城市新能源汽車專用智能環保停車場模型設計

文/劉溫靜 李秋菊

隨著城市燃油汽車數量不斷增多，石油資源緊缺、環境惡化問題日益凸顯，推進節能減排工作有效開展迫在眉睫。城市新能源汽車作為“零排放、低損耗”的新型交通工具，備受人們青睞，越來越多人選擇其作為日常出行工具。但與此同時，城市新能源汽車數量的逐漸增加，顯現出其快速增長數量同充電樁供電后續服務、規范統一停放不匹配等問題。城市新能源汽車專用智能環保停車場模型設計基于集編輯與執行功能一體的可編程邏輯系統的DP-801 型單片機控制主板，其采用17 條宏指令系統語言完成模型的實際控制操作工作，完全滿足對該模型提出的控制要求。此設計旨在對該類模型的控制設計、功能改進、加強完善有指導意義，對有效進行新能源汽車推廣和管理工作、緩解交通擁堵等問題有社會積極意義，對響應國家政策、加強生態文明建設、可持續發展有重要引導作用。

1 設計思路

該模型設計基于DP-801 單片機控制編程主板，在實現新能源汽車專用基礎上，保證停車場有序進行管理工作實現快速進入停車場尋找車位、防止停車擁堵功能；同時設計貼近綠色節能性，實現停車場環保功能；模型根據現實應景及比例大小制作框架箱體，結合控制模塊組成完整智能模型進行不斷調試改進完善。此設計研究根據一般項目研究思路，遵循客觀研究規律，篤實完成各項任務研究，不斷改進完善作品性能，完成理論與實踐結合、模型與現實匹配、結構與功能完整、具有社會意義價值的項目研究。

2 研究過程

2.1 模型設計預想

設計思路流程圖如圖1所示。

（1）專用性方面：實現城市新能源汽車停車場的專用性，是對新能源汽車加以壁壘保護，也是在資源層面對新能源發展的保護。

（2）智能環保方面：通過智能控制主板實現自動檢測空余車位數、空余車位定位等智能功能；通過太陽能電池向停車場內供電模擬光儲式充電站結構實現環保功能。

（3）模擬和指導方面：模型實現模擬操作快速方便、模型外形美觀大方、模型系統智能環保等功能特點，對解決現實社會問題、改善大眾出行偏好、改變社會整體傳統觀念以及對實際停車場建設具有指導促進意義。

2.2 模型停車流程設計

該模型停車流程設計較為規范，信號提示較明顯。當城市新能源汽車車主具有停車需求，可根據停車場入口空余車位數信號燈提示停車場內擁擠狀況選擇是否進入，進入停車場內部可根據空余車位定位指示快速找到空余車位位置精準停放，同時，照明燈打開，車主據汽車剩余電量多少選擇是否充電，停車充電結束后，車主離開，操作完成。如圖2所示。

2.3 模型功能設計

2.3.1 總體控制系統

模型總體控制系統主要設有DP-801 單片機與光電傳感器、數碼管組成的空余車位數自動檢測系統；DP-801 單片機與壓力傳感器、定位信號燈（三色燈）組成的空余車位定位系統；DP-801 單片機與聲控傳感器、照明燈組成的聲控傳感照明系統。如圖3所示。

2.3.2 空余車位數自動檢測系統

該系統可自動檢測停車場內空余車位數的多少。光電傳感器安裝于停車場模型兩個入口、出口處，兩個彩燈模塊安裝于停車場入口前方。模型內部設置模擬車位16 個，運行程序，數碼管顯示數字16 模擬模型內部空余車位16個，模擬車進入，入口光電傳感器檢測信號，數碼管數字-1，表示空余車位數減少一個；模擬車離開，出口光電傳感器檢測信號，數碼管數字+1，表示空余車位數增加一個。當數碼管數字小于等于11 時，提示燈皆亮紅，提示停車場內為擁擠狀態，當數碼管數字大于11時，彩燈一紅一綠，提示停車場內為暢通狀態。如圖4所示。

2.3.3 空余車位定位系統

此系統基于DP-801 單片機與安裝在車位上的壓力傳感器和安裝在停車場入口的定位信號燈（三色燈）連接而成。模擬車可通過停車場入口設計的車位定位燈平面圖獲得空余車位位置，空余車位對應于圖中亮綠燈，已有車車位對應圖中亮紅燈；當車進入停車場內停放車，接觸壓力傳感器檢測停車信號，單片機處理輸出三色燈亮紅燈指令；車離開車位，壓力傳感器檢測離開信號，單片機處理輸出三色燈亮綠燈指令，實現停車場空余車位定位功能。

圖1：設計思路流程圖

圖2：模型停車流程圖

圖3：控制系統圖

圖4：空余車位數檢測系統流程圖

圖5：模型框架圖

2.4 模型框架圖

如圖5所示。

3 設計創新總結

（1）設計主體創新：目前大部分停車場混合汽車停放停車場為主，本文停車場模型為新能源汽車專用智能環保停車場；

（2）設計立意創新：針對城市新能源汽車興起其快速增長數量同充電樁供電后續服務、規范統一停放不匹配等問題，特設計專為新能源汽車供電、停放一體的停車場；

（3）設計模塊創新：該作品基于DP—801 單片機控制主板，設計智能程序對多個傳感器輸出指令控制實現停車場自動智能化，各系統間功能作用緊密聯系，共同運行實現停車場的智能化。

4 進一步研究

4.1 研究物聯網無線技術，完善定位系統

通過使用ZigBee 組網模塊與定位終端組成的智能定位系統可準確定位車位信息，車主可在終端系統顯示器看到位置信息，同時，實現對車主停車的定時收費功能，實現停車場的自動智能化。

4.2 增加智能尋泊功能，完善停車場智能化

車主返回停車場離開會因停車場較大忘記初始停車位置，基于計算機技術和智能手機基礎開發尋車應用軟件讓其自動與車連接進行準確定位，完善停車場智能化。

4.3 模型實際應用化，提升太陽能輸出效率

下一研究階段將該模型實際應用于現實場景，同時采用基于雙向變換器的電池儲能供電系統提升太陽能供電系統中輸出效率，提高停車場環保性能，實現停車場整體電源來自太陽能。

5 研究結果

本文從實現城市新能源汽車專用，為其提供充電、停車一體的智能環保停車場所出發，設計基于DP-801 單片機編程控制主板控制的停車場模型，通過模擬現實測試，完全滿足對該模型提出的控制要求，對指導該停車場模型的設計、規劃及改善具有一定的實用價值，對建設城市新能源專用智能環保停車場有現實指導意義。同時，該停車場為新能源汽車提供專用停放壁壘，避免因混合停車場新能源車位被燃油汽車占位及偏遠充電樁散亂造成的資源浪費問題；其更是對新能源汽車直接宣傳推廣，對全社會參與低碳生活綠色出行、推動新能源汽車產業改革、改善全球環境具有深遠促進意義。