CN110185307A - 一种无人值守垂直循环类机械式立体车库智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人值守垂直循环类机械式立体车库智能控制系统，该系统包括上位机、摄像头、车位旋转控制模块、读车位号模块、扫码收款模块和安全防护模块。本发明的车库控制系统对垂直循环类立体车库能够实现精确的自动控制，使得车库运行安全稳定，且存取车辆速度快；良好的人机界面减少用户认知负担，使得存取车辆操作简单方便；停车费收取简单快捷，系统支持支付宝、银联云闪付、微信APP等付款二维码支付停车费。

Description

一种无人值守垂直循环类机械式立体车库智能控制系统

技术领域

本发明涉及立体车库领域，特别涉及一种无人值守垂直循环类机械式立体车库智能控制系统。

背景技术

随着汽车工业飞速发展和人民生活水平不断提高，汽车保有量日益增加，停车问题显得更加严峻，立体车库成为解决城市拥堵和停车难问题的必然途径。因此人们也对立体车库提出更高的要求：更优越的使用性能、更快的存取速度、更人性化的存取操作、更快捷的停车费用支付方式以及更安全的人身、车辆和设备保障。因此，发明一种无人值守垂直循环类机械式立体车库智能控制系统来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人值守垂直循环类机械式立体车库智能控制系统，上位机和下位机程序运行可靠，下位机硬件采用模块化设计，提高了立体车库智能控制系统的稳定性和可靠性，确保了车库连续无故障运行；上位机图形界面显示，减少用户认知负担，操作简单使用户可以做到一键存车和一键取车；停车费收取快捷简单，支持直接扫描用户支付宝、云闪付、微信付款二维码进行停车费收款，不需要办卡和预付费；实现了保障车库稳定运行、人身安全和车辆安全的智能控制系统；在规定尺寸范围之内的车辆都可以在车库有空余车位的情况下随时存取。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种无人值守垂直循环类机械式立体车库智能控制系统，包括上位机和下位机，上位机通过串口与下位机通讯连接，其特征在于，

所述下位机包括：摄像头、车位旋转控制模块、读车位号模块、扫码收款模块和安全防护模块。

所述摄像头由程序控制抓拍最底层载车板新存入的车辆照片。

所述车位旋转控制模块通过串口与上位机通讯连接，反馈经过和到达车库最底层的载车板个数，控制车库旋转方向。

所述读车位号模块通过串口与上位机通讯连接，用于识别当前处于车库最底层载车板，以获得载车板编号，即车位号。

所述扫码收款模块通过串口与上位机通讯连接，用于停车费收款，并通过程序控制语音报收款金额和收款结果，并用于每次收款完成之后进行停车费收据打印。

所述安全防护模块通过串口与上位机通讯连接，用于实时监测车库运行状态，确保人身、车辆和机械设备的安全。

所述上位机，用于向下位机发送操控命令，并将下位机读取的数据进行显示。

进一步地，所述车位旋转控制模块包括第一STM32核心板、变频器、驱动电机、计步器和接近开关，第一STM32核心板通过串口与上位机通讯连接。

所述第一STM32核心板用于接收上位机计算的目标载车板位置、车库旋转方向。

所述第一STM32核心板接收计步器反馈的经过和到达车库最底层的载车板个数，并可对计步器执行清零操作。

所述第一STM32核心板通过变频器控制驱动电机旋转以及控制车库旋转方向。

所述计步器用于计算通过和到达车库最底层载车板的个数。

进一步地，所述读车位号模块包括第二STM32核心板、RFID读码器和电子标签，第二STM32核心板通过串口与上位机通讯连接。

所述第二STM32核心板控制RFID读码器射频识别当前处于车库最底层载车板上的电子标签，以获得载车板编号。

所述电子标签安装于载车板入口左上角承重梁上。

进一步地，所述扫码收款模块包括第三STM32核心板、扫码盒子、语音播报器和热敏打印机，第三STM32核心板通过串口与上位机通讯连接。

所述第三STM32核心板用于接收上位机计时计费程序所计算的目标车辆的停车费用数据，并把停车费传输到扫码收款盒子进行收款。

所述扫码盒子通过直接扫描用户的手机支付宝、云闪付、微信付款二维码，进行收款。

所述第三STM32核心板把收款金额和结果通过语音播报器播报。

所述第三STM32核心板在每次收款完成之后控制热敏打印机进行停车费收据打印。

进一步地，所述安全防护模块包括第四STM32核心板、安全光幕、光电开关和多层声光报警器，第四STM32核心板通过串口与上位机通讯连接。

所述第四STM32核心板根据从安全光幕和光电开关采集到的不同数据，然后通过多层声光报警器输出对应故障颜色灯光和声音。

所述安全光幕检测是否有人身进入危险机械范围内，当安全光幕被遮挡时，旋转中的设备会停止旋转，且停止中的设备不会启动旋转，安全光幕安装于车库入口，其输出信号由第四STM32核心板采集并处理。

所述光电开关检测停置于载车板上车辆的车头和车尾是否处于规定范围之内，其输出信号由第四STM32核心板采集并处理。

所述多层声光报警器用声音和绿、黄、蓝三种颜色指示灯提示车库当前的正常运行、无空车位、设备故障和车辆越界状态，其输出信号由第四STM32核心板采集并处理。

进一步地，所述应用程序提供人机交互界面；提供用户存车、取车功能；提供系统维护管理员可通过密码登陆的高权限界面，所述高权限界面具有重启、关机、复位、自动与手动运行的切换和数据查看功能，提供存储车辆记录、收款记录的周报表和月报表数据显示、导出和打印功能。

进一步地，所述上位机还包括显示器，用于显示应用程序提供人机交互界面，并且显示当前车位状态、所存储车辆信息、停车费用和时间。

进一步地，所述应用程序包括车位查询程序、拍照保存显示程序、计时计费程序和车位释放程序。

所述车位查询程序用于计算目标载车板的位置、判断车库旋转方向和车库中有无空闲载车板，并将数据通过传输给下位机车位旋转控制模块。

所述拍照保存显示程序自动控制摄像头抓拍最底层载车板新存入的车辆照片。

所述计时计费程序用于计算用户的停车时间和停车费用，并将数据传输给下位机扫码收款模块。

所述车位释放程序用于用户取车完成后，清理相关车辆信息，释放车位。

进一步地，所述读车位号模块用于接收上位机车位查询程序所计算的目标载车板位置、车库旋转方向。

本发明的有益效果：上位机和下位机程序运行可靠，下位机硬件采用模块化设计，提高了立体车库智能控制系统的稳定性和可靠性，确保了车库连续无故障运行；上位机图形界面显示，减少用户认知负担，操作简单使用户可以做到一键存车和一键取车；停车费收取快捷简单，支持直接扫描用户支付宝、云闪付、微信付款二维码进行停车费收款，不需要办卡和预付费；实现了保障车库稳定运行、人身安全和车辆安全的智能控制系统；在规定尺寸范围之内的车辆都可以在车库有空余车位的情况下随时存取。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明控制系统流程示意图；

图2为本发明存车流程图；

图3为本发明取车流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，一种无人值守垂直循环类机械式立体车库智能控制系统，包括上位机和下位机，上位机通过串口与下位机通讯连接；

上位机用于向下位机发出操控命令，将下位机读取设备状态数据在屏幕上显示，其应用软件包括车位查询、拍照保存显示、计时计费和车位释放程序；

上位机提供人机交互界面，显示当前车位状态、所存储车辆信息、停车费用和时间；提供用户存车、取车功能；提供系统维护管理员可通过密码登陆的高权限界面，所述高权限界面具有重启、关机、复位、自动与手动运行的切换和数据查看功能，提供存储车辆记录、收款记录的周报表和月报表数据显示、导出和打印功能。

车位查询程序用于计算目标载车板的位置、判断车库旋转方向和车库中有无空闲载车板，并将数据通过传输给下位机车位旋转控制模块；

拍照保存显示程序自动控制摄像头抓拍最底层载车板新存入的车辆照片；

计时计费程序用于计算用户的停车时间和停车费用，并将数据传输给下位机扫码收款模块；

车位释放程序用于用户取车完成后，清理相关车辆信息，释放车位。

下位机包括：摄像头、车位旋转控制模块、读车位号模块、扫码收款模块和安全防护模块；

摄像头用于由程序控制抓拍最底层载车板新存入的车辆照片；

车位旋转控制模块通过串口与上位机通讯连接，用于接收上位机车位查询程序计算的目标载车板位置、车库旋转方向，向上位机反馈经过和到达车库最底层的载车板个数，控制车库旋转方向；

读车位号模块通过串口与上位机通讯连接，用于识别当前处于车库最底层载车板，以获得载车板编号；

扫码收款模块通过串口与上位机计时计费程序通讯连接，用于停车费收款，并通过程序控制语音报收款金额和收款结果，用于每次收款完成之后进行停车费收据打印。

安全防护模块通过串口与上位机通讯连接，用于实时监测车库运行状态，确保人身、车辆和机械设备的安全；

所述车位旋转控制模块包括第一STM32核心板、变频器、驱动电机、计步器和接近开关，第一STM32核心板通过串口与上位机通讯连接，第一STM32核心板通过串口与上位机通讯连接；

第一STM32核心板用于接收上位机计算的目标载车板位置、车库旋转方向；

第一STM32核心板接收计步器反馈的经过和到达车库最底层的载车板个数，并可对计步器执行清零操作；

第一STM32核心板通过变频器控制驱动电机旋转以及控制车库旋转方向；

计步器用于计算通过和到达车库最底层载车板的个数；

所述读车位号模块包括第二STM32核心板、RFID读码器和电子标签，第二STM32核心板通过串口与上位机通讯连接。

第二STM32核心板控制RFID读码器射频识别当前处于车库最底层载车板上的电子标签，以获得载车板编号，即车位号；

电子标签安装于载车板入口左上角承重梁上。

所述扫码收款模块包括第三STM32核心板、扫码盒子、语音播报器和热敏打印机，第三STM32核心板通过串口与上位机通讯连接；

第三STM32核心板用于接收上位机所计算的目标车辆的停车费用数据，并把停车费传输到扫码收款盒子进行收款；

扫码盒子通过直接扫描用户的手机支付宝、云闪付、微信付款二维码，进行收款；

第三STM32核心板把收款金额和结果通过语音播报器播报，并在每次收款完成之后控制热敏打印机进行停车费收据打印。

所述安全防护模块包括第四STM32核心板、安全光幕、光电开关和多层声光报警器，第四STM32核心板根据从安全光幕和光电开关采集到的不同数据，然后通过多层声光报警器输出对应故障颜色灯光和声音，第四STM32核心板通过串口与上位机通讯连接；

安全光幕检测是否有人身进入危险机械范围内，当安全光幕被遮挡时，旋转中的设备会停止旋转，且停止中的设备不会启动旋转，安全光幕安装于车库入口，其输出信号由第四STM32核心板采集并处理；

光电开关检测停置于载车板上车辆的车头和车尾是否处于规定范围之内，其输出信号由第四STM32核心板采集并处理；

多层声光报警器用绿、黄、蓝三种颜色指示灯分别提示车库当前的正常运行、无空车位和设备故障，用声音提示车库当前的车辆越界状态，其输出信号由第四STM32核心板采集并处理。

参见图2，本发明用户存车流程如下：

1.用户将车辆停置于载车板标识范围之内，拉起手刹，关好车门窗、下车；

2.用户下车之后，需在上位机触摸屏上点击“存车确认按钮”，确认已将车辆按标识停置于载车板上；

3.控制系统进行安全防护检查：车辆是否越界、安全光幕是否被遮挡；有，则由声光报警器提示，等待处理；

4.读车位号模块接收上位机指令，通过RFID读码器射频识别当前载车板的编号，并反馈给上位机；

5.摄像头抓拍车辆前脸照片和获取车牌号并反馈给上位机在前面板显示；

6.用户存车操作完成；

7.上位机计时计费程序开始停车收费计时；

8.车位查询程序计算车库中空闲载车板位置和方向，并将位置和车位旋转方向传递给车位旋转控制模块；

9.车位旋转控制模块，通过变频器驱动电机旋转，与计步器反馈的旋转次数进行比较，将车库中的空闲载车板旋转至车库最底层。

参见图3，本发明用户的取车流程如下：

1.用户在上位机人机界面找到自己的车辆，直接目标车辆的照片或车位号，都可以对目标车辆执行取操作；

2.上位机计时计费程序计算此用户累计停车时间和停车费用，并将其在上位机显示且做语音播报；同时将收款金额传递给扫码收款模块且语音提示用户在规定时间内规定区域内完成付款操作，否则取消此次取车操作；

3.扫码收款模块向扫码盒子发送收款金额，用户可直接将手机支付宝或云闪付或微信付款二维码置于扫码盒子指定区域，进行付款操作，如果连续三次收款失败，控制系统将取消用户的此次取车操作；

4.上位机收到用户完成支付的反馈信号，做语音播报和文字提示告知用户，同时向热敏打印机发送票据打印命令；

5.打印用户此次存车的停车费用、累计停车时间、停车时间段、车库地址和车库编号等信息；

6.读车位模块射频识别当前最底层载车板上的电子标签，获得载车板编号并反馈给上位机；

7.上位机车位查询程序计算目标车辆相对于最底层载车板所在方向和位置，再将方向和位置传送给车位旋转控制模块；

9.车位旋转控制模块对计数器执行清零操作，计步器开始新的计数，计算经过和到达最底层的载车板个数，并将数据反馈给车位旋转控制模块；

10.车位控制模块控制变频器驱动车库电机旋转，使车库按照上位机车位查询程序计算的方向旋转，当目标车辆所在载车板旋转到车库最底层，车库电机停止旋转；

11.用户将目标车辆取走，整个控制系统完成了一次取车操作。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (9)

1.一种无人值守垂直循环类机械式立体车库智能控制系统，包括上位机和下位机，上位机通过串口与下位机通讯连接，其特征在于，

所述下位机包括：摄像头、车位旋转控制模块、读车位号模块、扫码收款模块和安全防护模块；

所述摄像头由程序控制抓拍最底层载车板新存入的车辆照片；

所述车位旋转控制模块通过串口与上位机通讯连接，反馈经过和到达车库最底层的载车板个数，控制车库旋转方向；

所述读车位号模块通过串口与上位机通讯连接，用于识别当前处于车库最底层载车板，以获得载车板编号，即车位号；

所述扫码收款模块通过串口与上位机通讯连接，用于停车费收款，并通过程序控制语音报收款金额和收款结果，并用于每次收款完成之后进行停车费收据打印；

所述安全防护模块通过串口与上位机通讯连接，用于实时监测车库运行状态，确保人身、车辆和机械设备的安全。

所述上位机，用于向下位机发送操控命令，并将下位机读取的数据进行显示。

2.根据权利要求1所述的一种无人值守垂直循环类机械式立体车库智能控制系统，其特征在于，所述所述车位旋转控制模块包括第一STM32核心板、变频器、驱动电机、计步器和接近开关，第一STM32核心板通过串口与上位机通讯连接；

所述第一STM32核心板用于接收上位机计算的目标载车板位置、车库旋转方向；

所述第一STM32核心板接收计步器反馈的经过和到达车库最底层的载车板个数，并可对计步器执行清零操作；

所述第一STM32核心板通过变频器控制驱动电机旋转以及控制车库旋转方向；

所述计步器用于计算通过和到达车库最底层载车板的个数。

3.根据权利要求1所述的一种无人值守垂直循环类机械式立体车库智能控制系统，其特征在于，所述读车位号模块包括第二STM32核心板、RFID读码器和电子标签，第二STM32核心板通过串口与上位机通讯连接；

所述第二STM32核心板控制RFID读码器射频识别当前处于车库最底层载车板上的电子标签，以获得载车板编号；

所述电子标签安装于载车板入口左上角承重梁上。

4.根据权利要求1所述的一种无人值守垂直循环类机械式立体车库智能控制系统，其特征在于，所述扫码收款模块包括第三STM32核心板、扫码盒子、语音播报器和热敏打印机，第三STM32核心板通过串口与上位机通讯连接；

所述第三STM32核心板用于接收上位机计时计费程序所计算的目标车辆的停车费用数据，并把停车费传输到扫码收款盒子进行收款；

所述扫码盒子通过直接扫描用户的手机支付宝、云闪付、微信付款二维码，进行收款；

所述第三STM32核心板把收款金额和结果通过语音播报器播报；

所述第三STM32核心板在每次收款完成之后控制热敏打印机进行停车费收据打印。

5.根据权利要求1所述的一种无人值守垂直循环类机械式立体车库智能控制系统，其特征在于，所述安全防护模块包括第四STM32核心板、安全光幕、光电开关和多层声光报警器，第四STM32核心板通过串口与上位机通讯连接；

所述第四STM32核心板根据从安全光幕和光电开关采集到的不同数据，然后通过多层声光报警器输出对应故障颜色灯光和声音；

所述安全光幕检测是否有人身进入危险机械范围内，当安全光幕被遮挡时，旋转中的设备会停止旋转，且停止中的设备不会启动旋转，安全光幕安装于车库入口，其输出信号由第四STM32核心板采集并处理；

所述光电开关检测停置于载车板上车辆的车头和车尾是否处于规定范围之内，其输出信号由第四STM32核心板采集并处理；

所述多层声光报警器用绿、黄、蓝三种颜色指示灯分别提示车库当前的正常运行、无空车位和设备故障，用声音提示车库当前的车辆越界状态，其输出信号由第四STM32核心板采集并处理。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种无人值守垂直循环类机械式立体车库智能控制系统，其特征在于，所述应用程序，提供人机交互界面；提供用户存车、取车功能；提供系统维护管理员可通过密码登陆的高权限界面，所述高权限界面具有重启、关机、复位、自动与手动运行的切换和数据查看功能，提供存储车辆记录、收款记录的周报表和月报表数据显示、导出和打印功能。

7.根据权利要求6任一所述的一种无人值守垂直循环类机械式立体车库智能控制系统，其特征在于，所述上位机还包括显示器，用于显示应用程序提供人机交互界面，并且显示当前车位状态、所存储车辆信息、停车费用和时间。

8.根据权利要求6所述的一种无人值守垂直循环类机械式立体车库智能控制系统，其特征在于，所述应用程序包括车位查询程序、拍照保存显示程序、计时计费程序和车位释放程序；

所述车位查询程序用于计算目标载车板的位置、判断车库旋转方向和车库中有无空闲载车板，并将数据通过传输给下位机车位旋转控制模块；

所述拍照保存显示程序自动控制摄像头抓拍最底层载车板新存入的车辆照片；

所述计时计费程序用于计算用户的停车时间和停车费用，并将数据传输给下位机扫码收款模块；

所述车位释放程序用于用户取车完成后，清理相关车辆信息，释放车位。

9.根据权利要求8所述的一种无人值守垂直循环类机械式立体车库智能控制系统，其特征在于，所述读车位号模块用于接收上位机车位查询程序所计算的目标载车板位置、车库旋转方向。