劉淮霞,徐 晟,王 碩（安徽理工大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院,安徽 淮南232001）

基于工控機的停車位智能控制系統(tǒng)的設(shè)計

劉淮霞,徐 晟,王 碩
（安徽理工大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院,安徽 淮南232001）

摘 要：隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，目前汽車的數(shù)量已經(jīng)非常龐大，且呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。與之相關(guān)，“停車難”現(xiàn)象也逐漸成為急需解決的問題。升級傳統(tǒng)的車庫，使其能夠解決目前廣泛存在的“停車難”和些相關(guān)的問題的是本文的主要研究目的?；诖艘螅疚闹饕芯苛艘环N基于工控機的地下車庫誘導(dǎo)及管理系統(tǒng)的設(shè)計方案。硬件設(shè)計上，采用了基于Cortex-M3的STM32F103VB作為主控芯片；光電開關(guān)檢測車位占用情況；使用LCD屏幕和LED指示牌作為誘導(dǎo)系統(tǒng)，引導(dǎo)車主停車取車；非接觸式IC卡記錄用戶停車信息，并且提供取車尋跡功能。軟件系統(tǒng)方面，采用VB6.0作為軟件編程，使用方便。利用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)采集車輛信息的功能，并且建立車庫管理系統(tǒng)。整個系統(tǒng)采用RS485通訊，采用Modbus-RTU協(xié)議通訊。最后通過實驗驗證，達到設(shè)計要求。

關(guān)鍵字：STM32；RS485通訊；Modbus；上位機系統(tǒng)；停車誘導(dǎo)

1 系統(tǒng)工作的主要流程

當(dāng)有車輛想要進入車庫停車時，用戶在入口處刷卡，系統(tǒng)判斷是否是有效信息，如果是有效信息則中控系統(tǒng)發(fā)送信息，開啟入口處道閘，車輛放行。當(dāng)車輛進入車庫后，入口處的大LCD顯示屏?xí)@示整個車庫所?？哲囄患八趨^(qū)域。車輛誘導(dǎo)系統(tǒng)同時工作，LCD指示牌會指引車輛進入正確停車區(qū)域，用戶可以根據(jù)自己的選擇，跟隨誘導(dǎo)系統(tǒng)進入某一區(qū)域。當(dāng)車輛順利找到空車位并停放好車輛后，車主在該區(qū)域最近的刷卡終端上刷卡，刷卡終端記錄車輛停放位置。在用戶取車時，在入口處刷卡進入車庫，同時終端機上回顯示用戶車輛的具體停放位置，隨后用戶可以根據(jù)誘導(dǎo)系統(tǒng)進入車輛所在區(qū)域，找到自己的車。在用戶在駛出車庫時，在出口處再次刷卡，系統(tǒng)自動扣費。

2 硬件系統(tǒng)

停車位智能控制系統(tǒng)以工控機作為核心部件控制整個系統(tǒng)運行，多個自制的信號采集控制模塊，對射式光電開關(guān)，壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、IC卡模塊、60寸LCD液晶顯示屏、LED燈指示模塊、空氣斷路器、中間繼電器等組成。實現(xiàn)對空車位多少、大型車庫現(xiàn)場情況、車庫溫度、濕度實時顯示，且對車主實時進行現(xiàn)場引導(dǎo)，避免盲目開車。

自制的信號采集控制模塊是以stm32f103RB作為核心部件，stm32f103系列屬于中低端的32位ARM微控制器，該芯片是意法半導(dǎo)體（ST）公司出品，其內(nèi)核是Cortex-M3。最高72MHZ工作頻率，在存儲器的0的等待周期訪問時可達1.25DMisp、MHZ，利用芯片內(nèi)部的DMA來存儲多個模擬量，并計算平均值，大大減輕cpu的負(fù)擔(dān)。

硬件電路中主要包括單片機的最小系統(tǒng)、8位共陽極數(shù)碼管、4個獨立按鈕開關(guān)、穩(wěn)壓電源模塊，數(shù)碼管驅(qū)動電路、24c02數(shù)據(jù)掉電存儲芯片、6路光電隔離驅(qū)動微型中間繼電器電路，6路光電隔離輸入電路、max485、232通訊芯片、ds18b20溫度傳感器、3路模擬量整形輸入電路等構(gòu)成。

3 軟件部分設(shè)計

軟件部分主要實現(xiàn)地下車庫管理及查詢的功能。采用Visual B6.0開發(fā)。主要可以實現(xiàn)車位實時監(jiān)控功能、車輛信息查詢功能、收費功能等主要功能?？墒构芾碚邔τ谲噹斓氖褂们闆r一目了然。

3.1 串行通訊實現(xiàn)

要實現(xiàn)上位機和下位機通訊，則必須要實現(xiàn)通訊串口的打通。而在用VB6.0編寫的上位機系統(tǒng)中，則必須要使用到MSComm控件。MSComm控件是通過端口來傳輸和接收數(shù)據(jù)的，給應(yīng)用程序提供了通訊功能。使用MSComm控件功能，編程者可以避免使用較為復(fù)雜的API函數(shù)，并且在VC、VB、Delphi等語言中都可以用。

3.2 車位監(jiān)控功能

在本文所設(shè)計的上位機監(jiān)控系統(tǒng)中，作為一個很重要的功能存在的就是車位占用情況的監(jiān)控。本功能可以使得車庫管理者及時了解車庫中車位使用情況。該功能使用光電開關(guān)作為現(xiàn)場檢測設(shè)備，通過現(xiàn)場情況的變化對光電開關(guān)發(fā)送作用，從而使得光電開關(guān)對主控系統(tǒng)發(fā)出相關(guān)信息，從而反映到上位機系統(tǒng)中。

3.3 監(jiān)控畫面設(shè)計

本系統(tǒng)的上位機部分采用VB編程制作，由于VB功能強大，易于操作，所以廣泛的使用在上位機編程上。本系統(tǒng)中該功能主要用到SSTab、Shape等幾個控件，下面分部介紹這些控件。

利用以上主要控件可以建立車位監(jiān)控系統(tǒng)的主畫面，下面附上車位監(jiān)控系統(tǒng)的主畫面。

3.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

在上位機開發(fā)的過程中，我們還要用到一個很重要的工具——數(shù)據(jù)庫。對于車輛信息的存儲使得我們需要開發(fā)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)庫是一個單位或者是一個應(yīng)用領(lǐng)域的通用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，它一般用來存儲企業(yè)或事業(yè)部門、團體和個人的有關(guān)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)是從全局觀點出發(fā)建立的，按照一定的數(shù)據(jù)模型進行組織、描述和存儲。其結(jié)構(gòu)是基于數(shù)據(jù)間的自然聯(lián)系，從而可以提供一起必要的存取路徑，且數(shù)據(jù)不再針對某一個應(yīng)用，而是面向全組織，具有整體的結(jié)構(gòu)化特征。

4 結(jié)束語

（1）傳統(tǒng)車庫多是靠用戶自行尋找發(fā)現(xiàn)空車位，效率低下，不容易發(fā)現(xiàn)空車位。導(dǎo)致大型車庫的利用率低。

（2）取車時，由于車庫中標(biāo)志物相似導(dǎo)致用戶取車時難以發(fā)現(xiàn)自己的停車區(qū)域，從而造成了“取車難”的現(xiàn)象。

（3）傳統(tǒng)車庫只是單純的起到停放車輛的功能，其潛在功能無法實現(xiàn)，對于車輛信息的獲取，車庫的管理等都存在滯后現(xiàn)象。

（4）傳統(tǒng)的車庫一般多采用人工收費方式，不僅效率低下，容易出現(xiàn)錯收費亂收費現(xiàn)象，而且極易造成財務(wù)上的疏漏和現(xiàn)金流失的風(fēng)險。

針對上述問題，本文將主要研究一種智能車庫的策略來解決目前存在的這些問題。

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本文是安徽省大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目，項目編號：AH201310361107

作者簡介：劉淮霞（1961-），女，安徽淮南人，教師，研究方向：自動化系統(tǒng)及控制工程。