基于現代傳感技術的車位引導及反向尋車系統設計研究

黃信兵，劉偉杰，盧偉業，陳鋌

（廣東交通職業技術學院，廣東廣州510800）

綠色裝備技術

基于現代傳感技術的車位引導及反向尋車系統設計研究

黃信兵，劉偉杰，盧偉業，陳鋌

（廣東交通職業技術學院，廣東廣州510800）

針對目前傳統大型停車場存在車位尋找困難、尋車困難等問題，應用現代傳感技術和單片機控制技術構建了車位引導及反向尋車系統，車位引導系統與數據管理中心進行通信，完成與停車卡卡號對應的車位信息分配，并引導車輛達到指定位置；反向尋車系統采集停車卡卡號信息，并完成與卡號對應的車位信息查詢及報告。測試結果表明，該系統可有效節省車主停車和尋車時間，提高停車場信息化水平。

傳感技術；單片機；車位引導；反向尋車；車位燈

中國社會經濟的快速發展，居民汽車保有量急劇增加，作為重要配套設施的停車場在使用過程中存在如下問題，一方面泊車者入場后無法迅速地進入泊車位置停放車輛，只能在場內無序流動中人工尋找空余車位，不但占用場內出入主車道資源，甚至造成場內交通擁堵[1]；另一方面在車主返回停車場取車時，由于對停車場太大地形不熟悉，只能根據記憶中的大概停車位置在停車場內尋車，車主無法及時、有效地尋找到車輛，既浪費了車主的時間，又不利于車位的利用率[2]。在調研和查詢相關文獻的基礎上，提出了一種基于現代傳感和信息技術的停車場智能化車位引導及反向尋車系統，該系統可以自動引導車輛快速進入空車位，離開時能幫助車主快速尋找到車輛，消除尋車位和尋車的煩惱，節省時間，使停車場形象更加完美[3]。

1 系統結構設計

本系統主要由車位誘導系統、反向尋車系統及數據管理中心等組成，系統結構如圖1所示。

圖1 系統結構框圖

數據管理中心與車位引導系統、反向尋車系統之間通過網絡互相進行數據交換。預先給每張停車卡進行編號，當車主進入車庫入口時，按下卡機上的取卡鍵，車位引導系統將讀取的欲分配的停車卡序列號發給數據管理中心，數據管理中心在車位數據庫中查詢并分配一個空余車位號，然后將此車位號發給車位引導系統，并更新數據庫信息?？C在吐卡的同時通過語音單元告知車主所停車位位置，同時開啟車庫入口柵欄，當車主進入停車場通道時，懸掛在停車場通道上方的顯示屏會提醒車主所停車位的通道信息，并在每個停車位上有車位號標識信息。當車主將車輛停發在對應位置后，懸掛在車位上方的車位指示燈將由綠色變為紅色，并將該信息告知數據中心，表明該車位已被占用。

當車主需要取車時，將停車卡在反向尋車終端讀卡口，終端的讀卡器將讀取停車卡序列號信息，并通過網絡到數據管理中心查詢匹配的車位號，并通過語音系統告知車主車位號，車主可徑直到所停車位，縮短尋車時間。

2 硬件平臺設計

2.1 數據管理中心硬件設計

數據管理中心主要接收車位引導系統發出的停車卡卡號信息，并根據車庫使用情況將具體的車位號與卡序列號進行匹配，同時記錄車輛入場時間，并將該車位信息發送給車位引導系統[4]。當反向尋車系統發出車位查詢信息時，接收該信息并將查詢到的車位號信息發給反向尋車系統。

數據管理中心采用STC15W1K20S-LQFP64單片機作為控制核心，該單片機是STC公司生產的寬電壓/高速/高可靠/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機。系統采用美國DALLAS公司推出低功耗實時時鐘芯片DS1302作為停車卡發放時間時鐘。由于只有數字的存儲，數據管理中心的數據存儲采用ATMEL公司生產的64 KB串行電可擦的可編程存儲器AT24C512.STC15W1K20S-LQFP64單片機與時鐘芯片、存儲芯片和串行通信芯片的連接電路圖如圖2所示。

圖2 數據管理中心電路圖

2.2 車位引導系統硬件設計

車位引導系統主要是引導車輛快速進入預分配的空余車位，主要由讀卡單元、發卡單元、取卡按鍵、語音單元和液晶顯示單元及車位狀態指示燈等部分組成。

車位引導系統的控制核心為STC15W1K20SLQFP64單片機，當有人按下取卡按鍵時，單片機收到一個信號，單片機給步進電機發出轉動信號，將一張停車卡取出，單片機讀取停車卡序列號信息，發送給數據管理中心的單片機，并接收數據管理中心單片機發出的車位號信息，通過語音單元告知車主所停車位位置，并將停車卡吐出，車位引導系統車位分配流程如圖3所示，原理圖如圖4所示。

圖3 車位引導系統車位分配流程圖

圖4 車位引導系統車位分配電路原理圖

當車主進入車庫通道后，懸掛在通道上方液晶屏顯示的車位指示進入相應的區域，并進入相應的停車位，當懸掛在車位上方的光電傳感器檢測到車輛進入停車位后，傳感器將此信號發送給單片機處理器，單片機處理器發出信號將該車位的狀態指示燈由綠色變為紅色[5，6]。車位檢測傳感器和狀態指示燈與單片機的接線如圖5所示。

圖5 車位狀態電路圖

2.3 反向尋車系統硬件設計

反向尋車系統的主要目的是告知車主所停車輛位置，幫助盡快找到車輛，避免無緒找車[7]。當將停車卡放置到讀卡端，該系統的控制核心單片機將讀卡器獲取的停車卡序列號發送給數據管理中心單片機，單片機在數據庫中將查詢到的與該序列號匹配的車位號發送給反向尋車系統，在反向尋車系統中通過語音單元播放車位號，其流程如圖6所示，控制線路圖如圖7所示。

圖6 反向尋車流程圖

圖7 反向尋車系統接線圖

2.4 數據通信方式設計

數據管理中心、車位引導系統和反向尋車系統等處于不同的空間位置，相互之間進行數據交換需要采用網絡的方式進行，根據通訊數據量的大小及空間布線，本系統采用信采用485通信方式，與單片機STC15W1K20S的串行通信接口芯片采用Maxim公司的MAX485，其電路圖如圖8所示。

圖8485 通信電路圖

3 軟件平臺設計

3.1 數據管理中心軟件結構

根據數據管理中心的工作流程和控制要求，其軟件結構如圖9所示。

圖9 數據管理中心軟件結構

3.2 車位引導引導系統軟件結構

根據車位引導引導系統的工作流程和控制要求，其軟件結構如圖10所示。

圖10 車位引導引導系統軟件結構

3.3 反向尋車系統軟件結構

根據反向尋車系統的工作流程和控制要求，其軟件結構如圖11所示。

圖11 反向尋車系統軟件結構

4 結束語

根據大型停車場實際情況，搭建了系統測試裝置，以模型玩具車代替實際車輛，經過測試，可以達到系統設計要求。隨著中國制造2025的不斷深入，將智能化、信息化技術應用于傳統大型停車場，對提高停車場車位的周轉利用率，節省車主停車和尋車時間等方面將發揮積極作用，本系統的開發對大型停車場的智能化升級具有現實意義。

[1]鄭姝君.車位引導及反向查詢系統案例分析[J].智能建筑，2014（4）：47-49.

[2]劉媛媛.大型停車場內車位誘導系統研究[D].西安：長安大學，2010.

[3]付輝.智慧城市建設從智慧停車開始[J].海峽科技與產業，2014（7）：86-90.

[4]肖燕.基于物聯網技術的大城市停車誘導系統研究與實現[D].西安：長安大學，2013.

[5]白永生.地下車庫常見弱電系統設計思路[J].智能建筑與城市信息，2014（10）：80-85.

[6]張從力，蘇宏鋒.基于最優路徑的無線語音泊車誘導系統研究[J].自動化技術與應用，2013，32（2）：61-67.

[7]汪濤.城區商業樓停車場規劃與設計案例分析[J].山西建筑，2014（18）：18-19.

Design Research of Parking Guidance System and Reverse Seeking System Based on Modern Sensing Technology

HUANG Xin-bing，LIU Wei-jie，LU Wei-ye，CHEN Ting
（Guangdong Communication Polytechnic，Guangzhou Guangdong 510800，China）

For the difficulties of finding parking spaces，the difficulty of locating vehicles and other problems in the traditional large-scale parking lots.Based on the modern sensing technology and single-chip microcomputer control technology，this paper constructed the parking guidance and reverse-seeking car system.Communicated with the data management center，the parking guidance system completed the allocation of parking spaces information which was corresponded to the parking card number，and guided the vehicle to reach the designated location.The reverse-seeking car system collected the card number，and query and report the corresponding parking information.Test results showed that the system can effectively save the time of parking and reverseseeking car，and improved the information level of parking lot.

sensing technology；single-chip microcomputer；parking guidance；reverse seeking；parking light

TP203

A

1672-545X（2017）03-0153-04

2016-12-25

2016年廣東大學生科技創新培育專項資金項目（編號：pdjh2016b0609）

黃信兵（1982－），男，河南濮陽人，工程師，碩士研究生，主要研究方向為電氣自動化技術開發。