基于水流的大型露天停車場引導系統

劉旺清

摘要：隨著我國的飛速發展，城市中越來越多“停車難”的現象逐漸出現。針對此現象，本文提出一種基于水流的大型露天停車場車位引導系統。此引導系統采用電阻式稱重傳感器技術和無線數據傳輸技術。以單片機為車位水閘門及水泵的控制器，控制車位水柱。此系統將推動停車場的優化和發展。

關鍵詞：水流空位引導；電阻式稱重傳感器；立體水柱模型

1研究背景

改革開放以來，隨著我國經濟的飛速發展，停車難問題越來越嚴重。目前露天停車場依靠人工管理的方式十分落后。造成停車難問題的原因還有規劃與設計不合理，空位的分布不明等。現有露天停車場管理系統依賴人工管理，不便于車主尋找空位，不能進行空余車位的引導，效率低下。所以，實現引導車主在露天停車場快速找到空余車位是具有實際意義研究課題。

2研究內容

本文提出一種基于水流的露天停車場空位引導系統。該系統包括停車位車輛停靠判斷處理系統、主干道水閘開閉系統及停車場水流循環引導系統三部分。

露天停車場主干道及支干道設有進水渠與蓄水渠，排水渠設置于地下呈微傾斜狀，以達到重力流節能的效果。停車場起點略高于終點，整個引導系統通過系統內部中的水循環達到長時間的引導作用。在每個停車位前立有鋼化玻璃柱，玻璃柱下方與第一層支干道水渠、第二層蓄水渠相連，并均設有閥門，每個停車位均應由重力感應系統。

停車場利用水流對車主進行引導，進水渠有水則某片區域有空車位。單位停車位已停車時，該車位重力感應系統向玻璃柱下第二層閥門發送信號，排水渠閥門打開，未停車時，支干道水渠閥門打開，水泵將水流抽入鋼化玻璃柱內，水位高于警戒水位時，閥門關閉，水泵停止工作。當車主行駛到小區域時，可觀察玻璃柱內是否有水，從而判斷該車位能否停車。如圖1及圖2所示。

3可行性分析

3.1重力傳感器

每個停車位下安裝有電阻應變式稱重力傳感器，記錄停車位的重力變化值，并將所記錄的數值傳輸給單片機。當稱重傳感器記錄的重力值連續20秒內均高于1噸時（普通小轎車重量為1.21.3噸），單片機將此數據記錄為有用數據，并進行后續分析處理。稱重傳感器產生的重力變形將被轉變成電阻變化，所形成的電阻變化轉變為相應的電信號輸出。[1]

若假設應變片電阻為R1、R2、R3、R4；傳感器的輸出信號為U0，傳感器的輸入信號為Ui。則有：U0=R2R4R1R3R1+R2R3+R4Ui，當R1R3=R2R4，可認為此時電橋平衡，其輸出電壓U0=0。

現假設R1=R2=R3=R4=R，則當汽車對傳感器產生重力，其應變片電阻發生變化，若假設式中的各橋臂阻值變化相同，變化量為ΔR，即R1、R3小ΔR，R2、R4增大ΔR，則可推求出傳感器的輸出電壓為：U0=ΔRUi/R。

3.2單片機

此水流引導系統中閘門及水泵控制系統的微處理器采用單片機，其價格低廉，由于外加的存儲器可以隨時修改和更新存儲的信息，可以表現地實用靈活。

現用PID控制算法進行檢驗，令輸出信號Δy=TDdedt，其中dedt為單位時間的偏差信號變化。則可得PID算法的表達式為：uk=Kpek+KI∑kj=0j+KDekek1。

令PID數字控制器的參數整定采用擴充臨界比例度法，即控制度=∫

SymboleB@ 0e2tdtD∫

SymboleB@ 0e3tdtD。則可在前一采集周期輸出值的基礎上，計算本采樣周期的增量。且當控制度為1.05時，擬控制器和數字控制器的控制效果基本相同

3.3大區域主干道空余車位判斷及處理的系統

根據RS485+TCP的組網模式，管理中心與主干道各水閘門之間采用RS485總線通訊，管理中心與各個停車位的單片機采用TCP通訊。[2]通過采取這種組網模式，既可以保證數據在系統中的高速傳輸，又使立體式水柱數量得到大量提升，從而滿足多數大規模的露天停車場使用。

4結論及應用前景

每個人都希望能享受到社會進步帶來的舒適感。此引導系統增加露天停車場停車位的使用率，使剩余空閑停車位數量一目了然；利用水流起到引導作用，方便車主跟隨水流找到空余停車位區間，通過停車位前的小型水柱便于車主在停車位區間里快速看到空余車位。縮短整體停車時間，提高車主找到停車位的效率；利用循環封閉水流系統，不受戶外環境影響，并且節約停車場日常能源消耗，保護環境。

此系統適用于面積大、人流量高的大型露天停車場，尤其是處于客流高峰期時，此系統優勢更加明顯，能幫助人們更快在露天停車場找到空位。此系統的進一步研究，將對于整個停車場系統的改善起到促進作用，從而滿足人們日益提高的生活需求。

參考文獻：

[1]王建飛.停車場空位檢測系統研究[J].貴州名族大學，2014.

[2]高松.電阻應變式稱重傳感器零點偏差的分析[J].衡器，2012，41（01）：2123.