【文章內(nèi)容簡介】 2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5 2 0 0 6立體車庫車位數(shù)單 位 ： 萬年 份51 01 52 02 53 0 圖 立體車庫車位的年增長曲線圖 根據(jù) 圖 和圖 可以明顯的看出立體車庫未來的發(fā)展趨勢，表明立體車庫是很有發(fā)展前景的。 論文 結(jié)構(gòu)和 主要研究工作 設(shè)計(jì) 任務(wù)要求 設(shè)計(jì)題目是基于單片機(jī)的自動尋位立體車庫系統(tǒng)，根據(jù)題目要求，設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的控制核心是單片機(jī)。主要實(shí)現(xiàn)的功能是自動尋位，而且是全自動化操作，不需要人為參與。要完成整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。 論文結(jié)構(gòu) 本論文是自動化立體車庫 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，參照一般的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（論文）的 結(jié)構(gòu)，本文 可以分為以下 幾 部分： 第一章緒論 。 介紹了課題的研究背景與意義，根據(jù)立體車庫的研究現(xiàn)狀敘述了立體車庫的發(fā)展前景，然后說明了本文的主要研究工作和本文研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 第二章立體車庫選型與總體設(shè)計(jì) 。 首先 給出了立體車庫的概念、分類及各種立體車庫的優(yōu)缺點(diǎn)； 然后選擇了以垂直循環(huán)式立體車庫為設(shè)計(jì)方案；接著介紹了垂直循環(huán)式立體車庫的基本結(jié)構(gòu)；最后給出了詳細(xì)的立體車庫的總體控制方案。 第三章立體車庫控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 。 主要介紹了 垂直循環(huán)式 立體車庫的 控制方法，根據(jù) 其控制原理，把控制系統(tǒng)硬件分為幾部分：單片機(jī)部分、車庫的動力控制部分、車庫的檢測部分、 LED 顯示部分和 IC卡的存取部分。 對每一部分的控制原理做了詳細(xì)介紹，對控制方法做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。 第四章立體車庫控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 。 基于硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)對應(yīng)每一部分做了相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出了每一部分的軟件流程，并對其流程進(jìn)行相關(guān)的說明 。 總結(jié) 。 根據(jù)本設(shè)計(jì)的任務(wù)，結(jié)合設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié) 。 并 提出了設(shè)計(jì)中的不足和以后的努力方向。 論文 的主要 研究 內(nèi)容 立體車庫是一種多平面的空間立體停車車庫，通過單片機(jī)控制車位的空間位置變動，使車位能 夠?qū)崿F(xiàn)空間到平面的轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)多重單層平面停車的功能。 論文在查閱大量資料的基礎(chǔ)上，以立體車庫車位控制為研究對象，通過對單片機(jī)的學(xué)習(xí)和研究，實(shí)現(xiàn)了以單片機(jī)為控制核心對 8 車位的 垂直循環(huán)式立體車庫模型控制系統(tǒng)的控制 。 主要研究的內(nèi)容包括 ： （ 1） 立體車庫的控制方案設(shè)計(jì) ； （ 2） 升降橫移式立體車庫存取車策略的研究； （ 3） 單片機(jī) 在 垂直循環(huán) 式立體車庫模型中的研究與實(shí)現(xiàn)； （ 4） IC 卡信息記錄 與讀取 的方法。 本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn) 立體車庫的控制系統(tǒng)是實(shí)際應(yīng)用的大型工程項(xiàng)目，其設(shè)計(jì)和控制具有一定的難度。雖然本設(shè)計(jì)采用的是小 型的垂直循環(huán)式立體車庫的控制方法，但是由于沒有實(shí)際的工程作為參考，很多都是根據(jù)資料分析，通過自己的理解來進(jìn)行設(shè)計(jì)，必然會遇到很多問題。 根據(jù)對設(shè)計(jì)題目和內(nèi)容的了解本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)主要有： （ 1） 垂直循環(huán)式立體車庫的總體 方案 設(shè)計(jì) ； （ 2） 車庫存取車的主要工作 流程； （ 3） 自動化車庫的車位檢測。 在設(shè)計(jì)的內(nèi)容上主要有以下幾個(gè)難點(diǎn)： （ 1） 空車位的自動檢測與給定； （ 2） IC 存儲卡 與單片機(jī)的 信息 傳輸 ； （ 3） 車位的移動與到位檢測。 第二章 立體車庫 選型 和總體 方案 設(shè)計(jì) 立體車庫系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng)，而且立體車庫的種 類繁多， 不同種類的立體車庫的控制系統(tǒng)和控制方法不盡相同。車庫類型 的選擇直接影響到系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，因此車庫的選型十分重要 。 本章選擇了垂直循環(huán)式立體車庫為實(shí)施方案，對其進(jìn)行詳細(xì)介紹，并給出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。 立體車庫 介紹及選型 立體車庫簡介 由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市人口、城市車輛逐年增多，市區(qū)停車問題亟待解決。傳統(tǒng)的單層平面停車場占用大量寶貴的土地資源，越來越不能滿足需求現(xiàn)代先進(jìn)的自動化機(jī)械立體車庫是一種多平面的空間立體車庫，它以單層平面停車庫為核心，通過微機(jī) （ 即通過上位機(jī) ） 對車庫進(jìn)行統(tǒng)一的管理、監(jiān)控與 PLC 控制來進(jìn)行車位 的空間位置變動，使車位實(shí)現(xiàn)由空間到平面的轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)多層平面停車的功能。它具有占地少、停車多、投資少、停車方式先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)。智能立體車庫由機(jī)械傳動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)及其相應(yīng)的設(shè)備組成。 由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市人口、城市車輛逐年增多，市區(qū)停車問題亟待解決。傳統(tǒng)的單層平面停車場占用大量寶貴的土地資源 ， 越來越不能滿足需求 ； 現(xiàn)代先進(jìn)的自動化機(jī)械立體車庫是一種多平面的空間立體車庫，它以單層平面停車庫為核心，通過微機(jī)控制來進(jìn)行車位的空間位置變動，使車位實(shí)現(xiàn)由空間到平面的轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)多層平面停車的功能 。它具有占地少、停車多、投資少、停車方式先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)。 我國已加入 WTO，對于在激烈的國際競爭市場里處于弱勢的我國絕大多數(shù)企業(yè)，研究經(jīng)濟(jì)全球化問題是十分迫切和必要的。 立體車庫的分類 立體車庫的種類很多， 按照機(jī)械裝置的構(gòu)造，立體車庫一般可分為以下幾類：垂直循環(huán)式 、 多層循環(huán)式 、 水平循環(huán)式垂直升降式 (電梯式 )、 升降導(dǎo)軌式 、 平面往復(fù)式 、 組合式 、 升降橫移式 和 巷道堆垛式 等。 表 列出了各種立體車庫的優(yōu)缺點(diǎn)。 表 各種立體車庫的優(yōu)缺點(diǎn) 類型 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 存車容量 升降橫移式 結(jié)構(gòu)框架不高，在垂直平面內(nèi)車位布置較緊湊 ；出入口布置靈活 ； 在樓宇地下室或住宅小區(qū)空地布置方便 ； 相對成本較低，進(jìn)出一輛車不必牽動全庫車輛 ； 可以并列、串列組成組合式車庫，形式多樣。 每個(gè)載車板都要自備一套甚至 2 套驅(qū)動機(jī)構(gòu)。成本相對較高。 3~43 垂直循環(huán)式 只需要一套驅(qū)動機(jī)構(gòu)，較容易控制，停位較準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，占地面積小，空間利用率也較高。可以建成地上、半地上、地下式等多種形式 整個(gè)系統(tǒng)能量消耗大，振動及噪聲較大，運(yùn)動速度不高，出入庫時(shí)間長 ； 經(jīng)濟(jì)性差 ； 只有一套驅(qū)動機(jī)構(gòu)，一旦系統(tǒng)故障，不能實(shí)現(xiàn)緊急出車 。 5~50 垂直升降式 可以充分利 用空間，一般都做成大型車庫，這樣平均到每個(gè)車位的成本較低，車位的布置形式多樣。 一旦系統(tǒng)故障，不能實(shí)現(xiàn)緊急出車，工作機(jī)動性較差。 7~56 多層循環(huán)式 可充分利用地下空間，墻體建筑費(fèi)用不高，隔振和噪聲效果較好。 出入一輛車整個(gè)系統(tǒng)的車位全移動；結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一般只適用于利用地下空間。 6~46 立體車庫的選型 立體車庫的選型要遵循以下的原則： （ 1） 人性化原則 。 立體車庫的人性化選擇時(shí)除充分考慮安全性、美觀性、舒適性、和諧性、地域性、文化性外還應(yīng)注意保證人身安全，避免人身傷害，操作方便，安全可靠，避免故障 ，避免污染，總之人性化選擇的最高目標(biāo)應(yīng)是良好的人機(jī)對話，和諧共生的設(shè)備使用環(huán)境。 （ 2） 環(huán)境協(xié)調(diào)化原則 。 在立體車庫的選擇上應(yīng)充分考慮到與周圍自然環(huán)境的協(xié)調(diào)一致，注意立體車庫與自然環(huán)境的和諧統(tǒng)一。對已建成的小區(qū)或單位在選擇立體車庫時(shí)應(yīng)注重與周邊環(huán)境在造型、色彩、采光通風(fēng)、消防等諸方面協(xié)調(diào)一致。對規(guī)劃新建的小區(qū)或單位在選擇立體車庫時(shí)，應(yīng)盡可能將立體車庫與主體或附屬建筑物相協(xié)調(diào)。 （ 3） 適量化原則 。 在車庫選擇時(shí)并非車位數(shù)量越多越好而應(yīng)在充分考慮每臺電腦控制的車位數(shù)量、清庫時(shí)間及確保車庫運(yùn)行流暢方便的基礎(chǔ)上合理確定 車輛存放的最大化。一般遵循對于存取時(shí)間要求較高的車庫如居民小區(qū)、機(jī)關(guān)單位車位數(shù)量少些。對于存取時(shí)間要求不太高的車庫如醫(yī)院、商場車位數(shù)量可以多些。否則車位數(shù)量太多導(dǎo)致車庫存取時(shí)間過長、車庫利用率太低。 （ 4） 可靠性原則 。 立體車庫的最大優(yōu)點(diǎn)是充分利用了地上和地下空間但再好的立體車庫也不如地面停車方便快捷。在同等質(zhì)量情況下傳動形式越復(fù)雜、自動化程度越高則可靠性越差投資和維護(hù)成本越高。在滿足使用的前提下傳動形式越簡單可靠性越高投資和維護(hù)成本越低。 根據(jù)表 介紹的各種立體車庫的優(yōu)缺點(diǎn)及本設(shè)計(jì)的目的，選擇圖 所 示的垂直循環(huán)式立體車庫為設(shè)計(jì)選型。 在上述幾類立體車庫中，垂直循環(huán)式立體車庫的控制系統(tǒng)相對簡單一些 ，能更好的得到控制。 圖 垂直循環(huán)式立體車庫 垂 直循環(huán)式立體車庫（如圖 ）是把停車用的數(shù)個(gè)托盤安裝在大型循環(huán)轉(zhuǎn)動的鏈條上，在垂直面內(nèi)呈圓形或長圓形配置，并通過電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動鏈條和托盤一起循環(huán)升降運(yùn)轉(zhuǎn)，從而帶動停放在托盤上的車輛，將車輛輸送至空中停放。它能有效的利用城市、住宅小區(qū)內(nèi)有效的空間和土地，可隨機(jī)設(shè)立，能使每個(gè)組團(tuán)或每棟樓內(nèi)所有的車輛可以停放；控制系統(tǒng)相對簡單，能使住戶存取車輛時(shí)，既便捷又安全可靠 ，易于操作。選用單片機(jī)做控制器， 容易控制。在多種類型的車庫中，垂直循環(huán)式立體車庫的控制系統(tǒng)只需一套驅(qū)動系統(tǒng)， 而且到位檢測容易實(shí)現(xiàn)。 總體設(shè)計(jì)方案 車庫整體可以上下移動，而且轉(zhuǎn)盤隨電機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)有車存放時(shí)，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，將空位旋轉(zhuǎn)至車庫的入口處，車放入車位后即完成存車動作。取車時(shí)，轉(zhuǎn)盤帶動車旋轉(zhuǎn)至出口處，車即可取出。 自動尋位式立體車庫的核心元件是單片機(jī)， 自動管理控制系統(tǒng)由多個(gè)執(zhí)行元件、動 力源構(gòu)成 。 控制系統(tǒng)包括 微處理器、 出卡機(jī) 、 讀卡機(jī)、檢測系統(tǒng)、停車單元控制器以及顯示屏等。執(zhí)行元件是設(shè)在 支撐軸下的電機(jī)。 單片機(jī)是車庫 控制系統(tǒng)的核心 ， 當(dāng)用戶對操作平臺進(jìn)行動作時(shí) ,單片機(jī)會接受并分析指揮用戶操作 ,判斷檢測元件的狀態(tài) ,讀取執(zhí)行元件的信息 ,然后通過軟件做出合理的控制安排 ,反饋信息到執(zhí)行元件、操作平臺 ,拖動車位移動到相應(yīng)的水平位置 ,實(shí)現(xiàn)車位的位置移動。 自動尋位立體車庫的原理圖如下圖： 單 片 機(jī)檢 測 裝 置連 接 電 路動 力 控 制 電 路L E D 驅(qū) 動 電 路L E D 顯 示I C 卡（ 信 息 存 儲 ）I C 卡 接 口 電 路電 機(jī) 圖 立體車庫 控制系統(tǒng) 原理框圖 控制核心為單片機(jī)，檢測裝置將檢測到的信號送入單片機(jī) 。 單片機(jī)處理檢測信號，判斷車庫的空位數(shù)，并將空位數(shù)經(jīng) LED驅(qū)動電路 傳送給 LED顯示車庫的空位數(shù)。 IC卡 通過 IC卡接口電路，和單片機(jī)進(jìn)行通信，用于信息的存儲與讀取。 單片機(jī)根據(jù)采得的各路數(shù)據(jù)，對車庫進(jìn)行控制，通過動力控制電路來控制電機(jī)的啟動、停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，以達(dá)到對車庫的自動運(yùn)行。 垂直循環(huán)立體停車庫是采用在垂直方向作循環(huán)運(yùn)動的停車系統(tǒng)存取車輛的一種機(jī)械式停車設(shè)備。其傳動系統(tǒng)由電機(jī)、減速器和傳動鏈條組成。在傳動鏈條上，每隔一定距離安裝一個(gè)存車托架，當(dāng)電機(jī)啟動時(shí)，存車托架隨鏈條一起做循環(huán)運(yùn)動，達(dá)到存取車輛 的目的。在存車時(shí)， 按存車鍵申請存車，然后將 IC卡插入卡座，司機(jī)將 車開至車庫入口位置的托架后關(guān)好車門退出車庫 ， 將卡取走 ， 完成存車 。取車時(shí)， 按動取車鍵申請取車 ，然后將 IC卡 插入卡座，單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，選定車位號，然后控制電機(jī)轉(zhuǎn)動， 在控制系統(tǒng)控制下將待取車輛按最短路徑運(yùn)至出口，司機(jī)進(jìn)入存車托架將車開出 ，完成取車 。 第三章 控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) 本章根據(jù)立體車庫控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案來進(jìn)行系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，并對硬件的每一部分做詳細(xì)的介紹，以便為軟件設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。 本章內(nèi)容主要包括：單片機(jī)的選擇、IC 卡接口電路設(shè)計(jì)、車庫動力系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)檢測部分設(shè)計(jì)和顯示部分設(shè)計(jì)等。 單片機(jī)控制電路 單片機(jī)的選擇 本系統(tǒng)的控制核心為單片機(jī)，選擇一個(gè)合適 的單片機(jī)作為 控制器對于 立體車庫控制系統(tǒng) 來說十分重要。 本設(shè)計(jì)采用的設(shè)計(jì)方案是小型的垂直循環(huán)式立體車庫，設(shè)備的體積比較小。本車庫系統(tǒng)屬于單體控制系統(tǒng)，設(shè)備集中，使用一塊單片機(jī)就能完成控制任務(wù)。所以選擇目前常用的 AT89S51 單片機(jī) 。 AT89S51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT89 系列單片機(jī)中的一種 8 位機(jī)， 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k Bytes ISP 的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲器。 器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89S51 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。 E A /V P P31X T A L 119X T A L 218R S T /V P D9P 3. 7/ R D17P 3. 6/ W R16P 3. 2/ I N T 012P 3. 3/ I N T 113P 3. 4/ T 014P 3. 5/ T 115P 1. 0/ T1P 1. 1/ T2P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 0. 039P 0. 138P 0. 237P 0. 336P 0. 435P 0. 534P 0. 633P 0. 732P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 3