基于LabVIEW的車位管理系統(tǒng)實訓(xùn)設(shè)計方案

李福新,白勇民,李 靈（天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué),天津,300350）

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基于LabVIEW的車位管理系統(tǒng)實訓(xùn)設(shè)計方案

李福新,白勇民,李 靈
（天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué),天津,300350）

摘要：本文基于NI-cRIPO 9025可編程控制器，通過反射式紅外光電傳感器和觸發(fā)按鈕模擬停車場車輛的出入和泊位信息，利用LabVIEW可視化程序?qū)φ麄€過程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)監(jiān)控。整體設(shè)計簡潔明了，可作為傳感器和電子技術(shù)課程的綜合實驗實訓(xùn)項目應(yīng)用于高職專業(yè)課程的實踐教學(xué)。

關(guān)鍵詞：智能停車場；LabVIEW；可編程控制器;紅外傳感器

0 引言

隨著城市車輛保有量的不斷增大，停車問題日益突出，無論是公共場所停車場還是小區(qū)停車泊位越來越緊張。為了能讓司機進(jìn)入停車場前對該停車場的剩余泊位以及對大型停車場內(nèi)空閑車位的具體方位有一個了解，有必要設(shè)計停車場的智能控制系統(tǒng)，使車主能夠及時了解停車場的車位情況并做出適當(dāng)?shù)倪x擇，同時也方便停車場管理方進(jìn)行管理。

本項目來源于傳感器技術(shù)和實用物理技術(shù)基礎(chǔ)課程的實例開發(fā)，利用NI-cRIPO 9025可編程控制器作為核心控件，以我校多個具體的停車場位置為模擬對象，由反射式紅外光電傳感器信號模擬車輛的出入庫，由觸發(fā)按鈕模擬車輛的泊位信息，通過Labview可視化程序?qū)φ麄€過程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)監(jiān)控，可實現(xiàn)剩余車位數(shù)的實施監(jiān)控和顯示以及剩余車位的具體信息，并在達(dá)到停車上線后發(fā)出報警信息。

圖1　智能停車場管理系統(tǒng)整體框

1 車位管理系統(tǒng)的架構(gòu)

智能停車場的整體框架是由NI-cRIPO 9025控制器進(jìn)行的信號采集與處理，用LabVIEW編寫人機界面程序，顯示屏實施監(jiān)測顯示，進(jìn)出口都裝有紅外傳感器檢測車輛的進(jìn)出，每個車位都裝有檢測車輛是否停在該車位的傳感器開關(guān)，進(jìn)車口有提示燈當(dāng)停車場滿了的時候該燈點亮，整個停車場系統(tǒng)框架如下圖1所示。其中NI cRIO-9025嵌入式實時控制器是高性能CompactRIO可編程自動化控制器(PAC)平臺中的一部分，它擁有800MHz Freescale的工業(yè)實時處理器，可以實現(xiàn)確定可靠的實時應(yīng)用，其512MB的DDR2RAM與4GB的非易失性存儲介質(zhì)，是程序?qū)崿F(xiàn)高速運行和數(shù)據(jù)存儲的重要保障。

系統(tǒng)具體技術(shù)指標(biāo)如下：①具有自動計算剩余車位的功能；②具有顯示剩余車位數(shù)的功能，當(dāng)車位滿時報警提示功能；③能夠人工設(shè)置車位總數(shù)。

本系統(tǒng)利用紅外線傳感器模塊和觸發(fā)式按鈕模擬現(xiàn)實停車場車輛的進(jìn)出，由于端口限制，實際效果僅為模擬校園停車場中某一個由10車位構(gòu)成的停車區(qū)域，如圖2所示，并由12V和5V兩種直流穩(wěn)壓電源模塊提供硬件所需電壓。

圖2　模擬停車場

2 停車場的工作流程

該系統(tǒng)的工作流程分為車輛駛?cè)胪＼噲觥④囄粰z測、車輛駛離停車場、車位滿時提示LED亮起三部分組成，系統(tǒng)采取并行手段自動對各部分進(jìn)行運算或顯示。

2.1 車位駛?cè)?/p>

當(dāng)行駛車輛觸發(fā)停車場閘欄前的紅外線傳感器時，則將此信息發(fā)送給中央微控制器，中央微控制器控制道閘開啟，車輛駛?cè)搿．?dāng)車輛完全駛?cè)胪＼噲鲆院螅t外線傳感器檢測到車輛順利通過道閘，此時將該信息傳送給中央微控制器，中央微控制器再次控制道閘落下完成車輛的入場。此時中央微控制器記錄車輛數(shù)量加一，控制停車場道路牌顯示空余車位信息減一。方便途徑停車場周圍的其他用戶查看空余車位信息，以決定是否選擇進(jìn)入該停車場。

2.2 車位檢測駛?cè)胪＼噲霎?dāng)車輛進(jìn)入停車位，停車位頂部的紅外線傳感器檢測到車輛的存在，表明該車位已被占用。此時車位檢測子控制器將檢測到的信息通過CAN總線通信的方式發(fā)送給中央控制器。

這里需要說明的是停車場車位檢測采用分布式檢測結(jié)構(gòu)，易于模塊化集成以應(yīng)用于車位數(shù)量不同的停車場。而停車場中央控制器再將該信息通過異步串口通信方式發(fā)送給上位機，上位機顯示該停車位被占用。用戶可以根據(jù)停車場入口處的大屏幕觀看到上位機即時情況，方便用戶查看停車場空余停車位信息。

2.3 車輛駛出

當(dāng)駛出車輛觸發(fā)停車場閘欄前的紅外線傳感器時，則將此信息發(fā)送給中央微控制器，中央微控制器控制道閘開啟，車輛駛出。當(dāng)車輛完全駛出停車場以后，紅外線傳感器檢測到車輛順利通過道閘，此時將該信息傳送給中央微控制器，中央微控制器再次控制道閘落下完成車輛的出場。此時中央微控制器記錄車輛數(shù)量減一，控制停車場道路牌顯示空余車位信息加一。

2.4 車位滿報警

報警電路的工作原理是當(dāng)車庫中沒有空余車位，即車位數(shù)顯示0時，此時有程序設(shè)置檢測，輸出反饋高電平，從而使報警裝置工作，車庫入口處LED發(fā)光，以此實現(xiàn)自動報警。

3 軟件設(shè)計

本設(shè)計軟件部分由控制面板和數(shù)據(jù)顯示兩個模塊組成，使用LabVIEW軟件開發(fā)，如圖3所示。具體功能如下：

（1）控制面板模塊：停車用戶可以通過控制面板完成數(shù)據(jù)加載，車位檢測，信息實時顯示等功能。方便了停車用戶準(zhǔn)確及時的獲取最新信息，有效地節(jié)省了停車時間。

（2）數(shù)據(jù)顯示模塊：數(shù)據(jù)顯示模塊顯示車位有兩種狀態(tài)，分別為：車位可用，車位被占用。停車用戶可以通過數(shù)據(jù)顯示模塊直觀有效的獲取車位信息，有效地縮短了使用者停車所花費的時間。

4 結(jié)論

本系統(tǒng)的設(shè)計基于Ni-cRIPO 9025的信號采集和存儲功能，由LabVIEW程序進(jìn)行控制，其目的旨在通過項目的實施讓學(xué)生充分了解傳感器的工作原理，在此基礎(chǔ)上解決實際應(yīng)用問題。因此，以上內(nèi)容僅僅是個初步方案，而在實際授課中會逐步引導(dǎo)學(xué)生更多的考慮實際停車場中的問題，比如，如何防止和剩余車位的誤統(tǒng)計、如何利用傳感器解決自動抬桿和收費計時、如何利用數(shù)字電路技術(shù)方法直接通過停車場內(nèi)車位占用情況獲取剩余車位信息等。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳樹學(xué)，劉萱，LabVIEW寶典[M]，電子工業(yè)出版社，2011 [2] 沈聿農(nóng)，傳感器及應(yīng)用技術(shù)，化學(xué)工業(yè)出版社，2014

李福新，天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)基礎(chǔ)課部教師，講師職稱

圖3　上位機人機界面

Design of Parking Management System Based on LabVIEW

Li Fuxin,Bai Yongmin,Li Ling
(Tianjin Sino-German University of Applied Sciences,Tianjin,300350)

Abstract：In this paper,NI-cRIPO 9025.Programmable controller based on,through the reflection type infrared photoelectric sensor and a trigger button simulation parking field vehicle access and parking information using LabVIEW which is a visual program data acquisition and monitoring of the entire process. The whole design is concise and clear,and it can be applied to the practical teaching of the comprehensive experiment and training project of the sensor and the electronic technology course.

Keywords：intelligent parking lot;LabVIEW;programmable controller;infrared sensor

作者簡介