基于工控机的停车位智能控制系统的设计

刘淮霞,徐 晟,王 硕（安徽理工大学 电气与信息工程学院,安徽 淮南232001）

基于工控机的停车位智能控制系统的设计

刘淮霞,徐 晟,王 硕
（安徽理工大学 电气与信息工程学院,安徽 淮南232001）

摘 要：随着我国经济快速发展，目前汽车的数量已经非常庞大，且呈现逐年上升的趋势。与之相关，“停车难”现象也逐渐成为急需解决的问题。升级传统的车库，使其能够解决目前广泛存在的“停车难”和些相关的问题的是本文的主要研究目的。基于此要求，本文主要研究了一种基于工控机的地下车库诱导及管理系统的设计方案。硬件设计上，采用了基于Cortex-M3的STM32F103VB作为主控芯片；光电开关检测车位占用情况；使用LCD屏幕和LED指示牌作为诱导系统，引导车主停车取车；非接触式IC卡记录用户停车信息，并且提供取车寻迹功能。软件系统方面，采用VB6.0作为软件编程，使用方便。利用数据库系统实现采集车辆信息的功能，并且建立车库管理系统。整个系统采用RS485通讯，采用Modbus-RTU协议通讯。最后通过实验验证，达到设计要求。

关键字：STM32；RS485通讯；Modbus；上位机系统；停车诱导

1 系统工作的主要流程

当有车辆想要进入车库停车时，用户在入口处刷卡，系统判断是否是有效信息，如果是有效信息则中控系统发送信息，开启入口处道闸，车辆放行。当车辆进入车库后，入口处的大LCD显示屏会显示整个车库所剩空车位及所在区域。车辆诱导系统同时工作，LCD指示牌会指引车辆进入正确停车区域，用户可以根据自己的选择，跟随诱导系统进入某一区域。当车辆顺利找到空车位并停放好车辆后，车主在该区域最近的刷卡终端上刷卡，刷卡终端记录车辆停放位置。在用户取车时，在入口处刷卡进入车库，同时终端机上回显示用户车辆的具体停放位置，随后用户可以根据诱导系统进入车辆所在区域，找到自己的车。在用户在驶出车库时，在出口处再次刷卡，系统自动扣费。

2 硬件系统

停车位智能控制系统以工控机作为核心部件控制整个系统运行，多个自制的信号采集控制模块，对射式光电开关，压力传感器、温度传感器、湿度传感器、IC卡模块、60寸LCD液晶显示屏、LED灯指示模块、空气断路器、中间继电器等组成。实现对空车位多少、大型车库现场情况、车库温度、湿度实时显示，且对车主实时进行现场引导，避免盲目开车。

自制的信号采集控制模块是以stm32f103RB作为核心部件，stm32f103系列属于中低端的32位ARM微控制器，该芯片是意法半导体（ST）公司出品，其内核是Cortex-M3。最高72MHZ工作频率，在存储器的0的等待周期访问时可达1.25DMisp、MHZ，利用芯片内部的DMA来存储多个模拟量，并计算平均值，大大减轻cpu的负担。

硬件电路中主要包括单片机的最小系统、8位共阳极数码管、4个独立按钮开关、稳压电源模块，数码管驱动电路、24c02数据掉电存储芯片、6路光电隔离驱动微型中间继电器电路，6路光电隔离输入电路、max485、232通讯芯片、ds18b20温度传感器、3路模拟量整形输入电路等构成。

3 软件部分设计

软件部分主要实现地下车库管理及查询的功能。采用Visual B6.0开发。主要可以实现车位实时监控功能、车辆信息查询功能、收费功能等主要功能。可使管理者对于车库的使用情况一目了然。

3.1 串行通讯实现

要实现上位机和下位机通讯，则必须要实现通讯串口的打通。而在用VB6.0编写的上位机系统中，则必须要使用到MSComm控件。MSComm控件是通过端口来传输和接收数据的，给应用程序提供了通讯功能。使用MSComm控件功能，编程者可以避免使用较为复杂的API函数，并且在VC、VB、Delphi等语言中都可以用。

3.2 车位监控功能

在本文所设计的上位机监控系统中，作为一个很重要的功能存在的就是车位占用情况的监控。本功能可以使得车库管理者及时了解车库中车位使用情况。该功能使用光电开关作为现场检测设备，通过现场情况的变化对光电开关发送作用，从而使得光电开关对主控系统发出相关信息，从而反映到上位机系统中。

3.3 监控画面设计

本系统的上位机部分采用VB编程制作，由于VB功能强大，易于操作，所以广泛的使用在上位机编程上。本系统中该功能主要用到SSTab、Shape等几个控件，下面分部介绍这些控件。

利用以上主要控件可以建立车位监控系统的主画面，下面附上车位监控系统的主画面。

3.4 数据库系统

在上位机开发的过程中，我们还要用到一个很重要的工具——数据库。对于车辆信息的存储使得我们需要开发数据库系统。

数据库是一个单位或者是一个应用领域的通用数据处理系统，它一般用来存储企业或事业部门、团体和个人的有关数据。数据库的数据是从全局观点出发建立的，按照一定的数据模型进行组织、描述和存储。其结构是基于数据间的自然联系，从而可以提供一起必要的存取路径，且数据不再针对某一个应用，而是面向全组织，具有整体的结构化特征。

4 结束语

（1）传统车库多是靠用户自行寻找发现空车位，效率低下，不容易发现空车位。导致大型车库的利用率低。

（2）取车时，由于车库中标志物相似导致用户取车时难以发现自己的停车区域，从而造成了“取车难”的现象。

（3）传统车库只是单纯的起到停放车辆的功能，其潜在功能无法实现，对于车辆信息的获取，车库的管理等都存在滞后现象。

（4）传统的车库一般多采用人工收费方式，不仅效率低下，容易出现错收费乱收费现象，而且极易造成财务上的疏漏和现金流失的风险。

针对上述问题，本文将主要研究一种智能车库的策略来解决目前存在的这些问题。

参考文献：

[1]张哲.智能泊车管理系统的设计与实现[D].陕西：长安大学,2010(09).

[2]王爱英.智能卡技术[M].北京：清华大学出版社,2009

[3]秦红兰.基于嵌入式的停车场车位自动化管理系统与诱导系统的设计[D].武汉：武汉科技大学,2011(01).

本文是安徽省大学生创新训练项目，项目编号：AH201310361107

作者简介：刘淮霞（1961-），女，安徽淮南人，教师，研究方向：自动化系统及控制工程。