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1、蜂窝煤式立体车库智能控制器的设计与仿真黄铮 徐绍文 雷发禹 王彪 (邵阳学院信息工程系电子信息工程专业 422004) 摘 要： 针对我国城市汽车停车难的现状，提出了蜂窝煤式立体车库的设想。文章详细介绍了蜂窝煤 式立体车库的结构、控制方案、电路设计、程序设计，并在Proteus设计环境中对系统进行了仿真。 蜂窝煤式立体车库改变了平面移动类车库需要控制平移和升降才能存取车辆的模式，具有占地空间 小，智能化程度高，存、取车由驾驶员独立完成等特点。 关键词：蜂窝煤式立体车库；智能控制；存车；取车；仿真Design and simulation of Honeycomb stereo-garage i
2、ntelligent controllerHuang Zheng Xu Shao-wen Lei Fa-yu Wang Biao(Information Engineering Department, Electronic Information Engineering of ShaoYang University 422004 ) Abstract:To solve the parking problem in urban areas,we design the honeycomb stereo-garage.The following passage destribes the struc
3、ture 、controlling scheme 、circuit design and program design of the honeycomb stereo-garage system,which has simulated successfully in the proteus environment.Honeycomb stereo-garage system has overcome the disadvantage that drivers can park or pick up cars only by controlling translation and lifting
4、,which make the most of space.With highly intelligent degree , drivers can park and pick up cars independently .Key words: honeycomb stereo-garage,intelligent controlling,park, pick up cars,simulation0 引言 近年来，随着国民经济的增长和汽车工业的发展，汽车已进入了平常百姓家。据统计，2000年 中国汽车产量只有 200 万辆，2009 年汽车产量达1364 辆，现已成为全球第一汽车大国，下表是
5、2001 年至 2009 年我国汽车产量统计表。2001-2009年我国汽车产量统计表年度数量年度数量年度数量2001236200450720078792002324200557620089382003439200672020091364伴随着汽车工业的发展，汽车泊位与汽车数量的比例严重失调，城市中停车难、违章停车的问 题日益突出。针对这一现状，向空中和地下发展立体车库成为现代泊车的必然选择。据了解，发达 国家，采用机械式的立体停车场已成为解决城市停车难的主要方法。在我国，目前具有机械式的立 体停车场的城市还非常少见。因此，作为全球第一汽车大国，研究智能化的机械立体停车装置具有 广阔的市场前景
6、。根据结构形式的不同，立体车库可分为升降横移式、平面移动式、巷道堆垛式、垂直升降式、 简易升降式等多种形式。文章提出的蜂窝煤式立体车库，是模仿蜜蜂巢穴结构，汲取摩天轮传动高 效的优点，改变了传统立体车库需要机械平移和升降才能存取车的模式，驾驶员独立完成存取车。图 1 蜂窝煤式 立体车库1蜂窝煤式立体车库1.1 蜂窝煤式立体车库结构蜂窝煤式立体车库如图 1 所示。与传统车库结构相比具有如下特点：占地面积小：一方面，相同周长采用圆形结构， 最节省空间，也意味着能存放的车位最多；另一方面， 蜂窝煤式立体车库有一半车位于地下。控制简单：对于每个车位来说，只要驱动圆盘， 就能将车位送到指定的存取车位置。
7、车辆由驾驶员独 立驶入与驶出。11.2. 蜂窝煤式立体车库控制要求 存车：驾驶员将车驶入停车位，通过中央控制室将存车时间、车位等信息写入 IC 卡。取车：读取IC卡信息，扣除存车费用，车位运转到指定取车位，供驾驶员取车。如果存车费用 不足，可对 IC 卡充值。修改密码：为了保护用户安全，系统设置6位IC卡密码，并且可进行修改。2. 蜂窝煤式立体车库控制方案2.1 控制方案 立体车库控制器以单片机为核心，由中央控制器和车位控制器两部分组成，如图 2 所示。中央 控制器担负系统通信、存取车控制、密码修改及充值等任务；车位控制器负责车位控制。时钟电路红灯绿灯黄灯4x4矩阵键盘车库 俯视图P2.5 P
8、2.7P1.0P1.3机TXDaP0.1P0.7嘴RXD P1.0P1.3P1.4P1.7Txd P3.2/Int0P3.6P3.7系RXDP2 口统P0.0P0.2中央控制器液晶显示红灯绿灯黄灯图 2 系统控制方框图 系统启动后，红灯亮，车位控制器控制圆盘运转到基准线后停止，同时向中央控制器发送“准 备就绪”信号，中央控制器接收到信号后开始工作。车位控制器向中央控制器发送车位信号，主机 显示“欢迎使用立体车库系统”，系统绿灯亮。存车：驾驶员将车驶入车位，在中央控制器插入IC卡，系统将存车信息写入IC卡，完成存车。 取车：驾驶员在中央控制器插入IC卡，输入密码，系统在程序控制下，扣除存车费用。
9、中央控 制器向车位控制器发出取车指令，车位控制器控制圆盘运转到指定车位。2.2 车位控制算法 对立体车库的车位进行编号，每个车位相对水平面均有一个初始角。将车位编号和车位初始角 建立数据表。每存取一次车，圆盘旋一定角度，数据表进行刷新。如：某车位初始化角为，步进 电机的步进角为B，则圆盘运动后的角度为：Y为逆时针转动的步数，5为顺时针转动的步数。23. 电路设计在 Proteus 开发环境，选取元器件、连线得图 3 所示电路原理图円2LSdS3 ONO 03ft Oft GU fUkU m oa loa 即a toa isa 別a 9oa isa US id lioft3寸CC图理原路电窗af
10、ed 阖9Td 7 Cd Eed 匚 WCTd STFL.ed OX 芒 ETCd G WEd 二疾 gwd 迂SEd E：迂rd 二疾g 口迂Hrd SWLZd SWCird0QMmC-7-gQ占疾口 d 岂叢昱 Sa 叢口 d 占疾口 d ss EWH 口d Ld 疾 Ld 口富 ETEld岳Sd 居 号HR 二妥八afed 阖9Td 7 Cd Eed 匚 WCTd nnETd STFL.ed OX 芒 ETCdSLLrd 二疾 gwd 迂SEd E：迂rd 二疾g 口迂Hrd SWLZd SWCird占疾口 d 岂叢昱 sa 叢口 d 占疾口 d ss EWH 口d Ld 疾 Ld 口富
11、 ETEld0CCQGN3GQNOVSN3GunoQN3LinoVN3INIcinoNI3NI“noINI03ftSA6丁7皿L+97ToTgOsi$2cocn4. 程序设计中央控制器、车位控制器的程序流程分别如图 4、5所示3CL ccNYNYY密N间到?间到?N插IC卡？Y显示系统界面显示系统时间 主、从机通信成功吗开始系统初始化修改密码充值时间到？N 耳：插IC卡？ ”t D| C图6 系统初始化结果图中“7A ”是人为规定的双机通信确认信号，“0C”表示车位号。5.2 存车 系统处于绿灯状态表示可以存车。驾驶员将车辆驶入车位，在中央控制器人机交互界面按“存 车”按钮，插入IC卡。系统在
12、程序控制下，将存车信息写入IC卡，向车位控制器发出存车命令。 存车过程仿真结果如图 7 所示。Blln $ Sa 8 劉別运 |ie aaociciciaciiiJigig 旨芦请取出I C卡!图7 存车过程仿真结 果5.3 取车驾驶员在中央控制器人机交互界面按“取车”按钮，插入IC卡，输入密码。系统在程序控制下,4扣除存车费用，向车位控制器发出取车指令。车位控制器接受命令，将车位送到取车位置。取车过 程仿真结果如图 8所示。图8 取车过程仿真结 果请取车!5.4 修改密码为确保存车安全，对 IC 卡设置了密码。驾驶员可在中央控制器人机交互界面对 IC 卡密码进行 修改，如图 9 所示。图 9
13、 密码修改过程5.5 充值在中央控制器的人机操作界面可对IC卡进行充值，IC卡充值过程如图10所示。f|tz：aaaaaaaaUJ h .=旨四3田丿充值:100_ Y余额:00098CiY图10- 卡充值过程6.结论仿真结果表明，系统在程序控制下，中央控制器与车位控制器协调工作，车位控制器按照中央 控制器的指令，实现圆盘自动定位、存取车自动控制。驾驶员在中央控制器的人机交互界面进行存 车、取车、充值、修改密码等操作。蜂窝煤式立体车库，在结构上模仿密蜂巢穴，相对其它形式的机械立体库来说，占用空间小； 在传动上借鉴摩天轮，改变了传统机械立体停车场的控制模式；在控制上以单片机为核心，实现了对车库的智能化管理。蜂窝煤式立体车库为解决城市停车难问题提供了一种良好的构思，具有应用 价值，适用于宾馆、医院、商场等需要存取车的场所。参考文献：1 李云飞智能停车场射频IC卡读写器开发设计J.计算机工程与设计
