CN202383761U - 基于嵌入式技术的停车场入口控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于嵌入式技术的停车场入口控制器，包含车辆检测系统、嵌入式控制系统和道闸闸杆系统，该车辆检测系统连接至嵌入式控制系统以将车辆检测信号传送给嵌入式控制系统，嵌入式控制系统与道闸闸杆系统连接以进行控制，该车辆检测系统为地感线圈车辆检测器，该嵌入式控制系统包含ARM芯片以及周围电路，该控制器能减轻管理人员的劳动强度，使车辆进入变得高效、自动化，更加贴近现代人的生活节奏和工作效率；当有故障发生能够及时人为控制和检修系统，紧急情况下能有效防止意外发生，提高了系统的可靠性。

Description

基于嵌入式技术的停车场入口控制器

技术领域

本实用新型涉及一种停车场入口控制器，尤其涉及一种基于嵌入式技术的停车场入口控制器。

背景技术

随着我国交通事业的蓬勃发展，停车场已由传统的人工化管理发展为高度自动化的机电设备管理，通过自动化管理，使得停车场更加趋近于高效和稳定。但现有技术的管理系统，在人身、物质安全上仍然存在隐患，例如仍然存在以下问题：

(1)现有的技术中通常采用了地感防砸技术，该技术是一项在车辆检测上比较成熟的技术，应用简单、成本低、准确度高，从而得到广泛应用。但其是一种基于电磁感应原理的车辆检测，准确度只局限对车辆的检测，不适合检测人的情况。一旦人在闸杆降落时经过，而不能被地感检测到，则容易造成砸伤，如果将检测人的情况考虑在地感防砸功能中，又将导致现有的系统成本增高，可行性较低，不易于实现。

(2)目前的道闸闸杆通常涂有红白相间的条杠，目的是引起车主的注意。但从调查中可表明，仍然有很多车主尤其是在夜间在倒车的过程中经常出现速度过快以及其他冲撞闸杆的情况，引起不必要的纠纷，造成财产损失。

而随着嵌入式技术的广泛应用，ARM芯片成本的不断降低，它以低功耗、高效率、实时可靠等的优点逐步取代了传统的8/16单片机，国内对嵌入式系统的一般定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，应用于特定环境下，面对专业领域的应用系统，不同于通用计算机系统的多样化和通用性。从而能够适应实际应用中对功能，可靠性，成本，体积，功耗等严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统通常由嵌入式处理器，外围设备，嵌入式操作系统和应用软件等几大部分组成。

为此，本实用新型的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种基于嵌入式技术的停车场入口控制器，以克服上述缺陷。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于嵌入式技术的停车场入口控制器，其能减轻管理人员的劳动强度，使车辆进入变得高效、自动化，更加贴近现代人的生活节奏和工作效率；当有故障发生能够及时人为控制和检修系统，紧急情况下能有效防止意外发生，提高了系统的可靠性。

为实现上述目的，本实用新型公开了一种基于嵌入式技术的停车场入口控制器，包含车辆检测系统、嵌入式控制系统和道闸闸杆系统，该车辆检测系统连接至嵌入式控制系统以将车辆检测信号传送给嵌入式控制系统，嵌入式控制系统与道闸闸杆系统连接以进行控制，其特征在于：

该车辆检测系统为地感线圈车辆检测器，其包含地感线圈、谐振电路、频率发生器和信号整形电路，该地感线圈为在车道的道路路基下埋设的环形线圈，该地感线圈连接至使振荡稳定可靠的振荡电路，振荡电路连接至频率发生器，该频率发生器连接至信号整形电路；

该嵌入式控制系统包含ARM芯片以及周围电路。

其中，该道闸闸杆系统包含机箱、电机、传动机构、减速箱、曲柄摇杆机构和闸杆，该机箱内设置容置空间，且电机、传动机构和减速箱设置于该容置空间内，电机的输出轴通过传动机构连接至减速箱的输入轴，减速箱的输出轴通过曲柄摇杆机构连接至闸杆的一端，且该闸杆靠近该端的位置可旋转的固定于机箱上。

其中，还设置有平衡机构，该平衡机构连接至闸杆上以提供闸杆的平衡缓冲。

其中，闸杆采用铝合金材料的八角方杆，杆体内加了整条的加强筋。

其中，在机箱上还设置有在闸杆降落的过程中发出声音的喇叭。

其中，地感线圈通过馈线与谐振电路相连，其地感线圈为环状，线圈电缆为AC/DC低阻抗12#或14#AWG线。

其中，该传动机构为皮带传动机构或者链条传动机构。

通过上述结构，本实用新型的基于嵌入式技术的停车场入口控制器具有以下技术效果：

1、控制简单，同时实现了自动控制和人工控制；

2、提供了声音报警功能，有效降低了危险系数；

3、采用了ARM芯片，控制速度更快更灵敏；

4、提高安全性能，减少了意外情况的发生。

本实用新型的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1显示了本实用新型的道闸闸杆系统的结构示意图。

图2显示了本实用新型的车辆检测系统的机构示意图。

图3显示了本实用新型的控制流程图。

具体实施方式

本实用新型的基于嵌入式技术的停车场入口控制器主要包含车辆检测系统、嵌入式控制系统和道闸闸杆系统，该车辆检测系统连接至嵌入式控制系统以将车辆检测信号传送给嵌入式控制系统，嵌入式控制系统与道闸闸杆系统连接以进行控制。

其中，参见图1，该道闸闸杆系统包含机箱、电机1、传动机构2、减速箱3、曲柄摇杆机构4和闸杆5等部分，该机箱内设置容置空间(为示出)，且电机1、传动机构2和减速箱3设置于该容置空间内，电机1的输出轴通过传动机构2连接至减速箱3的输入轴，优选的是，该传动机构2可为皮带传动机构或者链条传动机构，减速箱3的输出轴通过曲柄摇杆机构4连接至闸杆5的一端，且该闸杆5靠近该端的位置可旋转的固定于机箱上，优选的是，还设置有平衡机构6，该平衡机构6连接至闸杆5上以提供闸杆5的平衡缓冲，参见图1，该平衡机构6上设置有弹性部件。

其中，闸杆5采用铝合金材料的八角方杆，杆体内加了整条的加强筋，使得质量更加可靠；曲柄摇杆机构4采用了四连杆平衡设计，确保闸杆运行轻快、平稳、输入功率小，防止人为抬杆和压杆，将外部作用力通过传动机构巧妙卸载到机箱上。

其中，在机箱上还设置有在闸杆降落的过程中发出声音的喇叭，通过延时发出嘟嘟报警声，在控制闸杆降落的同时调用发声程序控制发声，起到提醒的作用，能够将危险系数降为最低。

其中，在闸杆上使用广泛应用于高速公里上的附着式轮廓标的逆反射原理，其价格低廉，夜间反射均匀，不炫目，反射强度可达300-400MCD(坎德拉，光通量空间密度，光强度)，增强闸杆在夜间对于车主的可见度，减少意外情况的发生。

该车辆检测系统为地感线圈车辆检测器，参见图2，该地感线圈车辆检测器是一种基于电磁感应原理的车辆检测器，其包含地感线圈、谐振电路、频率发生器和信号整形电路，该地感线圈为在车道的道路路基下埋设的环形线圈，工作时通以一定工作电流以作为传感器，当车辆通过该线圈或者停在该线圈上时，车辆本身上的铁质将会改变线圈内的磁通，引起线圈回路电感量的变化，在一个实施例中，该地感线圈是这样构成的，在地面上先造出一个圆形的沟槽，直径大概1米，或是面积相当的矩形沟槽，再在这个沟槽中埋入两到三匝导线，这就构成了一个埋于地表的电感线圈。该地感线圈连接至振荡电路，通过振荡电路使振荡稳定可靠，振荡电路连接至频率发生器，该频率发生器连接至信号整形电路，信号通过变换后送到嵌入式控制系统以提供车辆的通过信号。

其中，地感线圈通过馈线与谐振电路相连，其地感线圈为环状，线圈电缆为AC/DC低阻抗12#或14#AWG线，导线由1.5平方毫米，7×0.5毫米软铜导线构成，加上馈线，其电感量为15-1500μh左右。由固定电容C和环型线圈电感L、三极管所组成的振荡器，输出的正旋波，其频率由环型线圈电感L所决定。从振荡器的角度来看，环型线圈电感量L的大小，考虑到电涡流效应，不仅仅取决于环形线圈的电感量，而且与线圈对面的铁磁物体大小距离远近有关。当铁磁物体与线圈的距离减小时，铁磁物体表面的涡流效应就增加，振荡电路的电感量就变大，其振荡器的频率也就减小，其变化关系如下：f＝KQ/(RL)式中：R为环形线圈的电阻值，L为振荡器的等效电感。KQ为等效系数。根据这个特性，就可以找出其频率的变化情况，由频率的大小差异，来判别车辆的有无情况。当铁磁性的车体通过地感线圈时，通过谐振电路将电感量的变化转换成频率的变化。

正常情况下，在机动车辆没处在环形地埋线圈所在位置的时候，耦合电路振荡频率保持恒定，嵌入式在单位时间段测得的脉冲个数基本保持不变，当机动车辆经过环形地埋线圈所在位置时，由于谐振电路振荡频率的增大，使得嵌入式在单位时间段测得的脉冲个数也相应增加，但是机动车自身铁质是不均匀的，所以当它经过环形地埋线圈时嵌入式在单位时间段测得的脉冲个数又是变化的，为此我们在软件设计中采用阀值比较法，设地埋线圈所在位置无机动车时单位时间段嵌入式测得的脉冲个数为N，当机动车辆经过地埋线圈所在位置时单位时间段单片机测得的脉冲个数为NK，脉冲增量NE为NK与N的差值即NE＝NK-N，脉冲增量的经验阀值TH预先设定在EEPROM中，当NE≥TH时认为有车，NE＜TH时认为无车。经大量实验我们选取单位时间段为10ms，TH为10。地埋线圈所在位置无机动车时单位时间段测得的脉冲个数N通过现场实测也存放在EEPROM中。在非正常情况下，比如地埋线圈线断路，此时相当于耦合变压器空载，振荡频率远远小于地埋线圈线正常连接时的耦合电路振荡频率，因此仍然可以用阀值比较法来判断地埋线圈线是否正常连接。

该嵌入式控制系统包含ARM芯片以及周围电路，由地感线圈感应车辆的驶入，由嵌入式控制系统接收信号后控制道闸杆的抬起和降落，控制闸杆的起落即是控制闸杆的电机1的正反转，通过控制系统的输出口的高低电平配合继电器工作，在电机两端加正反电压既可以实现电机的正反转，控制闸杆的升降操作。

而为了保证安全，控制可分为自动控制、手动控制两种：

(1)自动控制功能：系统启动自动控制时，地感线圈将有无车辆信号发送给嵌入式控制系统进行闸杆的升降，车辆不必停车等候，地感线圈将信号发送给控制器，全程自动化，使车辆能够高效有序的进入停车场。但自动控制优先级低于手动控制，系统在自动控制时，仍可以手动进行操作。

(2)手动控制功能：当系统故障需维修或其他特殊情况启动手动控制，其优先级高于自动控制，既手动开启后自动控制自动关闭。

为了更好的进行控制，该控制系统还既具有以下功能

(3)紧急启停功能：遇到紧急情况控制闸杆的启动和停止，能有效防止意外发生。

(4)地感防砸功能：根据地感线圈的工作原理，车辆经过地感线圈将信号发送给控制器，由嵌入式自动控制道闸闸杆升起，直到地感线圈感应到车辆离开才向控制器发送信号控制闸杆落下。在此基础上，采用降落时发出嘟嘟报警声，保证人身和其他物质安全。

(5)遇阻返回功能：在闸杆降落的过程中，遇到阻挡物转为抬起状态。虽然不能将意外防范于未然，但仍能最大限度的减少危害程度。

参见图3，显示了本实用新型的控制流程：默认情况下开启自动控制，当有车辆准备进场时，经过地感线圈检测将信号发给控制系统，由控制系统控制闸杆快速升起，在等待地感线圈发送车辆开过的信号时保持升起状态。此时地感线圈开始检测车辆已过去既发送信号给控制系统控制闸杆缓慢落下并伴有嘟嘟声音。在自动控制进行的过程中，可以启用手动控制，此时自动控制关闭。在自动控制和手动控制的过程中都可以使用紧急启停开关。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本实用新型的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本实用新型不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本实用新型的教导的特定例子，本实用新型的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (7)

1.一种基于嵌入式技术的停车场入口控制器，包含车辆检测系统、嵌入式控制系统和道闸闸杆系统，该车辆检测系统连接至嵌入式控制系统以将车辆检测信号传送给嵌入式控制系统，嵌入式控制系统与道闸闸杆系统连接以进行控制，其特征在于：

该车辆检测系统为地感线圈车辆检测器，其包含地感线圈、谐振电路、频率发生器和信号整形电路，该地感线圈为在车道的道路路基下埋设的环形线圈，该地感线圈连接至使振荡稳定可靠的振荡电路，振荡电路连接至频率发生器，该频率发生器连接至信号整形电路；

该嵌入式控制系统包含ARM芯片以及周围电路。

2.如权利要求1所述的停车场入口控制器，其特征在于，该道闸闸杆系统包含机箱、电机、传动机构、减速箱、曲柄摇杆机构和闸杆，该机箱内设置容置空间，且电机、传动机构和减速箱设置于该容置空间内，电机的输出轴通过传动机构连接至减速箱的输入轴，减速箱的输出轴通过曲柄摇杆机构连接至闸杆的一端，且该闸杆靠近该端的位置可旋转的固定于机箱上。

3.如权利要求2所述的停车场入口控制器，其特征在于，还设置有平衡机构，该平衡机构连接至闸杆上以提供闸杆的平衡缓冲。

4.如权利要求2或3所述的停车场入口控制器，其特征在于，闸杆采用铝合金材料的八角方杆，杆体内加了整条的加强筋。

5.如权利要求2或3所述的停车场入口控制器，其特征在于，在机箱上还设置有在闸杆降落的过程中发出声音的喇叭。

6.如权利要求1所述的停车场入口控制器，其特征在于，地感线圈通过馈线与谐振电路相连，其地感线圈为环状，线圈电缆为AC/DC低阻抗12#或14#AWG线。

7.如权利要求1所述的停车场入口控制器，其特征在于，该传动机构为皮带传动机构或者链条传动机构。

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