基于无线网络技术的智能立体车位控制系统设计

徐泽清

(黑龙江工程学院 电气与信息工程学院，黑龙江 哈尔滨 150050)

基于无线网络技术的智能立体车位控制系统设计

徐泽清

(黑龙江工程学院 电气与信息工程学院，黑龙江 哈尔滨 150050)

通过将Zigbee 无线技术安装在每个停车位上的车位检测控制器信息，使其经射频发射器传送到控制室的接收器模块上显示车位状况。借此能够让管理员在控制室及时了解到每个车位的运行状态，实现立体停车、取车的智能控制。

Zigbee；智能互联；立体车位；无线网络; 控制

随着我国汽车制造业的迅猛发展，汽车社会保有量急剧增加。哈尔滨市目前的汽车保有量已经超过百万，停车难已成为一个社会问题。建设可行的立体停车位势在必行。地下垂直立体车位由于具有占地面积小和优越的使用性能、快捷的存取速度、管理人员少的特点，发展前景巨大。智能化立体停车行业将成为一个充满生机的朝阳行业，能够使立体车位管理进入智能化、科学化、一体化的智能管理阶段。随着我国经济持续的发展，城市规划的完善，地下垂直升降立体停车的控制技术也将得到极大的应用和发展。本文针对这一问题，设计并实现基于无线网络技术的智能主体车位控制系统。

1 无线网络方案论证

目前，广泛应用的近距离无线通信技术有无线局域网802.11(Wi-Fi)、蓝牙(Bluetooth)和红外数据传输(IrDA)，而比较有发展潜力的无线通信技术有ZigBee、NFC、超宽频(Ultra WideBand)、DECT等。

ZigBee技术是一种双向无线网络通信技术，具有耗能低、性能可靠、成本低、延时短、网络容量较大、安全等优点。适合于自动控制领域，同时支持地理定位功能。Zigbee技术完整的Zigbee协议套件由高层应用规范、应用会聚层、网络层、数据链路层和物理层组成。网络层以上协议由ZigBee联盟制定，IEEE802.15.4负责物理层和链路层标准。本设计采用Zigbee无线技术实现立体停车位控制系统。

2 无线网络技术的智能立体车位控制系统

2.1 传统的有线立体车位控制系统构成

传统的有线立体车位控制系统构成如图1所示。

图1 传统的有线立体车位控制系统

该系统虽然具有传输距离较远、可靠性较高的优点，但也有布线困难、增加节点软件和硬件都需要重新设置的缺点。

2.2 由Zigbee无线网络组成智能立体车位控制系统

无线立体车位控制系统由升降机控制器、车位检测控制器、路由器、射频发射器和接收机组成。采用ZigBee模块CC2430作为信号控制处理与发射接收单元，安装在地下每一个停车位的车位检测控制器信息经射频发射器传送到控制室的接收器模块上，并显示车位状况。能够让管理员在控制室及时了解到每个车位的运行状态。由Zigbee无线立体车位控制系统组成的网络如图2所示。

图2 立体车位无线控制系统硬件

以Zigbee为基础的立体车位无线控制系统具有不需要布线、网络容量大、可以管理更多无线节点的优点。因此，本立体车位采用以Zigbee为基础的无线网络技术控制系统。

3 Zigbee立体车位无线控制系统硬件实现

3.1 网路协调器的电路结构

以Zigbee为发射接收、数据处理元件CC2430为核心的无线网络协调器的电路结构如图3所示。

图3 网路协调器的电路结构

3.2 存取车控制电路结构组成

车的存取过程通过升降运载车完成。升降机控制器由PSOC5为主芯片构成，具有3个RS485串口或3个CAN总线接口、运载车和控制器。路由器为Zigbee路由器，车位检测控制器由Zigbee模块加PLC控制器构成。车位检测控制器主要利用光电开关、接近开关、超声波检测司机运载车的停车位置，发出相关控制信号和报警信息。升降机和运载车控制器由Zigbee模块和PSOC模块构成，如图4所示。升降机控制器功能控制升降机升降位置，并将车辆存取信息发送到运载控制器。运载车控制器收集车辆节点信息和控制转盘到合适的角度，并启动运载车运行与停止。

图4 升降机和运载车控制器电路组成

4 立体车位无线网络的软件设置

立体车位无线网络的软件主要包括协议栈软件和应用软件两部分。协议栈软件一般由芯片或Zigbee集成产商提供。应用开发主要针对具体应用开发出系统应用层软件程序。本设计应用的软件编程主要分为网络协调器应用软件和控制应用软件。

4.1 车库存取车门禁控制软件程序流程

如图5所示为门禁控制机流程。

图5 门禁控制机流程

4.2 存取车升降机及运载车控制和转盘控制器流程

图6所示为升降机控制器流程、图7为转盘控制器流程、图8为运载车控制器流程。

4.3 管理计算机流程

存取车的过程数据通过计算机处理保存。如图9所示为管理计算机工作流程。

图6 升降机控制器流程

图7 转盘控制器流程

图8 运载车控制器流程

图9 管理计算机工作流程

5 结束语

采用Zigbee无线技术通过安装在地下每一个停车位的车位检测控制器信息经射频发射器传送到控制室的接收器模块上显示车位状况，并能够让管理员在控制室及时了解到每个车位的运行状态，实现无线控制存取车的自动化、智能化。通过无线网络技术的立体存取车控制系统，使得立体车位具备优越的使用性能、方便的操作方式、快捷的存取速度、管理人员少、便于防盗等特点，从而使立体车位管理进入智能化。

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[责任编辑：郝丽英]

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Design of intelligent three-dimensional parking control system based on wireless network technology

XU Zeqing

(College of Electrical and Information Engineering,Heilongjiang Insititute of Technology,Harbin 150050,China)

This paper proposes an intelligent three-dimensional parking control system design based on wireless network technology.By using Zigbee wireless technology, the parking space detection controller can be installed the each parking space in the ground parking to display the parking situation. In that case, the technology will allow the administrator in the control room in time to understand the operation state of each parking space.

Zigbee; intelligent interconnection;stereo parking;wireless network;control

2017-02-16

黑龙江省教育厅科学技术研究项目(11511326)

徐泽清(1964-)，男，副教授，研究方向：电子技术应用.

10.19352/j.cnki.issn1671-4679.2017.04.009

TP393.09

A

1671-4679(2017)04-0037-06