一种立体智能车库模型的设计方案

吉翔

摘要：本文以升降横移式立体车库为研究对象，顺应全自动化时代要求，在兼顾成本与运行效率的因素，选择了两层两列式车库结构并可无线远程控制与刷卡等多种方式控制升降。在对车库的控制系统设计中采用了单片机控制，可以分别控制步进电机气缸的动作，传感器的感应与识别等。在实现自动化的要求上，通过WIFI模块进行远程操控，感应刷卡系统辅助控制。

关键词：51单片机、WIFI模块、刷卡系统、立体车库

近年来，我国的私家车保有量不断上升，很多大城市都面临着“停车难”的问题，多数企业、小区的地上车位数量少、不够用，而地下车位规划不到位、收费高，致使很多车主将车停放在道路两侧，一方面影响了占用了道路，加剧了城市拥堵；另一方面车辆的日常管理也无法到位，划车、砸车現象频出，给车主带去了损失。为彻底解决这类问题，我们需要在重新规划和建设停车场时，结合当今社会实际来考虑，要适应现代人智能化的生活习惯，同时也要兼顾空间高效使用的情况，大力推广立体智能车库。下面我就以2×2升降横移式立体车库为研究对象，提出一种立体智能车库模型的设计方案。

本次立体车库模型的主要部件有一个51系列单片机，一个WiFi的无线控制模块，两个电磁继电器，两个24伏特的直流步进驱动器，一个气缸，一个气缸的换向阀，一套移动托盘组件，一个红叉绿箭的指示灯，一套刷卡系统器件，六个光电传感器等。模型的外观搭建可使用七个铝制立柱加十二根铝制横梁，将停车支架分成双层的停车位，每层各有两个车位，加两块亚克力板分别作为停车位的托板，构成车库的基本框架。可通过WiFi或刷卡对车辆进行存取，车库控制系统能够控制传感器识别车辆高低对其进行分类存放，并且监控车库内存放情况及搬运系统运行情况，加设的信号灯及LED屏可以显示指引车辆和显示空余车位等。具体运行流程如图所示：

存车：开始——车辆驶入移动托盘，同时传感器检测到托盘有车，指示灯变红——WiFi或刷卡激活立柱的传感器，判断车高——单片机根据车辆高度分配存车位置——如空余车位为两个，则就近存放；若只有一个空余车位，则直接存放——步进电机配合将车移动到指定位置（气缸缩回带动托盘移动，气缸伸出将车存入指定车位）——传感器检测车位使用情况，LED显示剩余车位数——气缸缩回停在现有位置，等待下次指令。

取车：开始——通过WiFi或刷卡获取车辆停放信息——单片机发出信号控制步进电机移动托盘到车辆存放位置，同时指示灯变红，提醒库外车辆禁止驶入——气缸伸出抬移车辆——气缸缩回，将车辆移出车位——回到托盘原始位置——将车恢复存车状态——传感器检测车位使用情况，LED显示剩余车位数——气缸缩回停在现有位置，等待下次指令。

该车库模型的设计方案是一种对机电一体化技术的提升应用，结合了基本的机械结构以及单片机的程序设定和相应电子器件的使用，设计原理简单，可行性高，可适用于相关专业学生的毕业设计或实验指导。

此外，为应对多种复杂情况的处理能力，模型的整体构架和控制系统也可以继续进行优化。系统方面可以根据更多的车位，模拟出更多的存取车情况，设计出更加科学的单片机程序结构。车库框架可以通过相应的软件分析和计算模型整体的受力和振动情况，以提高系统的可靠性，改进框架结构，降低成本。

参考文献：

（1）梁森，王侃夫.自动检测与转换技术.北京：机械工业出版社，2013.

（2）李华.机械制造技术.北京：高等教育出版社2015.

（3）沈任元，吴勇.常用电子元器件简明手册.北京：机械工业出版社，2000.

（4）吴昊.立体车库控制系统设计.西南交通大学，2010.