城市新能源汽车专用智能环保停车场模型设计

文/刘温静 李秋菊

随着城市燃油汽车数量不断增多，石油资源紧缺、环境恶化问题日益凸显，推进节能减排工作有效开展迫在眉睫。城市新能源汽车作为“零排放、低损耗”的新型交通工具，备受人们青睐，越来越多人选择其作为日常出行工具。但与此同时，城市新能源汽车数量的逐渐增加，显现出其快速增长数量同充电桩供电后续服务、规范统一停放不匹配等问题。城市新能源汽车专用智能环保停车场模型设计基于集编辑与执行功能一体的可编程逻辑系统的DP-801 型单片机控制主板，其采用17 条宏指令系统语言完成模型的实际控制操作工作，完全满足对该模型提出的控制要求。此设计旨在对该类模型的控制设计、功能改进、加强完善有指导意义，对有效进行新能源汽车推广和管理工作、缓解交通拥堵等问题有社会积极意义，对响应国家政策、加强生态文明建设、可持续发展有重要引导作用。

1 设计思路

该模型设计基于DP-801 单片机控制编程主板，在实现新能源汽车专用基础上，保证停车场有序进行管理工作实现快速进入停车场寻找车位、防止停车拥堵功能；同时设计贴近绿色节能性，实现停车场环保功能；模型根据现实应景及比例大小制作框架箱体，结合控制模块组成完整智能模型进行不断调试改进完善。此设计研究根据一般项目研究思路，遵循客观研究规律，笃实完成各项任务研究，不断改进完善作品性能，完成理论与实践结合、模型与现实匹配、结构与功能完整、具有社会意义价值的项目研究。

2 研究过程

2.1 模型设计预想

设计思路流程图如图1所示。

（1）专用性方面：实现城市新能源汽车停车场的专用性，是对新能源汽车加以壁垒保护，也是在资源层面对新能源发展的保护。

（2）智能环保方面：通过智能控制主板实现自动检测空余车位数、空余车位定位等智能功能；通过太阳能电池向停车场内供电模拟光储式充电站结构实现环保功能。

（3）模拟和指导方面：模型实现模拟操作快速方便、模型外形美观大方、模型系统智能环保等功能特点，对解决现实社会问题、改善大众出行偏好、改变社会整体传统观念以及对实际停车场建设具有指导促进意义。

2.2 模型停车流程设计

该模型停车流程设计较为规范，信号提示较明显。当城市新能源汽车车主具有停车需求，可根据停车场入口空余车位数信号灯提示停车场内拥挤状况选择是否进入，进入停车场内部可根据空余车位定位指示快速找到空余车位位置精准停放，同时，照明灯打开，车主据汽车剩余电量多少选择是否充电，停车充电结束后，车主离开，操作完成。如图2所示。

2.3 模型功能设计

2.3.1 总体控制系统

模型总体控制系统主要设有DP-801 单片机与光电传感器、数码管组成的空余车位数自动检测系统；DP-801 单片机与压力传感器、定位信号灯（三色灯）组成的空余车位定位系统；DP-801 单片机与声控传感器、照明灯组成的声控传感照明系统。如图3所示。

2.3.2 空余车位数自动检测系统

该系统可自动检测停车场内空余车位数的多少。光电传感器安装于停车场模型两个入口、出口处，两个彩灯模块安装于停车场入口前方。模型内部设置模拟车位16 个，运行程序，数码管显示数字16 模拟模型内部空余车位16个，模拟车进入，入口光电传感器检测信号，数码管数字-1，表示空余车位数减少一个；模拟车离开，出口光电传感器检测信号，数码管数字+1，表示空余车位数增加一个。当数码管数字小于等于11 时，提示灯皆亮红，提示停车场内为拥挤状态，当数码管数字大于11时，彩灯一红一绿，提示停车场内为畅通状态。如图4所示。

2.3.3 空余车位定位系统

此系统基于DP-801 单片机与安装在车位上的压力传感器和安装在停车场入口的定位信号灯（三色灯）连接而成。模拟车可通过停车场入口设计的车位定位灯平面图获得空余车位位置，空余车位对应于图中亮绿灯，已有车车位对应图中亮红灯；当车进入停车场内停放车，接触压力传感器检测停车信号，单片机处理输出三色灯亮红灯指令；车离开车位，压力传感器检测离开信号，单片机处理输出三色灯亮绿灯指令，实现停车场空余车位定位功能。

图1：设计思路流程图

图2：模型停车流程图

图3：控制系统图

图4：空余车位数检测系统流程图

图5：模型框架图

2.4 模型框架图

如图5所示。

3 设计创新总结

（1）设计主体创新：目前大部分停车场混合汽车停放停车场为主，本文停车场模型为新能源汽车专用智能环保停车场；

（2）设计立意创新：针对城市新能源汽车兴起其快速增长数量同充电桩供电后续服务、规范统一停放不匹配等问题，特设计专为新能源汽车供电、停放一体的停车场；

（3）设计模块创新：该作品基于DP—801 单片机控制主板，设计智能程序对多个传感器输出指令控制实现停车场自动智能化，各系统间功能作用紧密联系，共同运行实现停车场的智能化。

4 进一步研究

4.1 研究物联网无线技术，完善定位系统

通过使用ZigBee 组网模块与定位终端组成的智能定位系统可准确定位车位信息，车主可在终端系统显示器看到位置信息，同时，实现对车主停车的定时收费功能，实现停车场的自动智能化。

4.2 增加智能寻泊功能，完善停车场智能化

车主返回停车场离开会因停车场较大忘记初始停车位置，基于计算机技术和智能手机基础开发寻车应用软件让其自动与车连接进行准确定位，完善停车场智能化。

4.3 模型实际应用化，提升太阳能输出效率

下一研究阶段将该模型实际应用于现实场景，同时采用基于双向变换器的电池储能供电系统提升太阳能供电系统中输出效率，提高停车场环保性能，实现停车场整体电源来自太阳能。

5 研究结果

本文从实现城市新能源汽车专用，为其提供充电、停车一体的智能环保停车场所出发，设计基于DP-801 单片机编程控制主板控制的停车场模型，通过模拟现实测试，完全满足对该模型提出的控制要求，对指导该停车场模型的设计、规划及改善具有一定的实用价值，对建设城市新能源专用智能环保停车场有现实指导意义。同时，该停车场为新能源汽车提供专用停放壁垒，避免因混合停车场新能源车位被燃油汽车占位及偏远充电桩散乱造成的资源浪费问题；其更是对新能源汽车直接宣传推广，对全社会参与低碳生活绿色出行、推动新能源汽车产业改革、改善全球环境具有深远促进意义。