CN101650878A - 分体式车位引导器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种分体式车位引导器，应用于大型停车场停车位检测和停车引导控制，属智能控制领域。本发明包括控制器和与控制器相连接的超声波发射模块、超声波回收检测模块、功能设定模块、停车引导模块和上位机。本发明采用超声波发射及接收模块精确测量出反射面到探测器的距离，进而探测出每个车位的停车情况，将车位的情况及时反映给停车引导模块，并将车位的停车状态信息通过CAN局域网络传送给上位机。本发明通过停车引导模块中指示灯的颜色来区分不同的车位，具备了分类停车位和停车引导两种功能，提高了停车场的智能管理和停车资源的合理分配，同时由于采用了CAN局域网通讯技术大大提高了通讯效率和通讯稳定性。

Description

分体式车位引导器

技术领域

本发明是一种分体式车位引导器，应用于大型停车场停车位检测和停车引导控制，属智能控制领域。

背景技术

随着城市车辆的迅速增加，停车场的规模不断扩大，停车车位数量大幅增多，人工管理停车场停车已无法适应大型停车场停车管理模式，大型或超大型停车场向驾驶员即时提供停车位信息和停车路线，准确引导驾驶员方便的停车既节省了停车时间、提高了停车场使用效率，同时也方便了停车场管理。现今，智能化停车场相关设备受到日益重视，国内外在停车场智能技术上都投入大量的人力物力进行研究。

在车位检测停车引导技术方面，国内主要采用如下途径：根据超声波探测技术相关原理，探测器由上而下发出超声波，分析汽车或地面的反射波，精确测量出反射面到探测器的距离，由此准确地探测出每个车位的停车情况并反映到安装在检测器电路板上的车位状态指示灯上，停车位状态指示为红绿两种颜色，两种颜色分别代表停车位的两种状态：红色为停车车位已有车，绿色为停车车位空可以使用。同时车位检测停车引导器采用RS485接口传送停车位状态信息给上位机。从实际运用来看，上述设计存在部分缺陷：第一是引导功能不足，由于状态指示灯集成在检测器上，而检测器是安装在停车位中央的正上方的，由于很多停车位旁都有水泥柱支撑屋顶，当驾驶员驾驶汽车行使在停车场的走道上时，这些水泥柱会阻挡指示灯的光线，驾驶员不能很自如的观察到停车位状态，相应引导停车的功能就削弱了。第二，现代化的智能停车场为方便车辆管理和为顾客提供优质高效的服务，车位种类分类明确，长期停车车位，临时停车车位，特殊车辆停车位是分开布局的，怎样引导驾驶员驾驶汽车驶入对应的停车位，上述设计无法给驾驶员提供相应的引导指示信号，所以靠两种颜色的状态指示灯来引导驾驶员停车存在缺陷。第三，上述设计通讯方式采用RS485串行通讯的方式，该通讯在大型停车场运用中存在不足之处，一方面，其允许接入的节点少，通讯距离短，效率不高，现代化的停车场面积大，车位多，甚至存在多层停车场，多车位长距离的通讯是RS485很难实现的。另一方面，RS485通讯模式不能构成星形等任意分支，其中任意通讯节点出现故障都会造成整个通讯体系或局部的瘫痪，而且又难以判断其故障位置，上位机对单个车位引导检测器很难进行有效控制，无法搭建成网络化的局域网体系；而且，串行布线对于小区实际布线设计及施工造成很大难度，不遵循串行布线规则又将大大降低通讯的稳定性。RS485总线自身的电气性能决定了其在实际工程应用中稳定性较差，在多节点、长距离场合需对网络进行阻抗匹配等调试，增添工程复杂性。第四，传统的超声波检测模块对物体检测的稳定性和对不同环境的适应性等方面存在不足，可测距离范围应变性稍差。

发明内容

本发明的目的在于研制和开发基于局域网的分体式车位引导器，以实现实时的车辆停车引导，全车场车位监控，不同类别停车车位提示，以及高效的局域网信息通讯。本发明使停车场车位联网布局，集中管理，分类清楚，具备智能停车引导和车位监控功能，提高了停车场停车效率，改善了停车场管理，达到了停车资源分配合理优化，实现停车和管理智能高效。

为实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：本发明包括控制器、超声波发射模块、超声波回收检测模块、功能设定模块、停车引导模块和上位机。其中：

超声波发射模块和超声波回收模块均与控制器相连，用于检测停车位上是否有车辆。

功能设定模块与控制器相连，用于对控制器的检测参数进行控制。

所述的停车引导模块包括红、绿、蓝、黄四种颜色的指示灯，四种指示灯分别通过继电器和反向驱动器与控制器相连。绿、蓝、黄分别与红灯组合构成三种模式安装在停车位前方的正上方，来表示车位的性质及其停车状态；所述的车位的性质包括该车位是临时停车位、VIP(会员)用户停车位或者特设车辆停车位；所述的车位的停车状态包括有车停放或者无车停放；

控制器通过CAN局域网与上位机相连，将检测到的车位信息传送给上位机。

所述的功能设定模块包括两位拨码控制开关和七位拨码控制开关，两位拨码控制开关与单片机相连接，单片机根据拨码开关的值计算超声波的检测距离；七位拨码控制开关与单片机相连接，单片机根据拨码开关的值确定该车位检测停车引导器在CAN局域网中的地址。

本发明采用分体式设计，停车引导模块从电路板中独立出来，该模块安装在停车位的前方的正上方，并通过连线受控制器的控制，通过该模块分类停车位和引导停车。控制器控制超声波发射模块进行间断式的超声波发射，超声波接收模块实时的采集超声波回波信号，超声波接收模块根据所接收的回波信号将相关信息传递给控制器以作出决策，控制器根据相关参数作出决策后，将该车位的相关信息通过CAN局域网发送至上位机，并将车位状态信息和停车引导相关信息发送给停车引导模块，显示停车位的状态。

本发明具有以下优点：

1)本发明通过停车引导模块中指示灯的颜色来区分不同的车位，具备了分类停车位和停车引导两种功能，克服了传统停车引导器不能分类停车位的缺陷，有力的提高了停车场的智能管理和停车资源的合理分配；

2)同时采用分体连接，状态指示灯安放在车位的前沿的正上方，方便驾驶员停车观察，有利于驾驶员正确停车，克服了传统车位检测引导器集中于一体，安放在车位中央，引导指示灯观察不便的缺陷；

3)采用了CAN局域网通讯技术大大提高了通讯效率和通讯稳定性。

附图说明

图1：车位检测停车引导器结构图

图2：超声波发射模块；

图3：超声波回收检测模块；

图4：CAN局域网通讯模块；

图5：单片机控制器；

图6：功能设定模块；

图7：停车引导模块。

具体实施方式

本发明应用于停车场停车引导和停车场管理，安装在停车位上，实现局域网网络连接。

如图1所示，本实施例中的分体式车位检测停车引导器包括有单片机，超声波发射传感器，超声波接收传感器，CAN控制器芯片，CAN总线收发器，两位拨码控制开关，七位拨码控制开关，超高亮度LED灯，功率放大器，继电器，反向驱动器，超声波接收芯片，24V指示灯。下面结合附图对各部分进行详细说明：

如图5所示，本实施例中控制器采用STC89C52，该单片机具有高抗静电(ESD保护)，轻松过2KV/4KV的快速脉冲干扰(EFT测试)，宽电压抗电源抖动，同时加密性强，无法解密。这些功能为产品在停车场中安全稳定的使用提供了可靠的保证。单片机通过功率放大器与超声波发射传感器相连接，单片机管脚产生40KHZ方波信号经功率放大传送给超声波发射传感器；单片机通过超声波接收芯片与超声波接收传感器相连接，超声波接收传感器将反射回来的超声波转化为微弱的电信号，经超声波接收芯片处理将信号传递给单片机。

本实施例中超声波发射模块通过功率放大电路发射频率为40KHZ的超声波，超声波回收检测模块接收返回的超声波，根据分析汽车或地面的反射波，精确测量出反射面到探测器的距离，由此准确地探测出每个车位的停车情况。

如图2、图3所示，超声波发射模块包括超声波传感器和功率放大器，超声波发射采用UCM40-T压电陶瓷传感器，40KHZ脉冲信号经功率放大，驱动发射头UCM40-T发送超声波。接收端采用与发射端相匹配的UCM40-R压电陶瓷传感器，将超声波调制脉冲变成交变电压信号，经前置放大，检波整形，产生中断请求。

CAN局域网通讯模块(如图4所示)将每个停车位节点联网组成局域网络，单片机(其结构如图5所示)将停车位的状态信号通过CAN通讯模块发送出去，上位机通过接收到的车位信息便可以及时反映出整个停车场的状态信息。

CAN总线收发器通过CAN控制器芯片与单片机相连接，单片机将数据和控制命令传送给CAN控制器芯片，CAN控制器芯片根据控制命令控制CAN总线收发器的数据收发，本实施例中局域网通讯电路采用SJA1000芯片，实现了CAN局域网数据通讯，SJA1000是一种独立CAN控制器它具有BasicCAN和PeliCAN两种工作方式，PeliCAN工作方式支持具有很多新特性的CAN 2.0B协议。

停车引导模块的结构如图7所示，由继电器和24V指示灯组成，24V指示灯通过继电器与反向驱动器相连接，反向驱动器与单片机相连接，单片机通过控制继电器间接控制24V指示灯。本实施例中24V指示灯位超亮LED灯，单片机根据检测数据控制LED灯状态。实际应用中，分体式车位检测停车引导器主模块安装于停车位中央正上方，副模块即引导指示灯模块安放在停车位正前上方，系统采用24V电源供电。

停车引导模块的指示灯有红，绿，黄，蓝四种颜色，其中红绿，红蓝，红黄，分别组成一种模式。当车位为普通临时停车位时，使用红绿模式，当有车停入时红灯亮，绿灯灭，当车驶出车位，停车位为空时绿灯亮、红灯灭。当车位为长期VIP用户车位时，使用红蓝模式，当停车位无车时，蓝灯亮红灯灭，当停车位有车时，红灯亮蓝灯灭；当停车位为特殊车辆(如警车，救护车，军车等特殊车辆)停车位，使用红黄模式，当停车位无车时，红灯灭黄灯亮，当停车位有车时，红灯亮黄灯灭。电路中四种颜色灯的选定根据具体停车位类型由软件直接设定。

功能设定模块的结构如图6所示，使用两位拨码控制开关和七位拨码控制开关，两位拨码控制开关与单片机相连接，单片机根据拨码开关的值计算发送、接收超声波的时间。七位拨码控制开关与单片机相连接，单片机根据拨码开关的值确定该车位检测停车引导器在CAN局域网中的地址。两位拨码开关设定超声波检测距离(超声波传感器能探测到距离范围)，当拨码开关值拨1时，检测距离在0.5米-1.5米之间，当拨码开关值拨2时，检测距离在1米-2米之间，当拨码开关值拨3时，检测距离在1.5米-2.5米之间，当拨码开关值拨4时，检测距离在2米-3米之间。七位拨码开关设定该停车位在局域网中的地址，根据该地址，局域网内的数据可实现相互传递。

本实例的使用方法：

第一步：在停车位中安装好；

第二步：使用两位拨码开关设定超声波检测距离，使用七位拨码开关设定该停车位在CAN局域网内的编号；

第三步：上电，(假定该车位为特殊车辆停车位)状态指示灯为绿色，停车引导指示灯为黄色，超声波发射传感器间断式发送超声波；

第四步：将车驶入停车位，超声波接收传感器采集到超声回波信号，将相关信息传递给单片机做相应处理计算，状态指示灯变为红色，停车引导指示灯也变为红色，同时单片机通过CAN总线将停车位有车的信息发送给上位机；

第五步：将车驶出停车位，超声波接收传感器采集到超声回波信号，将相关信息传递给单片机做相应处理计算，状态指示灯变为绿色，停车引导指示灯变为黄色，同时单片机通过CAN总线将停车位无车的信息发送给上位机。

本发明已经过测试，各项参数均符合设计要求，抗干扰能力强，对周围环境影响小，能广泛应用于各种大型停车场中，达到智能化管理和使用的目的。

Claims (2)

1、分体式车位检测停车引导器，其特征在于：包括控制器、超声波发射模块、超声波回收检测模块、功能设定模块、停车引导模块和上位机；其中：

超声波发射模块和超声波回收模块均与控制器相连，用于检测停车位上是否有车辆；

功能设定模块与控制器相连，用于对控制器的检测参数进行控制；

所述的停车引导模块包括红、绿、蓝、黄四种颜色的指示灯，四种指示灯分别通过继电器与反向驱动器相连，反向驱动器与控制器相连；绿、蓝、黄分别与红灯组合构成三种模式安装在停车位前方的正上方，来表示车位的性质及其停车状态；

控制器通过CAN局域网与上位机相连，将检测到的车位信息传送给上位机。

2、根据权利要求1所述的分体式车位检测停车引导器，其特征在于：所述的功能设定模块包括两位拨码控制开关和七位拨码控制开关，两位拨码控制开关与单片机相连接，单片机根据拨码开关的值确定超声波的检测距离；七位拨码控制开关与单片机相连接，单片机根据拨码开关的值确定该车位检测停车引导器在CAN局域网中的地址。

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