无避让侧方位智能停车设备嵌入式控制系统设计

周首杰 唐伦

摘要：通过在无避让侧方位智能停车设备中加入嵌入式控制系统，采用STM32F103芯片进行控制，用户可利用手机APP进行操作，在接收到手机传过来的指令后，实现相关动作。同时，也可通过现场停车系统进行操作存取车辆。在存取车辆时，系统软件设计可以保证车辆的存取控制，对可能出现的事故进行相关处理，确保汽车能准确出入停车位，以及在存取控制中的安全。

Abstract： By adding an embedded control system to the smart parking equipment with no avoidance side， using the STM32F103 chip for control， the user can use the mobile phone APP to operate， and after receiving the instructions from the mobile phone， the relevant actions can be realized. At the same time， the vehicle can also be accessed through the on-site parking system. When accessing the vehicle， the system software design can ensure the access control of the vehicle， deal with the possible accidents， and ensure that the car can accurately enter and exit the parking space， as well as the safety in the access control.

关键词：嵌入式;无避让停车设备;智能控制系统

Key words： embedded;no avoidance parking equipment;intelligent control system

中图分类号：U466                                    文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）23-0225-02

0  引言

随着汽车的进一步普及，停车已经变成许多城市的一个大难题，立体停车设备随之而生。大型的立体停车库虽然好用，也可新增很多停车位，但大型立体停车库所需初期投资较多。因次我们设计了比较简单的双层无避让侧方位智能停车设备。张涛，李高旭等的《基于慧鱼模型的三层无避让侧方位停车装置的设计》、王中原，李宣等的《基于ADAMS的无避让侧方位立体停车设备升降机构设计》等，已经对侧方位立体停车库的机械设计进行了讲解。本设计是对基于无避让侧方位智能停车设备的嵌入式智能控制系统软件进行分析和设计。

1  主程序设计

主程序设计如图1所示。先进行各种初始化，由于初始化的程序只执行一次，所以放在循环程序之外。定时器0初始化为捕捉方式，用来计算停车板运行速度。用光电传感器来配合电机转子速度测量。在电机转子上装有圆盘，圆盘上有均匀分布的小孔。光电传感器发出光线通过小孔。通过的光线照射到光敏二极管上，控制光敏二极管的导通与截止。由单片机来二极管的状态，从而确定单位时间内小孔的转过数量，计算出电机转运速度，也计算出停车板运行的速度。定时器1初始化为定时模式，每1ms进入中断一次。在定时器1的中断服务程序中，再设一个计数变量，按计数变量计数20次后溢出，可作为20ms计数器，如图2所示。显示程序也可每20ms更新一次，由20ms计数器来控制，当20ms的定时时间到，就调用显示程序。

停车板是否到位和停车板是否有紧急情况需要处理（例如停车板是否卡住），这种情况比较紧急，所以每1ms调用相关处理程序一次。

本设计的按键的检测采用的是查询方式进行。在先检测是否有按键按下。当检测到有按键按下时，再延时10ms重新检测按键一次，这10ms延时是为了去抖动而设计的，抖动可以通过硬件完成，本设计中是通过软件去抖动，按键的来源也可由手机APP发出，经串行通信传送给单片机，这种按键的检测通过串行中断来检测。串行口按键获取，采用串行口中断服务程序获取。

流过电机主回路的电流，由电流互感器检测，电流互感器感应出的电流流经电阻变换成电压信号。当电机运行过程中被卡住时，流过电机的电流会急剧增加，电阻两端的电压也会急剧增加。通过单片机上自带的A/D转换器将模拟电压信号转换成数字信号，单片机根据此值来确定电机是否被卡住。

2  取车或停车

2.1 取车或停车系统硬件要求

在停车板的下方，安装一检测雷达，由雷达来判断停车板下方是否有异物。检测到有异物时蜂鸣器发出警报声。停车板立即停止运转。并将此时停车板位置储存于单片机的flash中。只有将异物移开时，才能允许停车板继续往前移动。

停车板是否准确移动到位，由行程开关来检测。当停车板移动到位时，由停车板撞击行程开关，确认停车板已准确到位。

为了保证安全，要求汽车必须准确的停于停车板上。本设计中在停车板的外围安装了红外探测仪，如果车辆没有准确停车到位，那么就有红外被车辆挡住并反射回接收仪。依此可以判断出车辆是否准确停车入位。车辆如果停车到准确位置，就无法检测到反射回来的红外线。

停车板是否已经准确移动到停车位，也就是说车辆是否已经停车到位，由行程开关来检测。当停车板已经移动到停车位时，会触碰行程开关，产生一个到位信号。单片机检测到此到位信号，切断电机电源，使电机快速停车。由于电机停车需要一定的时间，所以可以将行程开关适当往前移一定位置。

2.2 取車或停车系统软件设计

由按键处理程序里的取车程序来决定。当按键值为取车值时，调用取车程序，如图3所示。

3  结论

通过对无避让侧方位智能停车设备的研究，可以很好的利用有限的地域来存放更多车辆。在此基础上的嵌入式智能控制系统软件设计，采用了多任务模式进行设计。一是极大的方便了顾客的操作，顾客可以通过手机APP自动存取车辆;二是最大限度的提高了车辆存取时的安全性。通过对各个阶段的可能发生的事故的考虑，能很好的避免事故的产生，以及采取了相应的处理措施，如车辆停车的不到位检测，停车板下行时的板下异物检测，停车系统的突然停电等。

参考文献：

[1]刘燚荣.电力设备智能传感器通用嵌入式系统软件框架设计[J].通信电源技术，2018，35（10）：106-107.

[2]蒲海洋，郭安福，王栋.侧方位无避让立体停车装置的设计与分析[J].起重运输机械，2019.

[3]张楠.基于事件优先级的嵌入式系统事件驱动框架的研究与设计[D].长春：吉林大学，2016.