智能多层停车库

徐继禹 黄美星 刘佳奇 刘健纯

摘要：本设计以51系列单片机为核心控制单元，结合RFID射频识别技术、传感器技术及无线通信技术，建立了一套基于嵌入式技术的高效利用车库空间自动摆放及空车位查询的升降横移式立体车库系统。试验证明，该系统具有功能丰富，高可靠性等优点，具有一定的实用参考价值。

关键词：立体车库;嵌入式;全自动

引言

随着我国城市经济和汽车工业的迅速发展，拥有私家车的家庭越来越多，而与此相对应的是城市停车状况的尴尬。城市的机动车拥有量的增长速度远远超过了停车基础设施的增长速度，这一现状对于渴望“车者有其位”的车主来说，形势不容乐观。立体车库是解决停车难问题的有效途径之一，在功能上可以取代传统停车车库，而且立体车库与传统车库相比，它的存取效率以及管理水平可以避免传统车库带来的为取车而排队等待，为寻找车位而徘徊许久等问题，为车主提供更加舒心、便捷的服务。对提高工业的自动化水平，具有很重要的实践意义。

1 立体车库的基本结构

传统的露天停车场是对有限土地资源的严重浪费;另一方面，汽车占道停放又造成城市交通拥堵，通过对不同类型立体车库的优缺点进行分析，综合各立体车库的特点，设计了升降横移式立体车库结构。该设计对地的适应性较强，规模可大可小，主要由控制系统及车库执行两部分组成，来实现自动存车、取车等过程。

2 系统工作原理

本设计是一套基于嵌入式技术的高校利用车库空间自动摆放及空车位查询的升降横移式立体车库。当车主想要停车时，只需要把车停在停车场的入口，然后从容地下车，立体车库系统会检测当前空闲车位，并将爱车送入车位。当车主来取车时，只需要轻松的按下按钮，车就会由车库送出，停在车主面前。立体车库的设计免去了一切驾车工作、休闲、旅游的烦恼，让人们安心停车，舒心取车。

3 系统设计基本思路

立体车库是一套全自动的存取车系统。即通过RFID射频识别技术及无线传感器网络将整个立体车库覆盖，收集小区用户车辆信息及停车位是否空闲的信息，最终形成一个系统。小区用户可以在进入停车场之前，通过RFID射频识别系统读取车辆信息直接将车停在车库入口，立体车库将会通过步进电机及直流电机系统控制的升降台和横移台自动将车辆停放在用户独有的空闲的立体车库中。若为非小区车辆可以凭从门卫处领到的临时射频卡进入停车场，在一个显示界面获得空车位的信息后选择要停放的空车位，不必像以前一样进入停车场再慢慢寻找空车位也不用愁没车位可停。

4 芯片的选型

立体车库的每一个车位都需要设置无线信号的收发装置，进而实现全系统的无线网络覆盖。因此采用NRF905无线模塊组网，其具有的功耗低、传输距离远、抗干扰能力强等特点可以使立体车库的每一个车位节点都得到有效控制，对其组网又实现了传输效率的极大利用。

主控芯片采用51系列单片机，51系列处理器是一种极高性能的高速处理芯片，低电压、超低功耗，以及超快的中断控制单元，可以对每一个车位节点各项参数实现全面的控制。

此外，还集成了对车辆进行搬运的运载车辆的控制，也就是对直流、步进电机的控制。利用步进电机实现运载车的升降以及横向移动，其过载性能较好，在非超载情况下，能够不受负载大小的影响。为了达到对车辆位置的精确搬运，每个车位节点附近都装上了红外感应传感器来监测车辆的位置。

5 具体实施方案

根据以上设计方案，可完全实现升降横移式立体车库的基本控制功能。

设计立体车库演示系统分为两层，实际开发可以根据需要做成多层，原理类似。当车辆到达时，利用RFID射频识别系统所采集的用户信息数据通过无线模块发送到立体车库控制端的无线接收模块上，系统会根据现有车位情况判断将车辆存放在哪个位置。立体车库控制端的无线接收模块和主控制板将用户信息接收并与数据库匹配再传递给立体车库的步进电机及直流电机驱动模块，以此控制车库升降及横移平台运动，将车精准的存放在空闲的车位上。

如果这一层没有空闲的车位，系统将自动启动升降装置将车辆搬运到二层或者三层，实现存车过程。取车过程即是存车过程的反过程，用户只需在出口等待自己的爱车即可。通过传感器，将采集到的车位信息通过RF无线通信方式发送到停车场入口前的LCD显示屏上，以便用户查询及操作，更直接的控制立体车库的存车及取车过程。

6 适用范围及推广前景

本产品适用于商业、机关、住宅小区等配套停车场使用。与传统车库相比，升降横移式立体车库节省了土地的使用面积，建设的周期也相对较短，降低了投入成本，扩大了车库的社会利用率和经济效益。另外，立体车库存取车迅速，等候时间短，大大方便了人们的出行。在商业区推广使用后，车库可以组建成自动收费式停车设备，虽然需要一定的前期投入，但是考虑长远的利益来说，基于嵌入式技术的升降横移式立体车库必将为建设者带来更大的收益，也让顾客能够舒心停车、安心取车。

参考文献：

[1]贺拥军.立体车库的结构形式及应用与发展[J].建筑科学与工程学报，2009，04.

[2]蒋金周，顾蓉蓉.升降横移式立体车库自动控制系统设计[J].南通职业大学学报，2004，02.

[3]龚海峰.升降横移式立体停车库及控制系统的研究[D].兰州理工大学，2003.

作者简介：徐继禹（2001），男，满族，吉林省长春市人，学生，本科，学校：长春大学，研究方向：金融工程