智能立体停车场技术方案实现

阎江 杨凯 李红舟 李富钢 童强 苟宽

摘 要：本文研究内容在于研究构建智能立体停车场的实现方案，技术上利用5G，物联网技术，网络技术，机械技术，做到智能化管理，车主只需要把车停放在指定的位置，该系统就类似于电梯装置一样，把车运送到空闲的车位。一切全部由高效可靠的控制器，机械装置自动进行操作。

关键词：RFID;物联网;5G

本文重点讲述如何实现智能立体停车系统方案，包括机械方案，软件及硬件电路选设计等。

1 系统总体设计

系统总体框图如图1所示，智能停车场核心控制采用高度安全的控制反馈系统，在故障，停电的情况下能做到保护车辆和车主，通过移动互联实现多个停车场系统联网和实时监控，能让系统维护人员主动察觉异常并及时排除故障。核心控制使用双mcu备份系统，支持远程升级和运行状态监测。

2 系统硬件设计与实现

2.1 控制器核心选型

核心控制选型首先考虑安全性，稳定性，该控制系统用于控制大型机电执行机构，在执行过程中，对执行的准确性要求非常高，包括异常处理，及紧急自锁定。本系统所采用的是STM32F107作为智能停车场系统的控制核心。

2.2 电源管理模块设计

电源管理决定着整个系统的稳定运行，所以在模块及芯片选择上考虑耐久性，功率选择留有余量。12V选用明纬电源LRS-100开关电源，5V供电选用LM2940，3.3V供电选用AMS1117-3.3V。

2.3 大功率直流升降电机驱动设计

该模块设计直接关系整个系统的安全稳定的运行，电机控制分为控制和保护两部分设计，在控制上采用交流接触器进行电机控制，在保护上加入热保护继电器。控制反馈上加入电机实时功率，转速，温度等进行报警监控，确保安全可靠。在弱电控制强电部分首先进行光耦隔离，PCB板设计上进行隔离布局。交流接触器：正泰交流接触器CJX2-0910。

2.4 通信模块设计

数据通信的目的主要用于远程监控，远程设备集中式管理，以及设备实时地址的定位。设备故障及时上报，方便维修人员及时维修处理。提高了設备的管理维护效率。提高了设备服务的稳定性。DTU：模块型号USR-G781。

2.5 RFID识别模块选型

该模块的设计主要用于用户存车及取车，汽车存取的RFID卡片作为用户取车的“钥匙”，RFID分为有源及无源，这里我选用大功率的发射天线能给RFID卡片提供瞬时的工作电量故可以选用更为方便维护的无源RFID。模块选型使用恺乐KLM900超高频UHF RFID读写器模块。

3 系统软件设计

软件开发平台，使用IAR Systems集成软件开发平台。该软件在代码编写，程序调试上有着非常优越的性能。是一款非常不错的集成开发环境。内置C/C++编译器和调试器的集成开发环境（IDE）、实时操作系统和中间件、开发套件、硬件仿真器以及状态机建模工具。

3.1 软件流程

软件系统设计上我们分为以下模块，系统初始化，系统自检：确保系统电源等模块能正常工作，传感器正常识别，数据存储为系统掉电后数据恢复继续执行之前的操作提供依据，数据上传服务器可以在远程端进行管理和数据监测。如图2所示。

3.2 车位管理及数据库

车位管理采用嵌入式数据库SQLite是一款轻型的数据库，系统中所有异常数据，状态变化数据，车位数据等等都使用该数据库进行存储和管理。

4 结语

本系统采用STM32作为控制核心，进行数据的实时采集控制，加上高效的控制算法。及稳定硬件电路，使得这套智能立体停车能高效稳定运行。

参考文献：

[1]张阳，吴晔，滕勤.MC9S12X128单片机原理及嵌入式系统开发[M].电子工业出版社：电子工业出版社，2011.

[2]阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2006（第5版）.

[3]王威.HCS12微控制器原理及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.

[4]普拉达.C Primer Plus.北京：人民邮电出版社，2016（第六版）.