基于工控機的停車位智能控制系統的設計

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

基于工控機的停車位智能控制系統的設計

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

摘 要：隨著我國經濟快速發展，目前汽車的數量已經非常龐大，且呈現逐年上升的趨勢。與之相關，“停車難”現象也逐漸成為急需解決的問題。升級傳統的車庫，使其能夠解決目前廣泛存在的“停車難”和些相關的問題的是本文的主要研究目的。基于此要求，本文主要研究了一種基于工控機的地下車庫誘導及管理系統的設計方案。硬件設計上，采用了基于Cortex-M3的STM32F103VB作為主控芯片；光電開關檢測車位占用情況；使用LCD屏幕和LED指示牌作為誘導系統，引導車主停車取車；非接觸式IC卡記錄用戶停車信息，并且提供取車尋跡功能。軟件系統方面，采用VB6.0作為軟件編程，使用方便。利用數據庫系統實現采集車輛信息的功能，并且建立車庫管理系統。整個系統采用RS485通訊，采用Modbus-RTU協議通訊。最后通過實驗驗證，達到設計要求。

關鍵字：STM32；RS485通訊；Modbus；上位機系統；停車誘導

1 系統工作的主要流程

當有車輛想要進入車庫停車時，用戶在入口處刷卡，系統判斷是否是有效信息，如果是有效信息則中控系統發送信息，開啟入口處道閘，車輛放行。當車輛進入車庫后，入口處的大LCD顯示屏會顯示整個車庫所剩空車位及所在區域。車輛誘導系統同時工作，LCD指示牌會指引車輛進入正確停車區域，用戶可以根據自己的選擇，跟隨誘導系統進入某一區域。當車輛順利找到空車位并停放好車輛后，車主在該區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，隨后用戶可以根據誘導系統進入車輛所在區域，找到自己的車。在用戶在駛出車庫時，在出口處再次刷卡，系統自動扣費。

2 硬件系統

停車位智能控制系統以工控機作為核心部件控制整個系統運行，多個自制的信號采集控制模塊，對射式光電開關，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。實現對空車位多少、大型車庫現場情況、車庫溫度、濕度實時顯示，且對車主實時進行現場引導，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，該芯片是意法半導體（ST）公司出品，其內核是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，利用芯片內部的DMA來存儲多個模擬量，并計算平均值，大大減輕cpu的負擔。

硬件電路中主要包括單片機的最小系統、8位共陽極數碼管、4個獨立按鈕開關、穩壓電源模塊，數碼管驅動電路、24c02數據掉電存儲芯片、6路光電隔離驅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成。

3 軟件部分設計

軟件部分主要實現地下車庫管理及查詢的功能。采用Visual B6.0開發。主要可以實現車位實時監控功能、車輛信息查詢功能、收費功能等主要功能。可使管理者對于車庫的使用情況一目了然。

3.1 串行通訊實現

要實現上位機和下位機通訊，則必須要實現通訊串口的打通。而在用VB6.0編寫的上位機系統中，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據的，給應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雜的API函數，并且在VC、VB、Delphi等語言中都可以用。

3.2 車位監控功能

在本文所設計的上位機監控系統中，作為一個很重要的功能存在的就是車位占用情況的監控。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作為現場檢測設備，通過現場情況的變化對光電開關發送作用，從而使得光電開關對主控系統發出相關信息，從而反映到上位機系統中。

3.3 監控畫面設計

本系統的上位機部分采用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控系統的主畫面，下面附上車位監控系統的主畫面。

3.4 數據庫系統

在上位機開發的過程中，我們還要用到一個很重要的工具——數據庫。對于車輛信息的存儲使得我們需要開發數據庫系統。

數據庫是一個單位或者是一個應用領域的通用數據處理系統，它一般用來存儲企業或事業部門、團體和個人的有關數據。數據庫的數據是從全局觀點出發建立的，按照一定的數據模型進行組織、描述和存儲。其結構是基于數據間的自然聯系，從而可以提供一起必要的存取路徑，且數據不再針對某一個應用，而是面向全組織，具有整體的結構化特征。

4 結束語

（1）傳統車庫多是靠用戶自行尋找發現空車位，效率低下，不容易發現空車位。導致大型車庫的利用率低。

（2）取車時，由于車庫中標志物相似導致用戶取車時難以發現自己的停車區域，從而造成了“取車難”的現象。

（3）傳統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，對于車輛信息的獲取，車庫的管理等都存在滯后現象。

（4）傳統的車庫一般多采用人工收費方式，不僅效率低下，容易出現錯收費亂收費現象，而且極易造成財務上的疏漏和現金流失的風險。

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。

參考文獻：

[1]張哲.智能泊車管理系統的設計與實現[D].陜西：長安大學,2010(09).

[2]王愛英.智能卡技術[M].北京：清華大學出版社,2009

[3]秦紅蘭.基于嵌入式的停車場車位自動化管理系統與誘導系統的設計[D].武漢：武漢科技大學,2011(01).

本文是安徽省大學生創新訓練項目，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：自動化系統及控制工程。