiān)控車位使用和車位預(yù)訂等功能。

參考文獻(xiàn)：

[1]李臣華.智能立體停車庫(kù)控制裝置系統(tǒng)研究[J].微型電腦應(yīng)用，2020，36（09）：97-100.

作者簡(jiǎn)介：

馮生奇（1988.11-）男，漢，浙江省杭州市，大專，研究方向：機(jī)械式停車設(shè)備。 ? ? ? ? 趙向東（1989.3-）男，漢，河南省信陽(yáng)市，本科，研究方向：機(jī)械式停車設(shè)備。

楊丹丹（1988.10-）女，漢，安徽，助理級(jí)工程師，大專，研究方向：機(jī)械式停車設(shè)備。