無避讓側方位智能停車設備嵌入式控制系統設計

周首杰 唐倫

摘要：通過在無避讓側方位智能停車設備中加入嵌入式控制系統，采用STM32F103芯片進行控制，用戶可利用手機APP進行操作，在接收到手機傳過來的指令后，實現相關動作。同時，也可通過現場停車系統進行操作存取車輛。在存取車輛時，系統軟件設計可以保證車輛的存取控制，對可能出現的事故進行相關處理，確保汽車能準確出入停車位，以及在存取控制中的安全。

Abstract： By adding an embedded control system to the smart parking equipment with no avoidance side， using the STM32F103 chip for control， the user can use the mobile phone APP to operate， and after receiving the instructions from the mobile phone， the relevant actions can be realized. At the same time， the vehicle can also be accessed through the on-site parking system. When accessing the vehicle， the system software design can ensure the access control of the vehicle， deal with the possible accidents， and ensure that the car can accurately enter and exit the parking space， as well as the safety in the access control.

關鍵詞：嵌入式;無避讓停車設備;智能控制系統

Key words： embedded;no avoidance parking equipment;intelligent control system

中圖分類號：U466? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）23-0225-02

0? 引言

隨著汽車的進一步普及，停車已經變成許多城市的一個大難題，立體停車設備隨之而生。大型的立體停車庫雖然好用，也可新增很多停車位，但大型立體停車庫所需初期投資較多。因次我們設計了比較簡單的雙層無避讓側方位智能停車設備。張濤，李高旭等的《基于慧魚模型的三層無避讓側方位停車裝置的設計》、王中原，李宣等的《基于ADAMS的無避讓側方位立體停車設備升降機構設計》等，已經對側方位立體停車庫的機械設計進行了講解。本設計是對基于無避讓側方位智能停車設備的嵌入式智能控制系統軟件進行分析和設計。

1? 主程序設計

主程序設計如圖1所示。先進行各種初始化，由于初始化的程序只執行一次，所以放在循環程序之外。定時器0初始化為捕捉方式，用來計算停車板運行速度。用光電傳感器來配合電機轉子速度測量。在電機轉子上裝有圓盤，圓盤上有均勻分布的小孔。光電傳感器發出光線通過小孔。通過的光線照射到光敏二極管上，控制光敏二極管的導通與截止。由單片機來二極管的狀態，從而確定單位時間內小孔的轉過數量，計算出電機轉運速度，也計算出停車板運行的速度。定時器1初始化為定時模式，每1ms進入中斷一次。在定時器1的中斷服務程序中，再設一個計數變量，按計數變量計數20次后溢出，可作為20ms計數器，如圖2所示。顯示程序也可每20ms更新一次，由20ms計數器來控制，當20ms的定時時間到，就調用顯示程序。

停車板是否到位和停車板是否有緊急情況需要處理（例如停車板是否卡住），這種情況比較緊急，所以每1ms調用相關處理程序一次。

本設計的按鍵的檢測采用的是查詢方式進行。在先檢測是否有按鍵按下。當檢測到有按鍵按下時，再延時10ms重新檢測按鍵一次，這10ms延時是為了去抖動而設計的，抖動可以通過硬件完成，本設計中是通過軟件去抖動，按鍵的來源也可由手機APP發出，經串行通信傳送給單片機，這種按鍵的檢測通過串行中斷來檢測。串行口按鍵獲取，采用串行口中斷服務程序獲取。

流過電機主回路的電流，由電流互感器檢測，電流互感器感應出的電流流經電阻變換成電壓信號。當電機運行過程中被卡住時，流過電機的電流會急劇增加，電阻兩端的電壓也會急劇增加。通過單片機上自帶的A/D轉換器將模擬電壓信號轉換成數字信號，單片機根據此值來確定電機是否被卡住。

2? 取車或停車

2.1 取車或停車系統硬件要求

在停車板的下方，安裝一檢測雷達，由雷達來判斷停車板下方是否有異物。檢測到有異物時蜂鳴器發出警報聲。停車板立即停止運轉。并將此時停車板位置儲存于單片機的flash中。只有將異物移開時，才能允許停車板繼續往前移動。

停車板是否準確移動到位，由行程開關來檢測。當停車板移動到位時，由停車板撞擊行程開關，確認停車板已準確到位。

為了保證安全，要求汽車必須準確的停于停車板上。本設計中在停車板的外圍安裝了紅外探測儀，如果車輛沒有準確停車到位，那么就有紅外被車輛擋住并反射回接收儀。依此可以判斷出車輛是否準確停車入位。車輛如果停車到準確位置，就無法檢測到反射回來的紅外線。

停車板是否已經準確移動到停車位，也就是說車輛是否已經停車到位，由行程開關來檢測。當停車板已經移動到停車位時，會觸碰行程開關，產生一個到位信號。單片機檢測到此到位信號，切斷電機電源，使電機快速停車。由于電機停車需要一定的時間，所以可以將行程開關適當往前移一定位置。

2.2 取車或停車系統軟件設計

由按鍵處理程序里的取車程序來決定。當按鍵值為取車值時，調用取車程序，如圖3所示。

3? 結論

通過對無避讓側方位智能停車設備的研究，可以很好的利用有限的地域來存放更多車輛。在此基礎上的嵌入式智能控制系統軟件設計，采用了多任務模式進行設計。一是極大的方便了顧客的操作，顧客可以通過手機APP自動存取車輛;二是最大限度的提高了車輛存取時的安全性。通過對各個階段的可能發生的事故的考慮，能很好的避免事故的產生，以及采取了相應的處理措施，如車輛停車的不到位檢測，停車板下行時的板下異物檢測，停車系統的突然停電等。

參考文獻：

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