劉旺清

摘要：隨著我國(guó)的飛速發(fā)展，城市中越來(lái)越多“停車(chē)難”的現(xiàn)象逐漸出現(xiàn)。針對(duì)此現(xiàn)象，本文提出一種基于水流的大型露天停車(chē)場(chǎng)車(chē)位引導(dǎo)系統(tǒng)。此引導(dǎo)系統(tǒng)采用電阻式稱(chēng)重傳感器技術(shù)和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。以單片機(jī)為車(chē)位水閘門(mén)及水泵的控制器，控制車(chē)位水柱。此系統(tǒng)將推動(dòng)停車(chē)場(chǎng)的優(yōu)化和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：水流空位引導(dǎo)；電阻式稱(chēng)重傳感器；立體水柱模型

1研究背景

改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，停車(chē)難問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。目前露天停車(chē)場(chǎng)依靠人工管理的方式十分落后。造成停車(chē)難問(wèn)題的原因還有規(guī)劃與設(shè)計(jì)不合理，空位的分布不明等。現(xiàn)有露天停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)依賴(lài)人工管理，不便于車(chē)主尋找空位，不能進(jìn)行空余車(chē)位的引導(dǎo)，效率低下。所以，實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)車(chē)主在露天停車(chē)場(chǎng)快速找到空余車(chē)位是具有實(shí)際意義研究課題。

2研究?jī)?nèi)容

本文提出一種基于水流的露天停車(chē)場(chǎng)空位引導(dǎo)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括停車(chē)位車(chē)輛?？颗袛嗵幚硐到y(tǒng)、主干道水閘開(kāi)閉系統(tǒng)及停車(chē)場(chǎng)水流循環(huán)引導(dǎo)系統(tǒng)三部分。

露天停車(chē)場(chǎng)主干道及支干道設(shè)有進(jìn)水渠與蓄水渠，排水渠設(shè)置于地下呈微傾斜狀，以達(dá)到重力流節(jié)能的效果。停車(chē)場(chǎng)起點(diǎn)略高于終點(diǎn)，整個(gè)引導(dǎo)系統(tǒng)通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部中的水循環(huán)達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間的引導(dǎo)作用。在每個(gè)停車(chē)位前立有鋼化玻璃柱，玻璃柱下方與第一層支干道水渠、第二層蓄水渠相連，并均設(shè)有閥門(mén)，每個(gè)停車(chē)位均應(yīng)由重力感應(yīng)系統(tǒng)。

停車(chē)場(chǎng)利用水流對(duì)車(chē)主進(jìn)行引導(dǎo)，進(jìn)水渠有水則某片區(qū)域有空車(chē)位。單位停車(chē)位已停車(chē)時(shí)，該車(chē)位重力感應(yīng)系統(tǒng)向玻璃柱下第二層閥門(mén)發(fā)送信號(hào)，排水渠閥門(mén)打開(kāi)，未停車(chē)時(shí)，支干道水渠閥門(mén)打開(kāi)，水泵將水流抽入鋼化玻璃柱內(nèi)，水位高于警戒水位時(shí)，閥門(mén)關(guān)閉，水泵停止工作。當(dāng)車(chē)主行駛到小區(qū)域時(shí)，可觀察玻璃柱內(nèi)是否有水，從而判斷該車(chē)位能否停車(chē)。如圖1及圖2所示。

3可行性分析

3.1重力傳感器

每個(gè)停車(chē)位下安裝有電阻應(yīng)變式稱(chēng)重力傳感器，記錄停車(chē)位的重力變化值，并將所記錄的數(shù)值傳輸給單片機(jī)。當(dāng)稱(chēng)重傳感器記錄的重力值連續(xù)20秒內(nèi)均高于1噸時(shí)（普通小轎車(chē)重量為1.21.3噸），單片機(jī)將此數(shù)據(jù)記錄為有用數(shù)據(jù)，并進(jìn)行后續(xù)分析處理。稱(chēng)重傳感器產(chǎn)生的重力變形將被轉(zhuǎn)變成電阻變化，所形成的電阻變化轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)輸出。[1]

若假設(shè)應(yīng)變片電阻為R1、R2、R3、R4；傳感器的輸出信號(hào)為U0，傳感器的輸入信號(hào)為Ui。則有：U0=R2R4R1R3R1+R2R3+R4Ui，當(dāng)R1R3=R2R4，可認(rèn)為此時(shí)電橋平衡，其輸出電壓U0=0。

現(xiàn)假設(shè)R1=R2=R3=R4=R，則當(dāng)汽車(chē)對(duì)傳感器產(chǎn)生重力，其應(yīng)變片電阻發(fā)生變化，若假設(shè)式中的各橋臂阻值變化相同，變化量為ΔR，即R1、R3小ΔR，R2、R4增大ΔR，則可推求出傳感器的輸出電壓為：U0=ΔRUi/R。

3.2單片機(jī)

此水流引導(dǎo)系統(tǒng)中閘門(mén)及水泵控制系統(tǒng)的微處理器采用單片機(jī)，其價(jià)格低廉，由于外加的存儲(chǔ)器可以隨時(shí)修改和更新存儲(chǔ)的信息，可以表現(xiàn)地實(shí)用靈活。

現(xiàn)用PID控制算法進(jìn)行檢驗(yàn)，令輸出信號(hào)Δy=TDdedt，其中dedt為單位時(shí)間的偏差信號(hào)變化。則可得PID算法的表達(dá)式為：uk=Kpek+KI∑kj=0j+KDekek1。

令PID數(shù)字控制器的參數(shù)整定采用擴(kuò)充臨界比例度法，即控制度=∫

SymboleB@ 0e2tdtD∫

SymboleB@ 0e3tdtD。則可在前一采集周期輸出值的基礎(chǔ)上，計(jì)算本采樣周期的增量。且當(dāng)控制度為1.05時(shí)，擬控制器和數(shù)字控制器的控制效果基本相同

3.3大區(qū)域主干道空余車(chē)位判斷及處理的系統(tǒng)

根據(jù)RS485+TCP的組網(wǎng)模式，管理中心與主干道各水閘門(mén)之間采用RS485總線通訊，管理中心與各個(gè)停車(chē)位的單片機(jī)采用TCP通訊。[2]通過(guò)采取這種組網(wǎng)模式，既可以保證數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的高速傳輸，又使立體式水柱數(shù)量得到大量提升，從而滿(mǎn)足多數(shù)大規(guī)模的露天停車(chē)場(chǎng)使用。

4結(jié)論及應(yīng)用前景

每個(gè)人都希望能享受到社會(huì)進(jìn)步帶來(lái)的舒適感。此引導(dǎo)系統(tǒng)增加露天停車(chē)場(chǎng)停車(chē)位的使用率，使剩余空閑停車(chē)位數(shù)量一目了然；利用水流起到引導(dǎo)作用，方便車(chē)主跟隨水流找到空余停車(chē)位區(qū)間，通過(guò)停車(chē)位前的小型水柱便于車(chē)主在停車(chē)位區(qū)間里快速看到空余車(chē)位?？s短整體停車(chē)時(shí)間，提高車(chē)主找到停車(chē)位的效率；利用循環(huán)封閉水流系統(tǒng)，不受戶(hù)外環(huán)境影響，并且節(jié)約停車(chē)場(chǎng)日常能源消耗，保護(hù)環(huán)境。

此系統(tǒng)適用于面積大、人流量高的大型露天停車(chē)場(chǎng)，尤其是處于客流高峰期時(shí)，此系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)更加明顯，能幫助人們更快在露天停車(chē)場(chǎng)找到空位。此系統(tǒng)的進(jìn)一步研究，將對(duì)于整個(gè)停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)的改善起到促進(jìn)作用，從而滿(mǎn)足人們?nèi)找嫣岣叩纳钚枨蟆?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1]王建飛.停車(chē)場(chǎng)空位檢測(cè)系統(tǒng)研究[J].貴州名族大學(xué)，2014.

[2]高松.電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器零點(diǎn)偏差的分析[J].衡器，2012，41（01）：2123.