基于LabVIEW的车位管理系统实训设计方案

李福新,白勇民,李 灵（天津中德应用技术大学,天津,300350）



基于LabVIEW的车位管理系统实训设计方案

李福新,白勇民,李 灵
（天津中德应用技术大学,天津,300350）

摘要：本文基于NI-cRIPO 9025可编程控制器，通过反射式红外光电传感器和触发按钮模拟停车场车辆的出入和泊位信息，利用LabVIEW可视化程序对整个过程进行数据采集和状态监控。整体设计简洁明了，可作为传感器和电子技术课程的综合实验实训项目应用于高职专业课程的实践教学。

关键词：智能停车场；LabVIEW；可编程控制器;红外传感器

0 引言

随着城市车辆保有量的不断增大，停车问题日益突出，无论是公共场所停车场还是小区停车泊位越来越紧张。为了能让司机进入停车场前对该停车场的剩余泊位以及对大型停车场内空闲车位的具体方位有一个了解，有必要设计停车场的智能控制系统，使车主能够及时了解停车场的车位情况并做出适当的选择，同时也方便停车场管理方进行管理。

本项目来源于传感器技术和实用物理技术基础课程的实例开发，利用NI-cRIPO 9025可编程控制器作为核心控件，以我校多个具体的停车场位置为模拟对象，由反射式红外光电传感器信号模拟车辆的出入库，由触发按钮模拟车辆的泊位信息，通过Labview可视化程序对整个过程进行数据采集和状态监控，可实现剩余车位数的实施监控和显示以及剩余车位的具体信息，并在达到停车上线后发出报警信息。

图1　智能停车场管理系统整体框

1 车位管理系统的架构

智能停车场的整体框架是由NI-cRIPO 9025控制器进行的信号采集与处理，用LabVIEW编写人机界面程序，显示屏实施监测显示，进出口都装有红外传感器检测车辆的进出，每个车位都装有检测车辆是否停在该车位的传感器开关，进车口有提示灯当停车场满了的时候该灯点亮，整个停车场系统框架如下图1所示。其中NI cRIO-9025嵌入式实时控制器是高性能CompactRIO可编程自动化控制器(PAC)平台中的一部分，它拥有800MHz Freescale的工业实时处理器，可以实现确定可靠的实时应用，其512MB的DDR2RAM与4GB的非易失性存储介质，是程序实现高速运行和数据存储的重要保障。

系统具体技术指标如下：①具有自动计算剩余车位的功能；②具有显示剩余车位数的功能，当车位满时报警提示功能；③能够人工设置车位总数。

本系统利用红外线传感器模块和触发式按钮模拟现实停车场车辆的进出，由于端口限制，实际效果仅为模拟校园停车场中某一个由10车位构成的停车区域，如图2所示，并由12V和5V两种直流稳压电源模块提供硬件所需电压。

图2　模拟停车场

2 停车场的工作流程

该系统的工作流程分为车辆驶入停车场、车位检测、车辆驶离停车场、车位满时提示LED亮起三部分组成，系统采取并行手段自动对各部分进行运算或显示。

2.1 车位驶入

当行驶车辆触发停车场闸栏前的红外线传感器时，则将此信息发送给中央微控制器，中央微控制器控制道闸开启，车辆驶入。当车辆完全驶入停车场以后，红外线传感器检测到车辆顺利通过道闸，此时将该信息传送给中央微控制器，中央微控制器再次控制道闸落下完成车辆的入场。此时中央微控制器记录车辆数量加一，控制停车场道路牌显示空余车位信息减一。方便途径停车场周围的其他用户查看空余车位信息，以决定是否选择进入该停车场。

2.2 车位检测驶入停车场当车辆进入停车位，停车位顶部的红外线传感器检测到车辆的存在，表明该车位已被占用。此时车位检测子控制器将检测到的信息通过CAN总线通信的方式发送给中央控制器。

这里需要说明的是停车场车位检测采用分布式检测结构，易于模块化集成以应用于车位数量不同的停车场。而停车场中央控制器再将该信息通过异步串口通信方式发送给上位机，上位机显示该停车位被占用。用户可以根据停车场入口处的大屏幕观看到上位机即时情况，方便用户查看停车场空余停车位信息。

2.3 车辆驶出

当驶出车辆触发停车场闸栏前的红外线传感器时，则将此信息发送给中央微控制器，中央微控制器控制道闸开启，车辆驶出。当车辆完全驶出停车场以后，红外线传感器检测到车辆顺利通过道闸，此时将该信息传送给中央微控制器，中央微控制器再次控制道闸落下完成车辆的出场。此时中央微控制器记录车辆数量减一，控制停车场道路牌显示空余车位信息加一。

2.4 车位满报警

报警电路的工作原理是当车库中没有空余车位，即车位数显示0时，此时有程序设置检测，输出反馈高电平，从而使报警装置工作，车库入口处LED发光，以此实现自动报警。

3 软件设计

本设计软件部分由控制面板和数据显示两个模块组成，使用LabVIEW软件开发，如图3所示。具体功能如下：

（1）控制面板模块：停车用户可以通过控制面板完成数据加载，车位检测，信息实时显示等功能。方便了停车用户准确及时的获取最新信息，有效地节省了停车时间。

（2）数据显示模块：数据显示模块显示车位有两种状态，分别为：车位可用，车位被占用。停车用户可以通过数据显示模块直观有效的获取车位信息，有效地缩短了使用者停车所花费的时间。

4 结论

本系统的设计基于Ni-cRIPO 9025的信号采集和存储功能，由LabVIEW程序进行控制，其目的旨在通过项目的实施让学生充分了解传感器的工作原理，在此基础上解决实际应用问题。因此，以上内容仅仅是个初步方案，而在实际授课中会逐步引导学生更多的考虑实际停车场中的问题，比如，如何防止和剩余车位的误统计、如何利用传感器解决自动抬杆和收费计时、如何利用数字电路技术方法直接通过停车场内车位占用情况获取剩余车位信息等。

参考文献

[1] 陈树学，刘萱，LabVIEW宝典[M]，电子工业出版社，2011 [2] 沈聿农，传感器及应用技术，化学工业出版社，2014

李福新，天津中德应用技术大学基础课部教师，讲师职称

图3　上位机人机界面

Design of Parking Management System Based on LabVIEW

Li Fuxin,Bai Yongmin,Li Ling
(Tianjin Sino-German University of Applied Sciences,Tianjin,300350)

Abstract：In this paper,NI-cRIPO 9025.Programmable controller based on,through the reflection type infrared photoelectric sensor and a trigger button simulation parking field vehicle access and parking information using LabVIEW which is a visual program data acquisition and monitoring of the entire process. The whole design is concise and clear,and it can be applied to the practical teaching of the comprehensive experiment and training project of the sensor and the electronic technology course.

Keywords：intelligent parking lot;LabVIEW;programmable controller;infrared sensor

作者简介