CN101251952A - 一种地下车库智能管理系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下车库智能管理系统和方法，它由一部主机(ZJ)和多路区机(QJn)、段机(DJn)、空位探头(TCn)及空位指示灯(KDn)、数码显示器(DXn)、搜车器(SCn)等设备构成，系统正常工作时，各路口处吊装的数码显示器可实时显示该路口左转弯、直行和右转弯方向的空位数，每个车位上方的空位指示灯在该车位有车时熄灭，无车时点亮，从而便于司机寻找空位，司机停车后，可在就近柱子上安装的搜车器中输入自己车辆的车牌号并按相应功能键确认，此后的2分钟～72小时内，在车库内任意一搜车器中输入该牌号并按相应功能键确认后，该搜车器的液晶屏便会显示该牌号车辆所停车位的区域号或车位号以及该区域或车位的相对方位，从而便于司机找车。

Description

一种地下车库智能管理系统和方法

技术领域

本发明涉及一种地下车库智能管理系统和方法，特别是涉及一种兼有空位引导和搜车功能的地下车库智能管理系统和方法。

技术背景

商场、剧院、机场、车站等场所的地下车库，其停车位大都为非专用车位或非固定户车位，每当车多或车流量较大时，新进车辆寻找空位十分困难，车库内常因盲目寻找空位的车辆而出现交通拥堵。驾驶员停车时大都不刻意记录所停车位的车位号或区域号，即使有的有所留意，但事隔一会儿后往往也会忘记，找车时非常不便，特别是在大型地下车库内，驾驶员忘记车辆的停放位置而长时间找不到车辆的情况比比皆是。

发明内容

为此，本发明提供一种兼有空位引导和搜车功能的地下车库智能管理系统和方法，其技术方案如下：

系统设主机一部，用于全系统设备的管理和控制，并用于向停车场管理室PC机提供相关数据，主机设一个RS-232通讯接口，用于连接管理室PC机，主机另设一个RS-485通讯接口，用于连接各区机。将车库按建筑结构和交通规划要求划分为若干泊位区，每个泊位区设区机一部并分别编号，每一区机各设2个RS-485通讯接口，其中一个与主机RS-485通讯接口相并联，另外一个用于连接本区段机、搜车器和数码显示器。将每条行车道2侧相邻的3～16个车位定义为一个路段，每一路段各设一部段机和搜车器并分别编号，每一段机各设一个RS-485通讯接口和一个RS-232通讯接口，其RS-485通讯接口与本区区机的RS-485通讯接口相并联，其RS-232通讯接口与所属空位探头的RS-232通讯接口相并联，每一搜车器各设一个RS-485通讯接口与本区区机、本区各段机和本区各数码显示器的RS-485通讯接口相并联，搜车器面板上设有矩阵键盘和液晶显示屏。在车库内所有具有2个或3个行车方向的转弯路口设置数码显示器并分别编号，每一数码显示器设置一个RS-485通讯接口与本区区机、本区段机和本区搜车器的RS-485通讯接口相并联，数码显示器既可是LED点阵显示屏，也可以是带数码显示的灯箱，其面板上粘贴2～3个用不干胶刻制的方向箭头，分别指向左转弯、直行或右转弯方向，每个箭头后面安装3个LED数码管，用于显示箭头所指方向的空位数。在每车位中设置一个空位探头及空位指示灯，空位探头用于探测车位中是否有车辆存在，并用于控制该车位空位指示灯的点亮或熄灭，每一空位探头设有一个RS-232通讯接口和一个3针排线插座，其RS-232通讯接口与本段段机和本段其它空位探头的RS-232通讯接口相并联，其3针排线插座用于连接空位指示灯。

系统上电工作后，主机逐一控制各区机按预定的时间间隔执行以下操作：向所属各搜车器写时间；采集所属段机中的空位信息并统计本区空位总数；上传本区空位总数或下载其它各区空位总数；计算所属各数码显示器应显示的空位数并控制驱动它们刷新显示内容；采集并存储所属搜车器中的用户输入的牌号信息；上传本区牌号信息或下载其它各区牌号信息；通知所属搜车器删除已经超时的牌号信息等，各空位探头在本段段机的控制下实时监测对应车位中是否有车辆存在，并在对应车位中有车时控制该车位空位指示灯熄灭，无车时控制该车位空位指示灯点亮或闪烁，各数码显示器在本区区机的驱动控制下实时显示对应路口各行车方向的空位数，从而起到既指明空位方向又标明空位所在地点的双重作用，以方便驾驶员寻找空位。司机停车后，可在就近柱子上安装的搜车器中(即本段搜车器)输入自己车辆的车牌号并按相应功能键确认，该牌号便将被该搜车器上传至本区区机并在各区机相交互后被车库内所用搜车器下载存储，之后，在车库内任意一搜车器中输入该牌号并按相应功能键确认后，所用搜车器的液晶屏便会显示该牌号车辆所停车位的区域号或车位号以及该区域或车位的相对方位，从而便于司机找车。为使各搜车器保持足够大的数据存储空间存放新牌号，每组牌号在搜车器中存储时间达到72时后将被自动清除。

本发明的有益效果是：可实时为驾驶员指明当前时刻各转弯方向的空位数和空位所在位置，避免因盲目寻找空位而造成交通拥堵，从而极大程度地提高车库及车位的使用效率。同时，有效解决了在大型车库停车后找车难的问题，使地下车库更具人性化，更方便用户使用。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明。

图1为本发明所述系统之空位探头和空位指示灯的电路原理图；

图2为本发明所述系统之段机的电路原理图；

图3为本发明所述系统之区机的电路原理图；

图4为本发明所述系统之主机的电路原理图；

图5为本发明所述系统之数码显示器的电路原理图；

图6为本发明所述系统之搜车器的电路原理图；

图1中，U10为单片机89C2051，U11为或门电路74LS32，U12为定时监测芯片X25045，U13为稳压管78L05，U14为前置放大电路CX20106，U15为6反向器芯片74HC04，U16为RS-232接口芯片ADM101E，K10为4位拨码盘，TT0为超声波发射头，TR0为超声波接收头，X10为晶振，VT10为三极管8550，C10～C19为电容，R10～R18为电阻，D10、D11为高亮度发光二极管，JB11为接线盘，它通过导线与图2中的接线盘JB20相连。

如图1所示，U11、U12、R10、R11、C12、C13构成U10的上电和看门狗复位电路，U15、TT0构成超声波发射电路，TR0、U14以及R16～R18、C14～C6构成超声波接收电路，VT10、D10、D11以及R14、R15构成空位指示灯电路，K10用于设定该空位探头的编号。正常工作时，U10自其P3.7口和U15、TT0发射超声波，然后检测P3.6口所收到的障碍物反射回波，根据发射和接收回波的时间差，U10便可测算得出空位探头与障碍物的间距，若该间距为空位探头的安装高度，则认为该车位为空位，反之，U10则认为该车位可能已被占用，若3～5秒钟内该间距始终未变化为空位探头的安装高度，U10则确认该车位已被占用，之后，U10将内部存储器中的空位标志置1，然后再将其P3.5口置1，关闭D10、D11。U10执行上述程序过程中，若其P3.0口收到图2所示段机发出的控制命令，U10则发生串口中断并执行中断程序，从而将本车位是否被占用之信息通过U16上传给段机。

图2中，U20为单片机89C2051，U21为或门电路74LS32，U22为定时监测芯片X25045，U23为EEPROM24C08，U24为模拟开关CD4052，U25为RS485接口芯片，U26为稳压管78L05，U27为RS-232接口芯片ADM101E，Y20为DC12V开关电源，X20为晶振，VT20为三极管9013，C20～C26为电容，R20～R212为电阻，JB20、JB21为接线盘，其中：JB20通过导线与图1中的接线盘JB11相连，JB21通过导线与图3中的接线盘JB30相连。

如图2所示，U21、U22、R211、R212、C22、C23构成U20的上电和看门狗复位电路，U23用于存放本机及所属空位探头编号以及各空位探头对应的车位号，U24用于扩展U20的串口，U25用于与图3所示区机远程通讯。本机上电后，U20将其P1.7口置为高电平，使U25处于接收状态，然后将其P1.4口置为低电平，分别使U24的第3脚和第1脚、第13脚和第12脚导通，之后，U20按U23中存储的空位探头编号通过其P3.1口、P3.0口逐个访问空位探头，并将各空为探头上传的对应车位是否被占用的信息与对应车位号一并暂存在内部存储器中。U20执行上述程序过程中，若其P3.2口接收到图3所示区机发出的控制命令，U20则执行中断程序，其过程是：首先，U20将其P1.4口置为高电平，分别使U24的第3脚和第5脚、第13脚和第14脚导通，然后，U20接收区机发出的控制命令，并判别该命令中的设备编号是否为本机编号，若不是本机编号，则返回主程序，若是本机编号，U20则将本段所属的车位号及该车位是否被占用等信息通过U25逐一上传给区机，数据发送完成后，U20将其P1.7口置为高电平，P1.4口置为低电平，并返回主程序。

图3中，U30为单片机89C51，U31为模拟开关CD4052，U32、U33为RS-485接口芯片MAX485，U34为定时监测芯片X25045，U35为或门74LS32，U36为EEPROM24C08，U37为可编程控制器EPM7032，U38为RAM628128，U39为与非门74HC00，Y30为DC5V开关电源，X30为晶振，VT30～VT31为三极管9013，D30～D32为二极管4148，C30～C37为电容，R30～R321为电阻，BT3为充电电池，JB30、JB31为接线盘，其中：JB30通过导线与图2中的接线盘JB21相连，JB31通过导线与图4中的接线盘JB40相连。

如图3所示，U34、U35、R313、R314、C30、C31构成U30的上电和看门狗复位电路，U39、BT3、R315～R319、C34～C37、D30～D32构成U38的上掉电保护电路，U31用于扩展U30串口，U32和U33分别用于与图2所示段机和图4所示主机远程通讯，U36用于存放本机及所属段机、数码显示器、搜车器等设备编号。本机上电工作后，U30首先通过U37将U33的第2脚、第3脚置为低电平，从而使U33处于接收状态，然后U30向U38的16个地址中分别写入00H(该16个地址用于存放各区空位数，以下称为各区空位数地址)，之后，U30将U31第10脚置为低电平，使U31的第3脚和第1脚、第13脚和第12脚导通，然后U30按U36中存储的段机编号通过其P3.0口、P3.1口和U32逐一访问所属段机并将其上传信息分别写入U38相应地址(以下称为车位地址)，信息内容为：车位号+空位标志，U30每次发送命令时，均先通过U37将U32的第2脚、第3脚置为高电平，接收数据时，均先通过U37将U32的第2脚、第3脚置为低电平。U30采集完所属全部段机后，便开始自U38车位地址中逐一读取各段机上传信息以统计本区空位数，并将统计结果写入U38空位数地址，之后，U30逐一计算所属各数码显示器应显示的空位数并将其写入U38相应地址(以下称为显示器空位数地址)，然后逐一控制所属各数码显示器刷新显示内容。

上述过程中，若U30的P3.2口接收到图4所示主机发出的中断申请，U30则响应中断并执行中断程序，首先，U30通过U37将U31的第10脚置为高电平，使U31的第3脚和第5脚、第13脚和第14脚导通以接收主机的控制命令，U30接令后，首先判别该命令为何种控制命令，然后判别控制命令中的设备编号是否为本机编号，主机控制命令包括：要求本机向所属各搜车器写时间；要求本机上传本区牌号信息(若不是本机编号时则为要求本机下载其它各区牌号信息)；要求本机采集并存储所属搜车器中的用户输入的牌号信息(该信息内容为：车牌号+搜车器所在区域或段域编号+输入时间)；要求本机上传本区空位数(若不是本机编号时则为要求本机下载其它各区空位数)；要求本机通知所属搜车器删除已经超时的牌号信息。U30根据主机命令执行相应操作后，通过U37将U33的第2脚、第3脚和U31的第10脚置为低电平，然后返回主程序。

图4中，U40为单片机89C2051，U41为或门电路74LS32，U42为定时监测芯片X25045，U43为EEPROM24C08，U44为模拟开关CD4052，U45为RS-485接口芯片MAX485，U46为RS-232接口芯片ADM101E，U47为时钟芯片DS1302，Y40为DC5V开关电源，X40为晶振，VT40为三极管9013，D40为二极管4148，C40～C47为电容，R40～R410为电阻，JB40、JB41为接线盘，其中：JB40通过导线与图3中的接线盘JB31相连，JB41与管理室PC机串口相连。

如图4所示，U41、U42、R49、R410、C42、C43等构成U40的上电和看门狗复位电路，U43用于存放各区机编号，U44用于扩展U40串口，U45用于与图3所示区机远程通讯，U46用于与管理室PC机通讯，U47用于提供时间。本机上电工作后，U40将其P3.6口置为低电平，将U44的第10脚置为高电平，然后通过其P3.0口、P3.1口和U45，向各区机按预定的时间间隔陆续发送各种控制命令。U40控制各区机上传该区空位数时，也下载各区空位数，各区空位数全部下载完成后，U40将U41的第10脚置为低电平，然后通过U46将各区空位数发送给管理室PC机。

图5中，U50为单片机89C51，U51为RS-485接口芯片MAX485，U52为定时监测芯片X25045，U53为或门74LS32，LED1～LED3为左转弯方向共阴极LED数码管，LED4～LED6为直行方向共阴极LED数码管，LED7～LED9为右转弯方向共阴极LED数码管，K50为四位拨码盘，Y50为DC5V开关电源，X50为晶振，VT50为三极管8050，VT51～VT510为三极管9013，D50为二极管4148，C50～C53为电容，R50～R518为电阻，JD为5V/3A继电器，ZM为照明灯，JB50为接线盘，它通过导线与图3中的接线盘JB30相连。

如图5所示，U52、U53、R57、R58、C52、C53等构成U50的上电和看门狗复位电路，K50用于设定本机编号，U51用于与图3所示区机远程通讯。本机上电工作后，U50首先将其P1.0口置为高电平，使U51处于接收状态，然后U50将其P3.7口置为高电平，VT50导通，JD吸合，ZM点亮，之后，U50按顺序自内部存储器预定地址中读取各行车方向应显示的空位数，并通过其P0.0～P0.7口、P2.0～P2.7口逐个驱动LED1～LED9予以显示。U50以发生串口中断的方式接收图3所示区机数据并将其暂存在内部存储器预定地址中。

图6中，U60为单片机89C51，U61为RS-485接口芯片MAX485，U62为定时监测芯片X25045，U63为或门74LS32，U64为EEPROM24C08，U65为可编程逻辑电路EPM7032，U66为RAM628128，U67为与非门74HC00，LCD为32×128点阵液晶屏，JP60为矩阵键盘，Y60为DC5V开关电源，X60为晶振，VT60为三极管9013，D60～D62为二极管4148，C60～C67为电容，R60～R615为电阻，BT6为充电电池，JB60为接线盘，它通过导线与图3中的接线盘JB30相连。

如图6所示，U62、U63、R67、R68、C66、C67构成U60的上电和看门狗复位电路，U67、BT6、R611～R615、C62～C65、D60～D62构成U66的上掉电保护电路，U61用于与图3所示区机远程通讯，U64用于存放本机和其它所有搜车器的编号以及这些编号相对于本机编号的方位，其数据存储格式为：搜车器编号+相对方位(相对方位可用00H～08H表示，其中：00H表示该搜车器位于本搜车器前方，01H表示该搜车器位于本搜车器右前方，02H表示该搜车器位于本搜车器右方，03H表示该搜车器位于本搜车器右后方，……)。

本机上电工作后，U60首先将其P1.0口置为高电平，使U61处于接收状态，然后通过P2.0～P2.7口、P1.5口、P1.6口循环扫描JP60，若用户按JP60之数字/字母键输入车牌号或密码并按相应功能键确认，U60则将该牌号信息写入U66相应地址(以下称牌号地址)，牌号信息的存储格式为：车牌号+本搜车器编号+输入时间。若用户按JP60之数字/字母键输入车牌号或密码并按相应功能键确认，U60则通过U65自U66牌号地址中逐一读取所存储的牌号信息并与用户本次输入的车牌号进行对比，若其中的车牌号相同，U60则自U64中读取该牌号信息中的搜车器编号的相对方位，然后将其送LCD予以显示。用户每按下数字/字母键时，U60均通过U65驱动LCD予以显示，若用户发现键入错误，可按相应功能键逐个清除。

上述过程中，U60以发生串口中断方式响应图3所示区机的控制命令，并根据控制命令或向区机上传U66中存储的牌号信息，或接收存储其它各区的牌号信息，或删除已经超时的牌号信息。

依据上述原理，本发明所述系统可任意扩展系统规模，从而使其符合更大规模车库的使用要求，其扩展方法是：在区机与段机、搜车器之间加入一部副区机，副区机的硬件结构与区机相同，各副区机的一个RS-485通讯接口与本区数码显示器的RS-485通讯接口和本区区机的RS-485通讯接口相并联，各副区机的另外一个RS-485通讯接口与所属段机及搜车器的RS-485通讯接口相并联。

Claims (9)

1、一种地下车库智能管理系统和方法，其特征是：该系统由一部主机和多路区机、段机、空位探头及空位指示灯、数码显示器、搜车器等设备构成，系统正常工作时，各路口处吊装的数码显示器可实时显示该路口左转弯、直行和右转弯方向的空位数，每个车位上方吊装的空位指示灯在该车位有车时熄灭，无车时点亮，司机停车后，可在就近柱子上安装的搜车器中输入自己车辆的车牌号并按相应功能键确认，此后的2分钟～72小时内，在车库内任意一搜车器中输入该牌号并按相应功能键确认后，该搜车器液晶屏便会显示该牌号车辆所停车位的区域号或车位号以及该区域或车位的相对方位。

2、如权力要求书1所述的一种地下车库智能管理系统和方法，其特征是：主机由单片机、复位电路、时钟电路、EEPROM及其外围电路、单片机串口扩展电路、电源电路、1个RS-232通讯接口电路和至少1个RS-485通讯接口电路等部分构成，其复位电路可以是单纯的上电复位电路，也可以是集上电复位、看门狗定时复位、手动复位为一体的复合复位电路，其单片机串口扩展电路既可使用专用的串口扩展芯片，也可使用模拟开关，其EEPROM用于存放负载设备编号，当负载设备数量较少时，负载设备编号可由单片机程序产生，此时其EEPROM及其外围电路可以从主电路中去掉，其RS-232通讯接口与管理室PC机串口相连，其RS-485通讯接口与各区机的RS-485通讯接口相并联。

3、如权力要求书1所述的一种地下车库智能管理系统和方法，其特征是：每一区机由单片机、复位电路、EEPROM及其外围电路、单片机I/O口扩展电路、RAM及其上掉电保护电路、单片机串口扩展电路、电源电路和至少2个RS-485通讯接口电路等部分构成，其复位电路可以是单纯的上电复位电路，也可以是集上电复位、看门狗定时复位、手动复位为一体的复合复位电路，其单片机串口扩展电路既可使用专用的串口扩展芯片，也可使用模拟开关，其I/O口扩展电路既可使用地址锁存器，还可使用可编程控制器，其EEPROM用于存放本机及负载设备编号，当负载设备数量较少时，本机及负载设备编号可由单片机程序产生，此时其EEPROM及其外围电路可以从本机主电路中去掉，其RS-485通讯接口，一个与主机的RS-485通讯接口相并联，另外一个与本区各段机、本区各数码显示器和本区各搜车器的RS-485通讯接口相并联。

4、如权力要求书1所述的一种地下车库智能管理系统和方法，其特征是：每一段机由单片机、复位电路、EEPROM及其外围电路、单片机串口扩展电路、电源电路、1个RS-232通讯接口电路和至少1个RS-485通讯接口电路等部分构成，其复位电路可以是单纯的上电复位电路，也可以是集上电复位、看门狗定时复位、手动复位为一体的复合复位电路，其单片机串口扩展电路既可使用专用的串口扩展芯片，也可使用模拟开关，其EEPROM用于存放本机及负载设备编号，当负载设备数量较少时，本机及负载设备编号可由单片机程序产生，此时其EEPROM及其外围电路可以从本机主电路中去掉，其RS-485通讯接口与本区区机、本区各数码显示器和本区各搜车器的RS-485通讯接口相并联，其RS-232通讯接口与本段各空位探头的RS-232通讯接口相并联。

5、如权力要求书1所述的一种地下车库智能管理系统和方法，其特征是：每一空位探头由单片机、复位电路、拨码盘、RS-232通讯接口电路、探测电路、电源电路、空位指示灯驱动电路及3针排线插座等部分构成，其复位电路可以是单纯的上电复位电路，也可以是集上电复位、看门狗定时复位、手动复位为一体的复合复位电路，其拨码盘用于设定本机编号，既可更换为跳针跳帽，也可更换为EEPROM及其外围电路，还可通过单片机程序产生编号并将拨码盘从主电路中去除，其探测电路可以是以超声波发/收头为传感器的超声波发/收电路，也可以是以地感线圈为传感器的车辆检测器，还可以是以红外线发/收器件为传感器的红外线发/收电路，其RS-232通讯接口与本段段机和本段其它空位探头的RS-232通讯接口相并联，其3针排线插座与空位指示灯相连。

6、如权力要求书1所述的一种地下车库智能管理系统和方法，其特征是：数码显示器可以是LED点阵显示屏，也可以是如下所述特征的空位导向灯箱，该灯箱面板上贴有3个用不干胶膜刻制的箭头标识，分别指向左转弯、直行和右转弯方向，每个箭头标识后面分别装有3个LED数码管，用于显示该路口左转弯、直行和右转弯方向的空位数，灯箱内置的主控电路由单片机、复位电路、拨码盘、RS-485通讯接口电路、照明灯控制电路、数码管驱动电路等部分构成，其复位电路可以是单纯的上电复位电路，也可以是集上电复位、看门狗定时复位、手动复位为一体的复合复位电路，其拨码盘用于设定本机编号，它既可更换为跳针跳帽，也可更换为EEPROM及其外围电路，还可通过单片机程序产生编号并将拨码盘从本机主电路中去除，其内部光源可以是普通灯管或灯泡，也可以是由多个发光二极管构成的冷光源，其RS-485通讯接口与本区区机、本区各段机和本区各搜车器的RS-485通讯接口相并联。

7、如权力要求书1所述的一种地下车库智能管理系统和方法，其特征是：搜车器安装在柱子或墙壁上，距地高度处于80～180cm之间，搜车器面板上设有一个矩阵键盘和一个液晶显示屏，其矩阵键盘设10个数字/字母键和至少3个功能键，每个键上均印有文字标识，搜车器面板上还印有使用说明，搜车器内部的主控电路由单片机、复位电路、EEPROM及其外围电路、RS-485通讯接口电路、单片机I/O口扩展电路、RAM及其上掉电保护电路、电源电路等部分构成，其复位电路可以是单纯的上电复位电路，也可以是集上电复位、看门狗定时复位、手动复位为一体的复合复位电路，其I/O口扩展电路既可使用地址锁存器，还可使用可编程控制器，其RS-485通讯接口与本区区机、本区各段机和本区各数码显示器的RS-485通讯接口相并联，其液晶显示屏既可以以文字(包括汉字、数字、字母)形式显示车辆所停车位的区域号或车位号以及该区域或车位的相对方位，还可以以平面图加注释或动画加注释的形式显示，此外，搜车器中还可增设语音电路，并以语音的形式提示车辆所停车位的区域号或车位号以及该区域或车位的相对方位。

8、如权力要求书2所述，其特征是：主机内还可增设单片机I/O口扩展电路、RAM及其上掉电保护电路等。

9、如权力要求书3所述，其特征是：每一区机内还可增设一个RS-232通讯接口电路，从而使各区机可以直接和PC机进行通讯。

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