車位引導系統技術的研究與應用

許 珊

(天津渤海職業技術學院電氣工程系 天津 300402)

1 車位引導系統的原理

為了獲得停車場內各車位的車輛信息，要在每個車位上方安裝超聲波車位探測器，實時采集探測器的節點控制器所收集的信息，依照一定規則將數據壓縮并編碼，然后反饋給中央控制器完成數據處理，再將車位數據發送到停車場內各個 LED屏，顯示出空余車位信息，實現引導車輛進入空余車位的功能。與此同時，系統通過計算機將數據存放至數據庫服務器，用戶可以隨時通過計算機終端查詢停車場的實時車位信息。

2 車位引導系統的組成

2.1 超聲波車位探測器

在每個車位的正上方安裝超聲波車位探測器，探測器采用超聲波測距工作原理，定時采集停車場內的車位數集，并通過 RS-485通訊將采集到的信息反饋到車位節點控制器及顯示燈上。

2.2 指示燈

在每個車位的前方安裝指示燈，顯示當前車位的狀態。若指示燈為綠色，表示當前車位為空車位；若指示燈為紅色，表示當前車位上有車輛停泊。

2.3 節點控制器

節點控制器作為超聲波車位探測系統的中間層，作用是對超聲波探測器進行分組管理并循環檢測所管轄探測器的信息，將有關信息傳到中央控制器。每個節點控制器能夠控制40～64個車位探測器。

2.4 中央控制器

中央控制器是整個系統的核心，可選高級版中央控制器內置 B/S架構車位引導系統軟件直接儲存車場的數據，并可以在任意計算機上通過 WEB頁面進行查詢或下載。

2.5 室內LED引導屏、戶外LED引導屏

安裝在車場內部岔道口(室內LED引導屏)或安裝在車場的每個入口(戶外 LED 引導屏)，用于接收來自中央控制器的車位統計信息，可全天候采用數字和文字形式實時顯示所連接區域當前空余車位數。

2.6 停車引導系統管理軟件

軟件中涵蓋了停車場中車位電子地圖，能直觀地反映停車場車位的使用情況，操作人員可依據電子地圖來監控車場狀況，統計停車場車位的占用數、空余數，統計時間段內各類車輛的進、出場數等，方便管理人員對車場進行監控及管理。利用此軟件能夠引導車主以最短的時間進入空閑車位，提高停車場的使用率、優化停車環境(見圖1)。

圖1 功能原理圖(TCP/IP)Fig.1 Diagram of functional theory(TCP/IP)

3 系統施工準備工作

在停車場引導系統安裝之前，必須先根據車場的實際情況作施工布線圖，方便現場施工人員據此進行施工布線，如圖2。

圖2 施工布線圖Fig.2 Wiring diagram for construction

3.1 車場各入口顯示屏

在車場的每個入口安裝可以顯示停車場內車位信息的入口車位信息總顯示屏，由控制電路、驅動電路、高亮度戶外 LED模塊、支架等部分組成。依據停車場劃分的區域數量，設定用于顯示各區域車位數信息的總入口數量。LED小屏可以接收中央控制器的車位統計信息，可 24,h全天候用數字和文字形式實時顯示當前停車場的空閑車位數量，以提示準備進入停車場的車輛司機。顯示屏還可以根據用戶要求隨時修改內部程序，用于顯示用戶所需的其他信息。

3.2 車位引導顯示屏

車場內部重要的岔道口安裝車位引導顯示屏，其數量和顯示內容可根據客戶需要定制。同樣，它也可以接收來自中央控制器的輸出信息，用文字、數字或箭頭等形式顯示空余車位方位，自動引導司機快速找到來自系統分配的空車位。停車場中央控制器通過網絡還可以實現每個路口任意方向的引導，以便將車流分配到停車場中最合適的位置上，保證停車場內部交通的順暢及車位的充分利用。

3.2.1 三向區域引導屏

一般放置于停車場中有3個方向的岔路口，安裝位置應在車主開車前往三岔路口時能看得見的明顯的地方，并能顯示3個岔路口各自通向的區域內剩余空車位數(見圖3)。

圖3 三向引導屏Fig.3 Three-way guidance screen

3.2.2 雙向引導屏

一般放置于車場中有2個方向的岔路口，安裝位置應在車主開車前往雙岔路口的時候能看得見的明顯的地方。主要顯示 2個路口各自區域的剩余空車位(見圖 4)。

圖4 雙向引導屏Fig.4 Two-way guidance screen

3.2.3 單向引導屏

一般放置于車場拐彎處，安裝的位置應在車主開車前往拐彎區域的時候能看得見的明顯的地方。主要顯示拐彎后區域的空余車位(見圖5)。

圖5 單向引導屏Fig.5 One-way guidance screen

3.3 探測器和指示燈

應用探測器和指示燈可以對每個車位的占用或空閑狀況進行可靠性檢測。在每個停車位上均安裝1個車位探測器和車位指示燈。車位指示燈可以直接從車位探測器上接線。每個車位上方均安裝超聲波探測器，探測車位上有無車輛停泊。若有車，車位指示燈顯示紅燈亮，否則顯示綠燈。

3.4 節點控制器

節點控制器對保證本系統的安全、可靠與高效有著重要作用，它是車位引導系統3層網絡總線的中間層。節點控制器用于循環檢測所接探測器的工作狀態，并將相關信息傳送到中央控制器。節點控制器用于連接 LED顯示屏、中央控制器和車位探測器等，還可解決485通訊長距離不可靠、分組管理和網絡節點數擴展的問題。

3.5 中控室

中控室中需要安裝中央控制器和車位引導系統管理軟件。其中車位引導系統管理軟件不是必須選項，因為中央控制器可以在非計算機環境下獨立控制整個車位引導系統的工作。所以，車位引導系統管理軟件僅作為瀏覽和統計車場的停車情況使用。

4 系統接線方式

車位引導系統的連接線全部采用網線，所有電路板和線路接口均采用 RJ45接口方式。該接線方式具有成本低、布線簡單、可靠性高、技術成熟等特點。

電路板與網線通過 RJ45水晶頭和配套端子連接，連接示意圖見圖 6(中央控制器、節點控制器、LED顯示屏內部)。

圖6 連接示意圖(1)Fig.6 Connection diagram(1)

探測器和指示燈與節點總線的連接示意圖見圖 7。

圖7 連接示意圖(2)Fig.7 Connection diagram(2)

5 系統調試

每個節點的探測器安裝完成后，連接電源和通訊線，設好每個探測器的測距距離、通訊地址(同一節點下地址不能重復)，確定無誤后，接通電源，查看每個探測器測距是否正常、LED信號燈變化情況、通訊指示燈情況，見圖8。

從節點 RS485-C口發送采集節點數據命令(所有節點地址不能重復)，查看接收數據，判斷所有本節點的探測器個數、狀態是否正常。

所有節點與中央控制器連接好后，查看中央控制器RS232-PC口是否有對應每個節點的數據輸出，見圖 9。

圖8 節點代碼分析Fig.8 Node code analysis

圖9 中央控制模擬器Fig.9 Central control simulator

中央控制器連接至PC，并在PC上裝好數據庫軟件、車位引導系統軟件、LED屏配置工具，用LED屏配置工具把各LED與探測器關聯情況配置好并刷新中央控制器，中央控制器重新上電后，所有 LED屏顯示正確。在車位引導系統里，把車場平面圖和車輛添加完成，平面圖上能正確顯示車場每個車位的停車情況、故障情況，見圖10。

圖10 停車引導系統Fig.10 Parking guidance system

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