自动化立体车库系统设计

广西民族大学 李毅和



自动化立体车库系统设计

广西民族大学 李毅和

【摘要】自动化立体车库系统主要是为了解决停车难、停车位紧张的问题，是针对大型城市以及景区等车辆密集并且停车位紧张的地方而应运而生的一个系统。自动化立体车库系统采用的是智能控制、集中管理以及可视化管理。

【关键词】立体车库；自动化

1 前言

随着全球工业化的提高以及人们生活水平的提高和对时间的追求，各种各样品牌的车一辆一辆的从汽车生产商中生产出来，于是在城市、景区等人员密集的地方的停车难得情况让有车一族为之头疼。停车难得问题主要是因为车辆的增长比传统停车设施增长得快，传统的停车位受限于土地的限制没办法去建设那么多的停车位，加上城市的发展以及景区的知名度上升会吸引更多的外来车辆，特别是在城市举办大型活动又或者假期的时候各种人群的出游。例如广西首府南宁，南宁在2015年市区的私家车的保有量在70万辆，每天新增入户的达到200辆，全市汽车数量达到80万辆以上，而市区的停车位数量仅为41万个左右。这样比例使得机动车泊车难、交通堵、收费乱的问题突出。

1.1 设计研究的目的和意义

自动化立体车库系统能够为发达的城市和热门景区提供更大的车辆的容纳量的一种有效的解决方法。随着社会的进步和中国城市化的脚步的大步迈进，越来越多的车辆涌入到城市中来，再加上人们生活水平的提高，给景区带来了更多的收入同时也需要为游客提供更大的停车位以达到吸引更多的游客来访。能够容纳更多的车辆的自动化立体车库系统是解决现如今停车位紧俏的一个优秀的解决方案，它既能够解决土地面积小也能够解决现如今车库管理难得难题。

自动化立体车库系统主要是讲诉了利用STM32芯片作为核心控制器来完成自动化立体车库的控制、显示和管理。自动化立体车库的出现无疑为工业极其发达的社会提供了一个能够解决了停车难的问题，能够高效的利用好宝贵的土地资源，为推动社会的发展增添了一大动力。

1.2 设计的主要研究工作

自动化立体车库系统作为一个工业化发展和汽车产业发展的一个衍生品，它在不同程度上为社会的发展做了不少贡献。能够在国内外的城市中得到很好的使用，也能在我国很多的景区中得到利用以解决停车位紧俏的问题。自动化立体车库系统建模的思想是：通过绘制车库的模型，在模型上面加上机械驱动部件，在机械部件上面增加电子器件使得机械运动部件能够被控制，STM32微型控制器编写好完整的驱动程序完成立体车库的自动化设置，再加上显示部分让系统能够更易于操作以及实现系统智能动作。

2 系统的主要功能和总体结构设计

2.1 自动化立体车库系统的原理

自动化立体车库系统原理的设计思想是：在立体车库上面安装好传感器，通过这个传感器传输信号告知STM32控制芯片车库中是否有车辆停靠，当车主去停车时，操作系统中的触摸屏来实现人车分离的自动停车，车主操作停车的时候只需要把车开到待听车库中，系统中的STM32控制芯片便会控制机械部分把待停车辆快速、准确的将待停车辆运送到指定的车库中。取车的时候通样是操作系统中的触摸屏，通过操作触摸屏系统控制芯片STM32就知道如何把之前停放在这个车库中的车给取出来。车库当前停放车辆的状态通过液晶显示屏显示出来。

图1 系统流程框图

2.2 自动化立体车库系统的设计方案

首先需要制作好的是自动化立体车库的模型，模型的主体采用的是摩天轮式立体车库，这种车库的优点是：外形比较美观，控制起来简单。自动化立体车库系统利用控制芯片作为系统的核心控制芯片，通过编写程序利用控制芯片中断部分、还有PWM发生器实现立体车库的自动停车取车。系统采用的执行器是57BYGH301AA步进电机，使用HST-884A驱动器作为步进电机的驱动器。使用红外传感器进行车库位置的定位，通过控制芯片控制液晶屏的显示来达到人机界面的显示。

3 立体车库模型的设计

自动化立体车库模型的设计采用的是摩天轮式立体车库模型结构，首先需要建立的是车库的支撑架，支撑架的高度设置可以通过以下计算公式进行计算得出：

其中：R为摩天轮车库外圆的圆形半径，r为以车库支点为圆心到车库底部最远做出来圆的半径。其次要设计的是摩天轮的半径R，半径R的设定是根据这个系统需要容纳多少个车库而决定，计算公式是：

其中：n为容纳的车辆数、r以车库支点为圆心到车库底部最远做出来圆的半径、Π为圆的周长与直径的比值。车库中的高度和半径通过查阅国家车辆高度标准来进行相关的设定。模型中轴的长度通过对比实体车辆中的长度得出，这里采用降比得到。

4 系统软件设计

系统软件的编写在编写程序，程序编写的好久能够让这个系统成为一个很出色的系统，所以说系统好坏的关键在于程序。系统的程序中包含几个部分，系统的主程序是主要组成部分，但是程序的基础是每一个小模块构成的，其中包括定时器处理模块、输入输出处理模块、电机驱动处理模块和TFT_LCD液晶屏驱动模块。通过把各个模块几种处理，整合功能就才得以形成整个系统的处理数据部分。

主程序的编写是通过调用每一个效果的子函数，达到对STM32芯片和LCD触摸屏等模块进行初始化。它的流程图如图1所示：

5 总结和展望

5.1 总结

在搭建完成了摩天轮式立体车库和对控微控制器STM32的编程之后，形成了一套基于摩天轮式立体车库的控制系统。它能够对摩天轮式立体车库进行自动控制，通过对触摸屏的操作让系统自动完成车辆的入库和出库操作，节约了人力资源。

本系统的设计完成了题目的要求，搭建了一个摩天轮式立体车库，实现了车库存取车的自动化，通过编程能够对存车路径进行优化选择达到节省能源的效果，加入触摸显示屏实现人机界面的人性化。

5.2 展望

在全球工业化的提高以及人们生活水平的提高，越来越多的人拥有了自己的汽车，这对于城市和景区提供停车位是一个巨大的考验，所以需要提供一个能够容纳更多车位的停车库。对于这个需求，自动化立体车库能够满足这一要求，首先，它满足容纳更多的车辆；其次，在系统的新颖上也加上了智能控制使得车库操作简单化、人性化，更能为大众所接受。所以，这样的一个系统是完全能够让我们开车出去更加的踏实，能够为政府提供一个更好的解决方案。

参考文献

［1］刘火良，杨森.STM32库开发实战指南［M］.机械工业出版社，2013.

［2］任伯森，等.机械式立体车库［M］.海洋出版社，2001.

［3］谭浩强，C程序设计［M］.第四版.清华大学出版社，2010.

［4］严蔚敏，吴韦民.数据结构（C语言版）［M］.清华大学出版社，2011.

［5］张启君.立体车库的主要型式及技术特点［J］.机电产品开发与创新，1999.

作者简介：

李毅和（1994－），男，广西钦州人，大学本科，现就读于广西民族大学。