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

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(jì)設(shè)計(jì)報(bào)告參賽選題:現(xiàn)代智能停車場物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)的日益發(fā)展，人們對(duì)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(yán)峻的問題之一。對(duì)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(gè)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(yán)重。 （2）找車位難 這其實(shí)是停車位少照成的結(jié)果之一，但是在實(shí)際中，及時(shí)有停車位，但是卻無法找到的例子也比比皆是。 （3）停車耗時(shí)久 在找到停車場或者停車位后，仍然要排隊(duì)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(fèi)了大量的時(shí)間 。2.停車難問題的解決方案針對(duì)以上問題，我們認(rèn)為，可以構(gòu)想建造一個(gè)現(xiàn)代化的智能停車場物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，針對(duì)以上問題設(shè)計(jì)停車場，可以達(dá)到很好的預(yù)期效果。（

3、1）針對(duì)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(jià)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(jià)將會(huì)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(gè)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(gè)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(yùn)用機(jī)械控制，用一個(gè)吊板將車輛懸放在其他車輛上方，構(gòu)成一個(gè)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(duì)找車位難的問題首先需要找到一個(gè)合適的停車場，這個(gè)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(gè)智能的軟件（比如百度地圖，大眾點(diǎn)評(píng)一類的軟件）能夠?qū)崟r(shí)地搜索出周圍停車場（或者其他可停車的地方）的位置和實(shí)時(shí)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(gè)是這個(gè)項(xiàng)目的后期要實(shí)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(huì)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(shí)間，費(fèi)油費(fèi)力。如果在上一個(gè)提到的

5、最主要問題的解決方案能夠?qū)崿F(xiàn)下，這個(gè)問題自然就迎刃而解了。 如果第一個(gè)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(gè)地方停好車后，我們就可以自行離開，機(jī)械的吊臂和傳送帶會(huì)自動(dòng)將我們的汽車按照計(jì)算機(jī)的控制和安排運(yùn)送到各個(gè)車位，并不需要我們再花任何時(shí)間在停車場內(nèi)尋找車位，全部都由計(jì)算機(jī)安排，機(jī)械操作實(shí)現(xiàn)，這樣子，就省去了大量在停車場內(nèi)逗留的時(shí)間，不僅給停車的人省去更多的時(shí)間，并且也加快了停車場接納車流量的速度，提高停車場運(yùn)作的效率，另外，由于機(jī)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(duì)停

6、車耗時(shí)久的問題其實(shí)從以上的分析就可以很容易看出，上一個(gè)問題的解決其實(shí)已經(jīng)順帶把這個(gè)問題也給解決了，當(dāng)停車過程全部由計(jì)算機(jī)和機(jī)械來完成的時(shí)候，這時(shí)候就不存在人為停車慢的因數(shù)了，因?yàn)闄C(jī)械的力量、穩(wěn)定、速度和精度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(duì)這三個(gè)主要問題的解決而展開的設(shè)想?？梢钥吹?，這樣的一個(gè)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(shí)用價(jià)值和意義。二、停車場模型設(shè)計(jì)及操作流程1.停車場的搜尋 如前所述，我們可以有一個(gè)智能的軟件平臺(tái)（比如百度地圖，大眾點(diǎn)評(píng)一類的軟件）能夠?qū)崟r(shí)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(tái)示意圖的位置和實(shí)時(shí)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(tái)可以供所有車主下載安裝到手機(jī)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(jìn)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(tái)的服務(wù)終端提交存車的信息，系統(tǒng)會(huì)給出存車時(shí)間、所存放的車位號(hào)碼等相應(yīng)信息，并給車主一張射頻卡，用于車主取車時(shí)的憑證。車主將車輛停放在一個(gè)機(jī)械車廂中即可離開，機(jī)械車廂會(huì)由機(jī)械手臂牽引，通過停車場內(nèi)部的機(jī)械運(yùn)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。可見整個(gè)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(dòng)完成的。停車過程和機(jī)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(tái)服務(wù)終端上點(diǎn)擊取車按鈕，交完費(fèi)用并且刷卡識(shí)別后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提示您去哪個(gè)車廂取車（當(dāng)然此時(shí)車庫內(nèi)的機(jī)械臂也立即開始響應(yīng)您的請(qǐng)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(shí)間內(nèi)很可能會(huì)取車，使機(jī)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(jī)械調(diào)動(dòng)車輛相應(yīng)的車廂），進(jìn)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(dòng)關(guān)閉。三、方案設(shè)計(jì)的其他細(xì)節(jié)1.總體設(shè)計(jì)思想在此停車場設(shè)計(jì)

9、方案中，主要思想是采用了全機(jī)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?yàn)樵诤罄m(xù)中考慮到一些優(yōu)化問題，所以要添加用戶手機(jī)號(hào)碼輸入和預(yù)約取車時(shí)間等功能，方便用戶和停車場維護(hù)。添加用戶手機(jī)號(hào)后，能夠?qū)崟r(shí)地把停車信息反饋給用戶：比如停車場地址，停車時(shí)間等，用戶還可以通過短信或者手機(jī)隨時(shí)更改或者預(yù)約取車時(shí)間或者停車時(shí)間。2.預(yù)約取車時(shí)間這一細(xì)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(shí)間為3小時(shí)的車輛比預(yù)約時(shí)間為5小時(shí)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(jì)算的控制，實(shí)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(shí)期的考慮在大城市的上下班時(shí)間，用戶在短時(shí)間內(nèi)劇增，為了應(yīng)付這樣的情形，我們考慮了一種實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)移動(dòng)和安放，因?yàn)橥７旁谝粚拥能囕v無需用吊臂吊起，并且傳送帶由于沒有夾取，抬升等動(dòng)作，速度比吊臂快很多），這樣，在車輛一旦停靠進(jìn)車廂后，傳送帶立即把車輛運(yùn)送到一層內(nèi)部的一個(gè)位置先行安放，騰出車廂，方便下一輛車進(jìn)入，然后吊臂此時(shí)的工作就是把

11、一層增加的車輛根據(jù)計(jì)算機(jī)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(huì)到的停車時(shí)間只有約為用戶把車開進(jìn)車廂，然后離開的時(shí)間。這樣能夠很大地緩解這個(gè)問題。在下班時(shí)間：用戶取車的需求在短時(shí)間內(nèi)劇增，同樣運(yùn)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(jì)）的車輛提早安放到停車場1層的緩沖區(qū)，當(dāng)用戶進(jìn)入停車場刷卡取車時(shí)，能夠快速通過傳送帶將車輛送入取車車廂。四、具體實(shí)現(xiàn)方案和結(jié)構(gòu)1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)上述智能停車場的設(shè)計(jì)，我們初步設(shè)想將該系統(tǒng)分成六大模塊進(jìn)行實(shí)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(jī)械運(yùn)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(jī)械運(yùn)行模塊圖5 各個(gè)模塊關(guān)聯(lián)圖在具體的設(shè)計(jì)過程中，我們首先需要針對(duì)各個(gè)模塊分別進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，最后將各個(gè)部分進(jìn)行整合，這樣可以有清楚的思路去實(shí)現(xiàn)整體的設(shè)計(jì)。2.各個(gè)模塊功能說明中心控制模塊：該模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心，管理整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作，從各個(gè)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(jìn)行交互。車庫管理模塊：該模塊用于管理整個(gè)車庫，在最小系統(tǒng)的情況下，僅用該模塊與機(jī)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(yùn)行管理，車輛調(diào)配管理，緊急情況管理。機(jī)械運(yùn)行模塊：負(fù)責(zé)車輛在庫內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，有收集信息的傳感器，移動(dòng)車輛的傳送帶和升降機(jī)，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(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。可供臨時(shí)停放車輛的客戶使用。五、模型設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)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(jì)，其中很多因素都被簡化忽略，比如吊臂的運(yùn)行速度和效率到底有多快，吊臂的安全性等等。 設(shè)計(jì)中對(duì)于資金和場地建設(shè)的費(fèi)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