自動化立體車庫系統設計

廣西民族大學 李毅和

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自動化立體車庫系統設計

廣西民族大學 李毅和

【摘要】自動化立體車庫系統主要是為了解決停車難、停車位緊張的問題，是針對大型城市以及景區等車輛密集并且停車位緊張的地方而應運而生的一個系統。自動化立體車庫系統采用的是智能控制、集中管理以及可視化管理。

【關鍵詞】立體車庫；自動化

1 前言

隨著全球工業化的提高以及人們生活水平的提高和對時間的追求，各種各樣品牌的車一輛一輛的從汽車生產商中生產出來，于是在城市、景區等人員密集的地方的停車難得情況讓有車一族為之頭疼。停車難得問題主要是因為車輛的增長比傳統停車設施增長得快，傳統的停車位受限于土地的限制沒辦法去建設那么多的停車位，加上城市的發展以及景區的知名度上升會吸引更多的外來車輛，特別是在城市舉辦大型活動又或者假期的時候各種人群的出游。例如廣西首府南寧，南寧在2015年市區的私家車的保有量在70萬輛，每天新增入戶的達到200輛，全市汽車數量達到80萬輛以上，而市區的停車位數量僅為41萬個左右。這樣比例使得機動車泊車難、交通堵、收費亂的問題突出。

1.1 設計研究的目的和意義

自動化立體車庫系統能夠為發達的城市和熱門景區提供更大的車輛的容納量的一種有效的解決方法。隨著社會的進步和中國城市化的腳步的大步邁進，越來越多的車輛涌入到城市中來，再加上人們生活水平的提高，給景區帶來了更多的收入同時也需要為游客提供更大的停車位以達到吸引更多的游客來訪。能夠容納更多的車輛的自動化立體車庫系統是解決現如今停車位緊俏的一個優秀的解決方案，它既能夠解決土地面積小也能夠解決現如今車庫管理難得難題。

自動化立體車庫系統主要是講訴了利用STM32芯片作為核心控制器來完成自動化立體車庫的控制、顯示和管理。自動化立體車庫的出現無疑為工業極其發達的社會提供了一個能夠解決了停車難的問題，能夠高效的利用好寶貴的土地資源，為推動社會的發展增添了一大動力。

1.2 設計的主要研究工作

自動化立體車庫系統作為一個工業化發展和汽車產業發展的一個衍生品，它在不同程度上為社會的發展做了不少貢獻。能夠在國內外的城市中得到很好的使用，也能在我國很多的景區中得到利用以解決停車位緊俏的問題。自動化立體車庫系統建模的思想是：通過繪制車庫的模型，在模型上面加上機械驅動部件，在機械部件上面增加電子器件使得機械運動部件能夠被控制，STM32微型控制器編寫好完整的驅動程序完成立體車庫的自動化設置，再加上顯示部分讓系統能夠更易于操作以及實現系統智能動作。

2 系統的主要功能和總體結構設計

2.1 自動化立體車庫系統的原理

自動化立體車庫系統原理的設計思想是：在立體車庫上面安裝好傳感器，通過這個傳感器傳輸信號告知STM32控制芯片車庫中是否有車輛停靠，當車主去停車時，操作系統中的觸摸屏來實現人車分離的自動停車，車主操作停車的時候只需要把車開到待聽車庫中，系統中的STM32控制芯片便會控制機械部分把待停車輛快速、準確的將待停車輛運送到指定的車庫中。取車的時候通樣是操作系統中的觸摸屏，通過操作觸摸屏系統控制芯片STM32就知道如何把之前停放在這個車庫中的車給取出來。車庫當前停放車輛的狀態通過液晶顯示屏顯示出來。

圖1 系統流程框圖

2.2 自動化立體車庫系統的設計方案

首先需要制作好的是自動化立體車庫的模型，模型的主體采用的是摩天輪式立體車庫，這種車庫的優點是：外形比較美觀，控制起來簡單。自動化立體車庫系統利用控制芯片作為系統的核心控制芯片，通過編寫程序利用控制芯片中斷部分、還有PWM發生器實現立體車庫的自動停車取車。系統采用的執行器是57BYGH301AA步進電機，使用HST-884A驅動器作為步進電機的驅動器。使用紅外傳感器進行車庫位置的定位，通過控制芯片控制液晶屏的顯示來達到人機界面的顯示。

3 立體車庫模型的設計

自動化立體車庫模型的設計采用的是摩天輪式立體車庫模型結構，首先需要建立的是車庫的支撐架，支撐架的高度設置可以通過以下計算公式進行計算得出：

其中：R為摩天輪車庫外圓的圓形半徑，r為以車庫支點為圓心到車庫底部最遠做出來圓的半徑。其次要設計的是摩天輪的半徑R，半徑R的設定是根據這個系統需要容納多少個車庫而決定，計算公式是：

其中：n為容納的車輛數、r以車庫支點為圓心到車庫底部最遠做出來圓的半徑、Π為圓的周長與直徑的比值。車庫中的高度和半徑通過查閱國家車輛高度標準來進行相關的設定。模型中軸的長度通過對比實體車輛中的長度得出，這里采用降比得到。

4 系統軟件設計

系統軟件的編寫在編寫程序，程序編寫的好久能夠讓這個系統成為一個很出色的系統，所以說系統好壞的關鍵在于程序。系統的程序中包含幾個部分，系統的主程序是主要組成部分，但是程序的基礎是每一個小模塊構成的，其中包括定時器處理模塊、輸入輸出處理模塊、電機驅動處理模塊和TFT_LCD液晶屏驅動模塊。通過把各個模塊幾種處理，整合功能就才得以形成整個系統的處理數據部分。

主程序的編寫是通過調用每一個效果的子函數，達到對STM32芯片和LCD觸摸屏等模塊進行初始化。它的流程圖如圖1所示：

5 總結和展望

5.1 總結

在搭建完成了摩天輪式立體車庫和對控微控制器STM32的編程之后，形成了一套基于摩天輪式立體車庫的控制系統。它能夠對摩天輪式立體車庫進行自動控制，通過對觸摸屏的操作讓系統自動完成車輛的入庫和出庫操作，節約了人力資源。

本系統的設計完成了題目的要求，搭建了一個摩天輪式立體車庫，實現了車庫存取車的自動化，通過編程能夠對存車路徑進行優化選擇達到節省能源的效果，加入觸摸顯示屏實現人機界面的人性化。

5.2 展望

在全球工業化的提高以及人們生活水平的提高，越來越多的人擁有了自己的汽車，這對于城市和景區提供停車位是一個巨大的考驗，所以需要提供一個能夠容納更多車位的停車庫。對于這個需求，自動化立體車庫能夠滿足這一要求，首先，它滿足容納更多的車輛；其次，在系統的新穎上也加上了智能控制使得車庫操作簡單化、人性化，更能為大眾所接受。所以，這樣的一個系統是完全能夠讓我們開車出去更加的踏實，能夠為政府提供一個更好的解決方案。

參考文獻

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［5］張啟君.立體車庫的主要型式及技術特點［J］.機電產品開發與創新，1999.

作者簡介：

李毅和（1994－），男，廣西欽州人，大學本科，現就讀于廣西民族大學。