车位引导系统技术的研究与应用

2014-05-14许珊

天津科技 2014年4期

许珊

(天津渤海职业技术学院电气工程系天津 300402)

1 车位引导系统的原理

为了获得停车场内各车位的车辆信息，要在每个车位上方安装超声波车位探测器，实时采集探测器的节点控制器所收集的信息，依照一定规则将数据压缩并编码，然后反馈给中央控制器完成数据处理，再将车位数据发送到停车场内各个 LED屏，显示出空余车位信息，实现引导车辆进入空余车位的功能。与此同时，系统通过计算机将数据存放至数据库服务器，用户可以随时通过计算机终端查询停车场的实时车位信息。

2 车位引导系统的组成

2.1 超声波车位探测器

在每个车位的正上方安装超声波车位探测器，探测器采用超声波测距工作原理，定时采集停车场内的车位数集，并通过 RS-485通讯将采集到的信息反馈到车位节点控制器及显示灯上。

2.2 指示灯

在每个车位的前方安装指示灯，显示当前车位的状态。若指示灯为绿色，表示当前车位为空车位；若指示灯为红色，表示当前车位上有车辆停泊。

2.3 节点控制器

节点控制器作为超声波车位探测系统的中间层，作用是对超声波探测器进行分组管理并循环检测所管辖探测器的信息，将有关信息传到中央控制器。每个节点控制器能够控制40～64个车位探测器。

2.4 中央控制器

中央控制器是整个系统的核心，可选高级版中央控制器内置 B/S架构车位引导系统软件直接储存车场的数据，并可以在任意计算机上通过 WEB页面进行查询或下载。

2.5 室内LED引导屏、户外LED引导屏

安装在车场内部岔道口(室内LED引导屏)或安装在车场的每个入口(户外 LED 引导屏)，用于接收来自中央控制器的车位统计信息，可全天候采用数字和文字形式实时显示所连接区域当前空余车位数。

2.6 停车引导系统管理软件

软件中涵盖了停车场中车位电子地图，能直观地反映停车场车位的使用情况，操作人员可依据电子地图来监控车场状况，统计停车场车位的占用数、空余数，统计时间段内各类车辆的进、出场数等，方便管理人员对车场进行监控及管理。利用此软件能够引导车主以最短的时间进入空闲车位，提高停车场的使用率、优化停车环境(见图1)。

图1 功能原理图(TCP/IP)Fig.1 Diagram of functional theory(TCP/IP)

3 系统施工准备工作

在停车场引导系统安装之前，必须先根据车场的实际情况作施工布线图，方便现场施工人员据此进行施工布线，如图2。

图2 施工布线图Fig.2 Wiring diagram for construction

3.1 车场各入口显示屏

在车场的每个入口安装可以显示停车场内车位信息的入口车位信息总显示屏，由控制电路、驱动电路、高亮度户外 LED模块、支架等部分组成。依据停车场划分的区域数量，设定用于显示各区域车位数信息的总入口数量。LED小屏可以接收中央控制器的车位统计信息，可 24,h全天候用数字和文字形式实时显示当前停车场的空闲车位数量，以提示准备进入停车场的车辆司机。显示屏还可以根据用户要求随时修改内部程序，用于显示用户所需的其他信息。

3.2 车位引导显示屏

车场内部重要的岔道口安装车位引导显示屏，其数量和显示内容可根据客户需要定制。同样，它也可以接收来自中央控制器的输出信息，用文字、数字或箭头等形式显示空余车位方位，自动引导司机快速找到来自系统分配的空车位。停车场中央控制器通过网络还可以实现每个路口任意方向的引导，以便将车流分配到停车场中最合适的位置上，保证停车场内部交通的顺畅及车位的充分利用。

3.2.1 三向区域引导屏

一般放置于停车场中有3个方向的岔路口，安装位置应在车主开车前往三岔路口时能看得见的明显的地方，并能显示3个岔路口各自通向的区域内剩余空车位数(见图3)。

图3 三向引导屏Fig.3 Three-way guidance screen

3.2.2 双向引导屏

一般放置于车场中有2个方向的岔路口，安装位置应在车主开车前往双岔路口的时候能看得见的明显的地方。主要显示 2个路口各自区域的剩余空车位(见图 4)。

图4 双向引导屏Fig.4 Two-way guidance screen

3.2.3 单向引导屏

一般放置于车场拐弯处，安装的位置应在车主开车前往拐弯区域的时候能看得见的明显的地方。主要显示拐弯后区域的空余车位(见图5)。

图5 单向引导屏Fig.5 One-way guidance screen

3.3 探测器和指示灯

应用探测器和指示灯可以对每个车位的占用或空闲状况进行可靠性检测。在每个停车位上均安装1个车位探测器和车位指示灯。车位指示灯可以直接从车位探测器上接线。每个车位上方均安装超声波探测器，探测车位上有无车辆停泊。若有车，车位指示灯显示红灯亮，否则显示绿灯。

3.4 节点控制器

节点控制器对保证本系统的安全、可靠与高效有着重要作用，它是车位引导系统3层网络总线的中间层。节点控制器用于循环检测所接探测器的工作状态，并将相关信息传送到中央控制器。节点控制器用于连接 LED显示屏、中央控制器和车位探测器等，还可解决485通讯长距离不可靠、分组管理和网络节点数扩展的问题。

3.5 中控室

中控室中需要安装中央控制器和车位引导系统管理软件。其中车位引导系统管理软件不是必须选项，因为中央控制器可以在非计算机环境下独立控制整个车位引导系统的工作。所以，车位引导系统管理软件仅作为浏览和统计车场的停车情况使用。

4 系统接线方式

车位引导系统的连接线全部采用网线，所有电路板和线路接口均采用 RJ45接口方式。该接线方式具有成本低、布线简单、可靠性高、技术成熟等特点。

电路板与网线通过 RJ45水晶头和配套端子连接，连接示意图见图 6(中央控制器、节点控制器、LED显示屏内部)。

图6 连接示意图(1)Fig.6 Connection diagram(1)

探测器和指示灯与节点总线的连接示意图见图 7。

图7 连接示意图(2)Fig.7 Connection diagram(2)

5 系统调试

每个节点的探测器安装完成后，连接电源和通讯线，设好每个探测器的测距距离、通讯地址(同一节点下地址不能重复)，确定无误后，接通电源，查看每个探测器测距是否正常、LED信号灯变化情况、通讯指示灯情况，见图8。

从节点 RS485-C口发送采集节点数据命令(所有节点地址不能重复)，查看接收数据，判断所有本节点的探测器个数、状态是否正常。

所有节点与中央控制器连接好后，查看中央控制器RS232-PC口是否有对应每个节点的数据输出，见图 9。

图8 节点代码分析Fig.8 Node code analysis

图9 中央控制模拟器Fig.9 Central control simulator

中央控制器连接至PC，并在PC上装好数据库软件、车位引导系统软件、LED屏配置工具，用LED屏配置工具把各LED与探测器关联情况配置好并刷新中央控制器，中央控制器重新上电后，所有 LED屏显示正确。在车位引导系统里，把车场平面图和车辆添加完成，平面图上能正确显示车场每个车位的停车情况、故障情况，见图10。