現(xiàn)代智能停車場物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)-方案設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上北京郵電大學(xué)電子工程學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽方案設(shè)計設(shè)計報告參賽選題:現(xiàn)代智能停車場物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計學(xué)院：電子工程學(xué)院組長: 組員: 聯(lián)系電話：郵箱：指導(dǎo)老師： 2012年12月26日一、選題背景與意義1.現(xiàn)今的停車問題隨著現(xiàn)代經(jīng)濟的日益發(fā)展，人們對于高效的出行與快速的交通網(wǎng)有了更高的要求，而私人汽車則是這種需求的直接體現(xiàn)，私人的汽車的數(shù)量在近幾年呈現(xiàn)指數(shù)增長，但是交通的發(fā)展卻滯后于汽車數(shù)量的增長，導(dǎo)致了堵車、停車位一位難求、交通事故頻發(fā)等一系列問題，尤其是在北京、上海等一線城市，現(xiàn)在矛盾已經(jīng)日益凸顯，解決此類問題已成為當(dāng)下最嚴峻的問題之一。對于當(dāng)下有車一族，雖然有車之后出行方

2、便，但是往往是一位難求，能開車，卻停不了車，造成的不便已經(jīng)怨聲載道，在總結(jié)了各方面因素后，按照各個因數(shù)的重要性，分析排列如下： （1）停車位少 這是首要原因，車多位少的矛盾已經(jīng)日益嚴重。 （2）找車位難 這其實是停車位少照成的結(jié)果之一，但是在實際中，及時有停車位，但是卻無法找到的例子也比比皆是。 （3）停車耗時久 在找到停車場或者停車位后，仍然要排隊等候等車，或者在停車場這樣狹窄密閉的空間中行車，倒車，轉(zhuǎn)彎，停車，這不僅難度大，而且浪費了大量的時間 。2.停車難問題的解決方案針對以上問題，我們認為，可以構(gòu)想建造一個現(xiàn)代化的智能停車場物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，針對以上問題設(shè)計停車場，可以達到很好的預(yù)期效果。（

3、1）針對停車位少的問題這一主要矛盾與各方面原因都有關(guān)，比如本來城市里面的土地面積就少，尤其是在鬧市區(qū)；地價貴，停車場入不敷出等，所以在分析了主要原因后，發(fā)現(xiàn)，如果要橫向增加停車位，難度和代價將會是巨大的，所以我考慮縱向增加停車位：就是在生活中發(fā)現(xiàn)，停車場不僅占地面積大，而且每輛車都是并排放置，而車的上方還有很大的空間沒有利用起來，做一個設(shè)想，如果停車場內(nèi)，車輛可以像疊羅漢一樣放置，這樣，不僅沒有占用更多的土地，反而使停車場的車位數(shù)成倍地增加，但是繼而引來的一個問題是，車輛如何停在其他車輛上方，我設(shè)想的解決方案是運用機械控制，用一個吊板將車輛懸放在其他車輛上方，構(gòu)成一個雙層或者多層的立體停車場。

4、其大致停放效果如圖1所示。圖1 立體停車場示意圖（2）針對找車位難的問題首先需要找到一個合適的停車場，這個問題的解決可以通過設(shè)立大的顯示招牌，顯示當(dāng)前停車場的入口位置還有剩余停車位的數(shù)量來得以緩解，但是更好的解決方法應(yīng)該是有一個智能的軟件（比如百度地圖，大眾點評一類的軟件）能夠?qū)崟r地搜索出周圍停車場（或者其他可停車的地方）的位置和實時的車位剩余情況，然后通過導(dǎo)航的方式引導(dǎo)車主到停車位置。這個是這個項目的后期要實現(xiàn)的一種設(shè)想。 找到停車場后，在偌大的停車場內(nèi)找車位難，往往會遇到這樣的情況，停車場內(nèi)車輛眾多，找不到被夾在密密麻麻車輛間的空位，導(dǎo)致在停車場里逗留過多時間，費油費力。如果在上一個提到的

5、最主要問題的解決方案能夠?qū)崿F(xiàn)下，這個問題自然就迎刃而解了。 如果第一個問題解決設(shè)想能夠?qū)崿F(xiàn)，那么可以預(yù)想的是：在我們找到停車場后，在某個地方停好車后，我們就可以自行離開，機械的吊臂和傳送帶會自動將我們的汽車按照計算機的控制和安排運送到各個車位，并不需要我們再花任何時間在停車場內(nèi)尋找車位，全部都由計算機安排，機械操作實現(xiàn)，這樣子，就省去了大量在停車場內(nèi)逗留的時間，不僅給停車的人省去更多的時間，并且也加快了停車場接納車流量的速度，提高停車場運作的效率，另外，由于機械操作的快速和精確，也保證了車輛的安全，免去車主在停車場內(nèi)行車由于道路環(huán)境狹窄行車不便造成車輛刮擦等等類似的不必要的麻煩。 （3）針對停

6、車耗時久的問題其實從以上的分析就可以很容易看出，上一個問題的解決其實已經(jīng)順帶把這個問題也給解決了，當(dāng)停車過程全部由計算機和機械來完成的時候，這時候就不存在人為停車慢的因數(shù)了，因為機械的力量、穩(wěn)定、速度和精度都遠遠高于人類。這樣，我們所設(shè)想的現(xiàn)代化智能停車場物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)就是基于對這三個主要問題的解決而展開的設(shè)想?？梢钥吹剑@樣的一個設(shè)想可以很好地解決目前停車的一系列問題，具有很高的實用價值和意義。二、停車場模型設(shè)計及操作流程1.停車場的搜尋 如前所述，我們可以有一個智能的軟件平臺（比如百度地圖，大眾點評一類的軟件）能夠?qū)崟r地搜索出周圍停車場（或者其他可停車的地方）圖2 軟件平臺示意圖的位置和實時的

7、車位剩余情況，然后通過導(dǎo)航的方式引導(dǎo)車主到停車位置。這款平臺可以供所有車主下載安裝到手機上，就可以很方便的幫助車主找到合適的停車場。界面大致示意圖如圖2所示。2.進入停車場當(dāng)某一車主欲將汽車停放在該智能停車場中，可將車輛開行至停車場的入口，在前臺的服務(wù)終端提交存車的信息，系統(tǒng)會給出存車時間、所存放的車位號碼等相應(yīng)信息，并給車主一張射頻卡，用于車主取車時的憑證。車主將車輛停放在一個機械車廂中即可離開，機械車廂會由機械手臂牽引，通過停車場內(nèi)部的機械運轉(zhuǎn)停放到相應(yīng)的停車位置上，這樣一輛車就停放完成了?？梢娬麄€過程中車主只需停放在停車場門口，而其他復(fù)雜的牽送工作都是系統(tǒng)自動完成的。停車過程和機械調(diào)整過

8、程如圖3和圖4所示。圖3 車主停車示意圖3.取車 只需要在前臺服務(wù)終端上點擊取車按鈕，交完費用并且刷卡識別后，系統(tǒng)會自動提示您去哪個車廂取車（當(dāng)然此時車庫內(nèi)的機械臂也立即開始響應(yīng)您的請求，為您取車并且放置到響應(yīng)的取車車廂，此處存在一種算法優(yōu)化的問題，如何安放車輛能夠使用戶取車最快最為方便（比如，后停的車安放在最內(nèi)部，早先停的車放在最外部，這樣先停的車在近段時間內(nèi)很可能會取車，使機械臂能夠以最快的速度和最短的距離取車，并且放置到圖4 停車場內(nèi)部機械調(diào)動車輛相應(yīng)的車廂），進入車廂后，只需開車從出口出去就行，系統(tǒng)檢測到您取車離開后，車廂門自動關(guān)閉。三、方案設(shè)計的其他細節(jié)1.總體設(shè)計思想在此停車場設(shè)計

9、方案中，主要思想是采用了全機械化的控制流程來代替人的行為，大大簡化了車主的停車行為，車主只需要按下停車按鈕，因為在后續(xù)中考慮到一些優(yōu)化問題，所以要添加用戶手機號碼輸入和預(yù)約取車時間等功能，方便用戶和停車場維護。添加用戶手機號后，能夠?qū)崟r地把停車信息反饋給用戶：比如停車場地址，停車時間等，用戶還可以通過短信或者手機隨時更改或者預(yù)約取車時間或者停車時間。2.預(yù)約取車時間這一細節(jié)方面的設(shè)想是為了方便停車場為車輛分配停放位置，用語優(yōu)化算法，提高效率，比如，預(yù)約時間為3小時的車輛比預(yù)約時間為5小時的車輛，停車場更容易把車安放在停車場距離取車車廂近的位置，方便快速取車。3.立體結(jié)構(gòu)將停車場多層管理，大大提

10、高了停車場的車位容量，雖然加大了管理難度，但是由于使用了計算的控制，實際上反而減少了勞作量，提高了效率，使停車場吞吐效率得到很大的提高。 4.高峰時期的考慮在大城市的上下班時間，用戶在短時間內(nèi)劇增，為了應(yīng)付這樣的情形，我們考慮了一種實時的調(diào)整方案，無需增加額外的復(fù)雜設(shè)備和技術(shù)來緩解改問題：比如在上班高峰期，車庫內(nèi)的一層作為緩沖區(qū)（可以將一層用傳送帶實現(xiàn)車輛的自動移動和安放，因為停放在一層的車輛無需用吊臂吊起，并且傳送帶由于沒有夾取，抬升等動作，速度比吊臂快很多），這樣，在車輛一旦?？窟M車廂后，傳送帶立即把車輛運送到一層內(nèi)部的一個位置先行安放，騰出車廂，方便下一輛車進入，然后吊臂此時的工作就是把

11、一層增加的車輛根據(jù)計算機控制，吊起后再安放到其他層的停車位，就是說，一輛車在用戶和停車場的服務(wù)端口看來，他體會到的停車時間只有約為用戶把車開進車廂，然后離開的時間。這樣能夠很大地緩解這個問題。在下班時間：用戶取車的需求在短時間內(nèi)劇增，同樣運用上述的手段，將用戶預(yù)約取車（所以在先前增加預(yù)約功能的設(shè)計）的車輛提早安放到停車場1層的緩沖區(qū)，當(dāng)用戶進入停車場刷卡取車時，能夠快速通過傳送帶將車輛送入取車車廂。四、具體實現(xiàn)方案和結(jié)構(gòu)1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計為了實現(xiàn)上述智能停車場的設(shè)計，我們初步設(shè)想將該系統(tǒng)分成六大模塊進行實現(xiàn)，分別是中心控制模塊，車庫管理模塊，用戶交互模塊，網(wǎng)絡(luò)交互模塊，數(shù)據(jù)庫，機械運行模塊

12、。他們之間的交互關(guān)系如圖5所示。中心控制模塊用戶交互模塊車庫管理模塊網(wǎng)絡(luò)交互模塊數(shù)據(jù)庫機械運行模塊圖5 各個模塊關(guān)聯(lián)圖在具體的設(shè)計過程中，我們首先需要針對各個模塊分別進行設(shè)計實現(xiàn)，最后將各個部分進行整合，這樣可以有清楚的思路去實現(xiàn)整體的設(shè)計。2.各個模塊功能說明中心控制模塊：該模塊是整個系統(tǒng)的核心，管理整個系統(tǒng)的運作，從各個停車位處收集相關(guān)信息（例如：空余車位數(shù)，在庫車輛信息，附近路況，特殊情況等），轉(zhuǎn)存入數(shù)據(jù)庫，并使用這些信息與用戶和網(wǎng)絡(luò)模塊進行交互。車庫管理模塊：該模塊用于管理整個車庫，在最小系統(tǒng)的情況下，僅用該模塊與機械模塊就可以組成系統(tǒng)。主要功能為：空位信息收集，在庫車輛信息收集，使用用戶信息管理，出入庫運行管理，車輛調(diào)配管理，緊急情況管理。機械運行模塊：負責(zé)車輛在庫內(nèi)的運動，有收集信息的傳感器，移動車輛的傳送帶和升降機，用戶操作用的控制面板。用戶交互模塊：向用戶提供信息，提供車位查詢，預(yù)約服務(wù)。（附近公司的員工等常用客戶）網(wǎng)絡(luò)交互模塊：負責(zé)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用?？晒┡R時停放車輛的客戶使用。五、模型設(shè)計的缺點該智能停車場物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)模型只是簡單的粗略設(shè)計，其中很多因素都被簡化忽略，比如吊臂的運行速度和效率到底有多快，吊臂的安全性等等。 設(shè)計中對于資金和場地建設(shè)的費用等因素沒有做太多考慮，只是單純地覺得采用該模型能夠成倍增加停車位數(shù)量