全自動立體停車庫控制系統(tǒng)設(shè)計

全自動立體停車庫控制系統(tǒng)設(shè)計,全自動,立體,車庫,控制系統(tǒng),設(shè)計  英文文獻翻譯 城鎮(zhèn)地下智能立體停車庫停車引導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計和分析 摘要 論文調(diào)查了應(yīng)用于城鎮(zhèn)商業(yè)區(qū)的地下立體停車庫智能測控系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件。首先，對車輛存儲和智能監(jiān)控系統(tǒng)的主要組成進行了探索，方案涉及倉庫引導(dǎo)，存取模式和傳動系統(tǒng)。其次，成功地對車輛引導(dǎo)系統(tǒng)的超限檢測模塊和停車位置檢測模塊進行設(shè)計。第三，應(yīng)用半導(dǎo)體激光及外圍電路采集存儲車輛的三維信息（例如，長、寬、高）和位置。采用STC89C52單片機進行信號采集，聲光引導(dǎo)信息的控制及其輸出。完成了基于上述信息的控制程序的編程、調(diào)試和測試。對城鎮(zhèn)商業(yè)區(qū)停車只能引導(dǎo)控制的研究一定程度上降低了車庫的控制成本，提高了成本效益，對立體車庫的普及和應(yīng)用有重要意義。 關(guān)鍵詞：智能立體車庫 半導(dǎo)體激光 停車引導(dǎo) 超限檢測  1. 介紹 作為一種交通運輸方式，汽車已經(jīng)廣泛普及，其銷量逐年迅速增加。各種品牌和型號的汽車出現(xiàn)在我們身邊且影響著我們的生活。越來越多的人認為智能立體停車庫是一種緩解停車難問題的有效方式，尤其在城鎮(zhèn)區(qū)域[1]。入庫、存儲、出庫的安全性成為人們最終接受立體車庫停車的關(guān)鍵因素[2]。 目前，智能立體車庫的應(yīng)用在我國內(nèi)陸城市還處于初級階段[3]。發(fā)展低成本、易于實現(xiàn)的智能立體車庫控制系統(tǒng)具有重要的實踐意義。 本文以城鎮(zhèn)商業(yè)區(qū)為背景，應(yīng)用單片機技術(shù)、聲音報警技術(shù)、激光傳感器及其外圍電路，設(shè)計了自動引導(dǎo)車輛進入特定位置的城鎮(zhèn)智能立體車庫智能控制系統(tǒng)。汽車超限檢測和停車位置檢測保障了車輛和人的安全。 2. 測控方案和原理 立體車庫是一種智能邏輯運輸系統(tǒng)，是機械、電子、液壓、光學(xué)、磁控、計算機技術(shù)等的集合[4]。它的主要測控系統(tǒng)可分解為倉庫引導(dǎo)、自動存取模式和傳輸?shù)取? 倉庫引導(dǎo)：當一輛汽車進入車庫入口，檢測裝置檢測其外形尺寸，同時將檢測信號傳送到STC89C52單片微型計算機（單片機）。如果檢測到的長、寬、高超過范圍，單片機控制系統(tǒng)報警且向計算機發(fā)送停止信號；其它設(shè)備停止動作，提示車輛出庫。對于尺寸適合的車輛，停車位置檢測模塊檢測車輛的位置，通過語音提示系統(tǒng)和引導(dǎo)燈引導(dǎo)車輛進入特定位置。 存取模式：在交通繁忙的城鎮(zhèn)商業(yè)區(qū)，車輛進出車庫頻繁甚至交叉進出。為了避免連續(xù)存取車期間載車板上無車的情況，本系統(tǒng)選用了更加高效的叉梳式存取模式。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡單，傳動部件少，維護成本低，運行效率高。 這里，叉梳式指停車位為一固定叉梳，電梯為一運動的叉梳。固定叉梳和運動叉梳的結(jié)構(gòu)正好互補，例如，一個梳齒對應(yīng)另一梳齒間的空隙。當電梯到達目的樓層，設(shè)備上的運動叉梳橫移，通過相同的運動停車或取車。車輛存取是通過固定叉梳和運動叉梳的相對運動實現(xiàn)的，所以必須設(shè)計允許運動叉梳上下運動的充足空間。固定叉梳的一邊如圖1所示。 圖1 固定叉梳的一邊 傳輸設(shè)備：傳輸設(shè)備分為鏈傳動和鋼絲繩傳動。鏈傳動簡單可靠，便于維護，成本較低，沖擊相對較高且提升高度有限[5]。需要注意咬鏈的發(fā)生。鋼絲繩驅(qū)動不受限制的底盤可以增加車庫高度，降低成本，但是需要附加的鋼絲繩斗和和剎車盤，又增加了安裝調(diào)試的時間和成本[6]。考慮到土地和安裝成本，選用鋼絲繩曳引方式。 3. 倉庫引導(dǎo)系統(tǒng)硬件實現(xiàn) 倉庫引導(dǎo)系統(tǒng)分為兩個階段：即超限檢測和停車位置檢測。超限檢測通過傳感器獲取車輛長、寬、高參數(shù)，確保車輛尺寸符合規(guī)格限制要求。單片機接收檢測信號。當檢查失敗，聲光報警系統(tǒng)發(fā)出報警信號，通知主控系統(tǒng)，停止接下來的動作。如果檢測都通過，車輛將允許進入存儲，伴隨著后續(xù)操作。停車為檢測使用激光傳感器在車庫入口檢測車輛，單片機根據(jù)接收到的信號，通過燈光信號和語音提示模塊，引導(dǎo)車輛至目的位置。圖2是該系統(tǒng)的框圖。 超限檢測和停車位置檢測基于光電檢測方式。利用車體遮擋光線，通過同步回路選通電路檢測信號有無。多組傳輸和接收設(shè)備判斷車輛是否超限或者判斷車輛位置。采用半導(dǎo)體激光二極管作光源發(fā)射信號，因為激光相干性和方向性好，發(fā)散角小，亮度高，易于調(diào)節(jié)。激光發(fā)射主要由激光調(diào)制器，驅(qū)動電路和半導(dǎo)體激光二極管等組成。激光調(diào)制管等效為一集成電路，它有一個鎖相環(huán)電路，自動增益控制。給激光管發(fā)送一特定頻率的振蕩波后，經(jīng)芯片放大，激光管發(fā)光。選用日本的三洋紅光半導(dǎo)體激光二極管DL-3147-3147作為激光傳輸器。激光接收器主要由接收電路、放大電路、解調(diào)電路、驅(qū)動電路、執(zhí)行電路等組成。激光接收裝置接收波長500nm~500nm,頻率范圍160KHZ到200KHZ的光波，占空比調(diào)制范圍20~30%。輸出的數(shù)字電壓信號經(jīng)電容濾波，送至單片機作后續(xù)處理。單片機通過接收到的信號判斷車輛信息，控制語音提示和引導(dǎo)燈。激光發(fā)射器和接收器組成了激光傳感器。激光發(fā)射電路如圖3所示。 圖3 激光發(fā)射電路 A. 車輛超限檢測 激光傳感器測量車輛尺寸，以確保存儲車輛未超過車庫規(guī)格限制。這一模塊由5對激光傳感器組成，檢測車輛的長、寬和高。兩對傳感器安裝在倉庫兩側(cè)墻面某高度位置。兩對傳感器（C1和C2）檢測車輛長度；兩對傳感器（D1和D2）加測檢測車輛寬度；傳感器E檢測車輛高度，檢測電路如圖4所示。當接收到激光，常低的接收器輸出一高電平信號。 圖4 超限檢測與單片機接口電路 定位檢測和超限檢測激光傳感器布局如圖5.當一汽車到達，單片機控制激光傳感器。如果P2.0為低電平，認為車輛超限。根據(jù)接收到的信號，單片機控制引導(dǎo)燈，蜂鳴器和語音提示系統(tǒng)。 圖5 激光傳感器布局 B. 停車位置檢測 在單片機的控制下，車庫入口的引導(dǎo)燈和語音提示的組合引導(dǎo)駕駛員將車輛停放至以特定位置。單片機根據(jù)接收到的信號判斷車輛位置，然后同步語音提示和車輛向前、向后或停車完成的引導(dǎo)燈。八個激光傳感器被水平安裝在車庫入口兩邊前面上適宜高度位置，分為兩組。根據(jù)車輛方向好，激光接收器編號為A3~A0和B0~B3。 A3~A0形成一四位二進制碼A，A3為高位，A0為低位，B0~B3形成一四位二進制碼B，B3為高位，B0為低位。將A和B放入74LS85四位數(shù)字比較器，輸出分別連接到單片I/O端口，如圖6。 單片機通過處理I/O端口信息判斷車輛是否停在指定位置，然后發(fā)送信號至指示燈和語音提示系統(tǒng)。74LS85為一高電平有效邏輯芯片，高電平代表“1”，低電平代表“0”。如果P2.3為低電平，例如AB，代表車輛停在指定位置前面，則“向后”指示燈亮起，語音提示車輛后退。確認車輛到位后，單片機發(fā)送請求至其他系統(tǒng)，叉梳開始運動并將車輛運送至分配好的車位進行存儲。 C：語音提示 語音提示模塊實現(xiàn)自動語音提示功能。語音模塊采用ISD公司的ISD1420語音芯片。低功耗ISD1420芯片待機功率0.5W,播放時間為20s?？蛇B續(xù)播放或分段播放。整個時間可被分為160段，最小一段：20s/160 段=0.125s，信息存儲無需供電。按鈕S1，S2,S3主要實現(xiàn)模塊芯片的手動錄音調(diào)試，單片機通過P0端口選擇播放內(nèi)容。ISD1420的PLAYL引腳和REC引腳分別通過上拉電阻連接到單片機的P2.7和P2.6引腳，從而控制語音提示的播放。語音提示和單片機接口電路如圖7.。 圖6 定位檢測和單片機接口電路 圖7 語音提示和單片機接口電路 4.倉庫引導(dǎo)系統(tǒng)軟件實現(xiàn) 引導(dǎo)系統(tǒng)程序主要由初始化、超限檢測、位置檢測、引導(dǎo)指示、語音提示等組成。程序流程圖如圖8。初始化主要設(shè)置通信、中斷、定時器初始狀態(tài)等。 5. 結(jié)論 論文研究了應(yīng)用于城鎮(zhèn)商業(yè)區(qū)的立體車庫的車輛停車引導(dǎo)系統(tǒng)的智能控制方法。 智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)利用激光傳感器判斷車輛是否超限和指定位置，STC89C52單片微型計算機控制語音提示模塊和引導(dǎo)燈模塊，引導(dǎo)車輛進入指定位置，實現(xiàn)車輛存儲引導(dǎo)的智能運行。系統(tǒng)亦可使用在于其他定位和引導(dǎo)應(yīng)用。叉梳式存取方式能有效避免存取車時的空行程，提高存取效率。系統(tǒng)的不同部分相互配合以實現(xiàn)城鎮(zhèn)商業(yè)去立體車庫的高效、安全、智能存取。 致謝 感謝第三屆儀器測量、計算機、通信和控制國際會議的支持。 圖8 程序流程圖 參考文獻 [1] Manli Cha, Mingxing Lin, Monitoring system for stereo garage, [J] Chinese Journal of scientific instrument, vol. 27 No. 6, 2006, pp. 140–141. 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