跟隨行業(yè)技術(shù)變化進行計算機實踐教學(xué)改革

王趾成

（北京交通大學(xué)海濱學(xué)院，黃驊 061199）

1 可拆卸重構(gòu)的立體車庫結(jié)構(gòu)

可并行自動存取的立體車庫，是由“積木式”結(jié)構(gòu)搭建的。包括存車位、載車升降電梯、各種感知部件、各種控制部件、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器及連線、電源等。尺寸可按實物的1/8構(gòu)建，如圖1所示。

圖1 立體車庫車位、行車道示意圖

1.1 搭建存車樓

存車樓由存車位“積木式”插接構(gòu)成，存車樓之間放置載車升降電梯，存車樓二層及以上各層用來存車，一層地面作為車輛出入通道。存車樓的數(shù)量、高度、寬度可任意搭建，載車升降電梯相應(yīng)安放。真實存車樓每層都有人行道，供司機通行，司機通過樓兩端電梯上下。因教學(xué)環(huán)境不需司機上下樓，所以省略人行道和樓兩端的載人電梯。

1.2 感知器件和控制部件

地面每條行車道都與存車位垂直對應(yīng)，車道兩側(cè)多處安放紅外線對射儀，用來感知車輛；車道多處安放信號燈、字幕、欄桿，用來指揮車輛行動，如圖2所示。

圖2 立體車庫地面通道示意圖

車位上有IC 卡插槽，車輛安全入位后會自動彈出IC 卡，并提示司機取去，此卡是交費、取車憑證。教學(xué)環(huán)境可將IC 卡插槽引出放在方便操作的地方。存車位有壓感器件，用來感知是否有車；有車位識別器，用來感知車輛是否安全入位。所有感知器件、控制器件均接入網(wǎng)絡(luò)。

1.3 載車電梯

存車樓間地面車道放置多部載車電梯，電梯之間、電梯與存車樓之間用插件卡牢，確保運行穩(wěn)定。載車電梯平時停靠在二層待命，不影響地面車輛通行，載車電梯的升降、停靠、前門及后門打開與關(guān)閉等及時精確動作，都是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下由調(diào)度軟件控制運行的。

1.4 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

所有感知器件、控制部件、執(zhí)行動作部件，均接入網(wǎng)絡(luò)。該環(huán)境是可以創(chuàng)新設(shè)計、重新搭建、智能感知、自動控制運行的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)運行

該環(huán)境是智能感知車輛存取需求、自動控制車輛存取運行的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)硬件環(huán)境可以拆卸、任意重新搭建，軟件可以按不同調(diào)度策略創(chuàng)新設(shè)計。

2.1 車輛入庫

系統(tǒng)隨時顯示各條車道對應(yīng)的車位空余情況供司機選擇進入哪條車道存車，系統(tǒng)根據(jù)自己的調(diào)度策略并根據(jù)存取繁忙情況，決定哪部電梯接車入位。電梯打開后門并提示司機將車移入電梯，車輛進入載車電梯并停穩(wěn)后，電梯關(guān)門開始上升，停到系統(tǒng)安排的位置后停下并打開前門或后門和對應(yīng)的車位門，提示司機移車入位。車停穩(wěn)后，車位上的IC 插槽會彈出IC 卡，提醒司機取走，司機步行到樓層兩端，通過載人電梯下樓。教學(xué)環(huán)境所用的車輛是遙控玩具電車，使用遙控器控制車輛動作，該環(huán)境的IC 卡插槽引出到車位以外方便取卡的地方。

2.2 車輛出庫

司機將IC 卡插入車位IC 卡插槽，系統(tǒng)立即感知到取車需求，立即指揮載車電梯來接車，車位門和電梯門自動打開，系統(tǒng)提示司機將車移入載車電梯，車輛移入載車電梯后，電梯門和車位門自動關(guān)閉，載車電梯下降到地面后，自動打開前門并提示司機將車開走。

3 創(chuàng)新設(shè)計實踐教學(xué)內(nèi)容

“可并行自動存取的立體車庫”實踐教學(xué)環(huán)境與真實環(huán)境相比，軟件控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境都一樣，差別只是車輛、車位、載車電梯的物理尺寸縮小。該環(huán)境能方便拆卸、任意重組、能按任意調(diào)度策略重新設(shè)計調(diào)度軟件，所以比真實環(huán)境更方便實踐教學(xué)。

3.1 創(chuàng)新設(shè)計硬件實踐教學(xué)環(huán)境

通過重構(gòu)硬件環(huán)境、改變網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和調(diào)試網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的過程，可以為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)布線、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建等創(chuàng)新設(shè)計出很多實踐教學(xué)內(nèi)容，同時為軟件創(chuàng)新設(shè)計提供了豐富的硬件環(huán)境。

3.2 創(chuàng)新設(shè)計軟件實踐教學(xué)環(huán)境

在多種網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)環(huán)境下，對每種拓撲結(jié)構(gòu)環(huán)境都可以設(shè)計不同的車輛自動存取調(diào)度策略，對每種調(diào)度策略可以使用不同的軟件開發(fā)工具完成設(shè)計。從而為軟件實踐教學(xué)提供了豐富、真實的內(nèi)容。

4 結(jié)束語

本實踐教學(xué)環(huán)境為高校計算機類專業(yè)人才培養(yǎng)，提供了經(jīng)濟、實惠、高效的環(huán)境。使教學(xué)緊跟行業(yè)新技術(shù)，是激發(fā)師生創(chuàng)新設(shè)計的平臺，為提升辦學(xué)層次將產(chǎn)生重要影響。