基于分布式无线网络的智能立体停车库

摘要

本发明提供了一种基于分布式无线网络的智能立体停车库，包括：无线路由器、车库管理系统、手机客户端、车载计算机控制系统和立体车库，其中：车库管理系统、手机客户端、立体车库和车载计算机控制系统均处于无线路由器构建的基础网内；车库管理系统接收通过手机客户端发出请求，向车库发送驱动信号并反馈信息；手机客户端与车库管理系统交流车位空余信息、发送停车取车信息；车载计算机控制系统包括单板电脑、无线WIFI模块和必要外围电路；所述立体车库由车库横向驱动模块、车库纵向驱动模块、出入口电梯和红外车位检测模块组成。本发明结构简单、层次分明，便于车库管理、用户使用，降低空间消耗、能源消耗的同时保证用户泊车的高效率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能停车库，具体地，涉及一种基于分布式无线网络的智能立体 停车库。

背景技术

随着城市高速发展和社会汽车保有量的不断增加，城市中交通拥堵、停车难等问题 越来越突出。根据清华大学北京市中心区停车情况的调查，该地区能提供的停车面积不 足这些车辆所需的25%，这反映出了基本车位尚有很大缺口。为了更高效率利用城市空 间，解决城市中出行赌、停车难的问题，各国政府都不惜投入大量的人力、物力寻求解 决问题飞途径。智能立体车库具有高空间利用率、智能高效的特点，能够很好的解决上 述问题，现已成为智慧城市、智能交通的重要研发环节。

立体停车库属于仓储设施，专门为各类车辆自动停放、科学寄存。其由钢构架、回 转台（采用埋人式）、输送车或升降电梯、监控操作台及辅助设备（消防、配电、防盗 机构）六大部分联合构成。目前，在国内一些经济较发达，人口密度较大的城市中开发 推广，并已经日趋成熟。目前阶段，立体车库主要是作为城市密集型公共交通的一种有 益补充，为公共交通的真空地带提供优质的泊车服务，如大型活动场所、大型停车场、 大型住宅区、休闲场所、大学校园等。

立体停车库可分为自行式立体停车库、半自动立体停车库和全自动立体停车库。全 自动立体停车库可分为两层或多层平面式全自动立体停车库、竖向密集型全自动立体停 车库以及特殊造型结构全自动立体停车库（如蜂窝式、迷宫式等)。全自动立体车库结 构复杂，控制要求较高，是集计算机、人工智能、自动控制和光－机－电技术等为一体 的高科技产品，但是能够极大提高空间和时间利用率，是立体车库开发的重点。

无线网络的发展越来越趋向于网状结构，分布式无线技术逐渐成为未来分布式无线 网络的重要支撑技术。分布式无线网络根据其网络拓扑结构的特点，主要可以分为无基 础设施的分布式无线网络和具有基础设施的分布式无线网络。分布式无线网络拓扑结构 多应用于多传感器信息融合、远程监控等方面。

经过现有技术的文献检索，作者汪浩等在文献“自动化立体车库的设计与开发”（机 电产品开发与创新,2003,05:28-29）提到设计自动化立体车库的方法和思路，但是主要 是在机械结构设计方面，在整个车库系统架构、管理平台等层面，涉及甚少；经过专利 检索，作者韩守忠等在专利“一种智能立体停车库”（专利申请号：200910012216，公 开号：101929257A）中提出了一种集合汽车自动停放和收费管理的智能立体停车库，但 是由于移动载车机构的限制，单体车库智能有3排多列，不易进行扩展等，且耗能较大。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于分布式无线网络的智能立 体停车库，采用分布式无线网络控制立体车库，结构简单、层次分明，便于车库管理、 用户使用，在降低空间消耗、能源消耗的情况下，保证用户泊车的高效率。

根据本发明的一个方面，提供一种基于分布式无线网络的智能立体停车库，包括 无线路由器、车库管理系统、手机客户端、车载计算机控制系统和立体车库；所述立体 车库通过电梯实现上下层间的联接，所述车库管理系统、所述手机客户端、所述车载计 算机控制系统和所述立体车库均处于由所述无线路由器构建的基础网内，所述立体车库 搭载的各WIFI模块作为服务器，所述车库管理系统作为客户端，而所述车库管理系统 对于各手机客户端来讲，又是代理服务器，各通信节点通过TCP/IP协议进行问答式通 信，实现了通信闭环，保证通信的安全性。其中：

车库管理系统接收由用户通过手机客户端发出的请求，然后向立体车库发送驱动信 号，完成动作，任务完成后向用户反馈信息；

手机客户端启动时，连接服务器网络，接收车库管理系统发来的车位空余信息；停 车时，由用户进行选车位操作后，向车库管理系统发送停车命令；取车时，由用户选中 汽车后，向车库管理系统发送取车命令。

车载计算机控制系统，在用户在选好停车位时，根据无线WIFI模块接收到的手机 命令请求进行调整，便于自动泊车。

优选地，所述车库管理系统分为命令收发处理模块、车库机构控制模块、车位检测 模块，其中：所述命令收发处理模块根据通信协议接收命令请求，并判断命令请求类型 做出判断，在进行命令处理后，根据通信协议向外发出命令请求；所述车库机构控制模 块根据命令请求的类型判断立体车库需要进行的动作，并分解为传动机构在横向、纵向 和竖直方向上机械运动，计算出各方向上电机需要运行的脉冲数；所述车位检测模块向 外发出车位检测命令，然后根据红外检测模块发回的信息解码判断车位信息，并显示出 来。

更优选的，所述车库管理系统有“自动”和“手动”两种模式可以进行切换，一般 情况下使用为自动模式；在进行系统调试或紧急情况时，可以使用手动模式。

更优选的，所述车库管理系统类比操作系统分配优先级的方式，采用多线程工作方 式，对客户端请求、车库机械动作、信息反馈等进行实时分配，可以保证系统的效率和 安全。

优选地，所述立体车库由车库横向驱动模块、车库纵向驱动模块、车库入口电梯、 车库出口电梯和红外车位检测模块组成，其中：所述车库纵向驱动模块用以驱动大梁沿 出入口方向上运动；所述车库横向驱动模块用以驱动吊车平台在垂直于出入口方向上进 行直线运动；所述车库入口电梯、所述车库出口电梯均采用步进电机四线卷扬式用以载 车在竖直方向上运动；所述红外车位检测模块采用红外测距管进行扫描轮检车位，在接 收到车库管理系统的命令请求后，所述车库纵向驱动模块从入口处运动到出口处，红外 测距管进行车位检测，根据脉冲变化转化为数字信号后回发给所述车库管理系统。

更优选的，所述车库横向驱动模块、所述车库纵向驱动模块、所述车库入口电梯、 所述车库出口电梯、所述红外车位检测模块均独立分开，均设置有无线模块，并分别采 用HCS12单片机进行控制。

本发明中，车库管理操作流程分为用户停车和用户取车两部分：

用户进行停车时，基本流程为：

1、用户使用手机通过所述手机客户端联入由所述无线路由器构建的车库基础网， 并进行身份认证；

2、身份认证通过后，所述手机客户端通过屏幕以平面图的形式显示当前车库空余 车位信息；

3、用户选择车库某一层空余车位，并确认后离开汽车；

4、汽车经过简单调整后，通过立体车库的传送带将汽车拖入吊车平台中；

5、所述车库管理系统根据用户选择车位进行计算，经所述车库横向驱动模块、所 述车库纵向驱动模块分上下、横向、纵向三个方向进行运动，由所述红外车位检测模块 精确定位达到目标停车位，平台将车释放停好。

用户进行取车时，基本流程为：

1、用户使用手机通过所述手机客户端联入由所述无线路由器构建的车库基础网， 并进行身份认证；

2、通过身份认证后，手机上显示用户汽车的状态，询问是否取车；

3、用户确认取车后，进行手机支付停车费用，在车库出口电梯等待；

4、所述车库管理系统根据用户车位进行计算，经所述车库横向驱动模块、所述车 库纵向驱动模块分上下、横向、纵向三个方向进行运动到达出口电梯；

5、用户驾驶汽车离开。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、立体车库结构简单、机械设计精简，易于建造和拆卸；使用较少的空间停放较 多汽车，并且具有对车辆无损害，停车速度快、效率高的特点。

2、通过WIFI模块构建分布式无线网络，各通信节点通过TCP/IP协议进行问答式 通信，实现了通信闭环，保证通信的安全性。

3、车库管理系统采用多线程，提高系统工作效率，方便车库管理；手机客户端设 计精简，功能全面，利于用户使用；汽车、车库、手机等均处于同一个局域网，构建了 简单“物联网”，符合智能交通、智慧城市的概念。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特 征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明系统结构框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人 员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技 术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于 本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例提供一种基于分布式无线网络的智能立体停车库，包括车 库管理系统1、无线路由器2、Android手机客户端3、车载计算机控制系统4和立体车 库5，其中：所述车库管理系统1、所述Android手机客户端3、车载计算机控制系统4 和所述立体车库5均处于由所述无线路由器2构建的基础网内。

本实施例中，所述车库管理系统1为LabVIEW开发的多线程上位机，主要功能为接 收由用户通过所述Android手机客户端3发出的请求，然后向所述立体车库5发送驱动 信号，任务完成后向用户反馈信息。

本实施例中，所述车库管理系统1分为命令收发处理模块、车库机构控制模块、车 位检测模块，其中：所述命令收发处理模块根据通信协议接收命令请求，并判断命令请 求类型做出判断，在进行命令处理后，根据通信协议向外发出命令请求；所述车库机构 控制模块根据命令请求的类型判断立体车库需要进行的动作，并分解为传动机构在横 向、纵向和竖直方向上机械运动，计算出各方向上电机需要运行的脉冲数；所述车位检 测模块向外发出车位检测命令，然后根据红外检测模块发回的信息解码判断车位信息， 并显示出来。

本实施例中，所述车库管理系统1有“自动”和“手动”两种模式可以进行切换， 一般情况下使用为自动模式；在进行系统调试或紧急情况时，可以使用手动模式；由于 所述车库管理系统1类比操作系统分配优先级的方式，采用多线程工作方式，对客户端 请求、车库机械动作、信息反馈等进行实时分配，可以保证系统的效率和安全。

本实施例中，所述Android手机客户端3主要实现功能为：启动时，连接服务器网 络，接收所述车库管理系统1发来的信息；停车时，由用户进行选车位操作后，向所述 车库管理系统1发送停车命令；取车时，由用户选中汽车后，向所述车库管理系统1发 送取车命令。

本实施例中，所述立体车库5由车库横向驱动模块8、车库纵向驱动模块10、车库 入口电梯6、车库出口电梯7和红外车位检测模块9组成，其中：所述车库纵向驱动模 块10采用步进电机驱动大梁沿出入口方向上运动；所述车库横向驱动模块8采用步进 电机驱动吊车平台在垂直于出入口方向上进行直线运动；所述车库入口电梯6、车库出 口电梯7均采用步进电机四线卷扬式用以载车在竖直方向上运动，用于车辆进出车库及 上下楼层的联接；所述红外车位检测模块9在接收到所述车库管理系统1的命令请求后， 所述车库纵向驱动模块10从入口处运动到出口处，在这期间红外测距管进行车位检测， 根据脉冲变化转化为数字信号后回发给所述车库管理系统1。

本实施例中，所述车库入口电梯6、所述车库出口电梯7、所述车库横向驱动模块8、 所述车库纵向驱动模块10、所述红外车位检测模块9均独立分开，均设置有无线模块， 并分别采用HCS12单片机进行控制。

本实施例中，所述车载计算机控制系统4包括单板电脑、无线WIFI模块和必要外 围电路；用户在选好停车位时，汽车根据所述无线WIFI模块接收到的手机命令请求进 行调整，便于自动泊车。

本实施例中，所述的车库管理系统1、所述Android手机客户端3、所述立体车库 5、所述车载计算机控制系统4均处于由所述无线路由器2构建的基础网内；所述立体 车库5搭载的各无线模块作为服务器；所述车库管理系统1作为客户端；而所述车库管 理系统1对于各所述Android手机客户端3来讲，又是代理服务器；各通信节点通过 TCP/IP协议进行问答式通信，实现了通信闭环，可以保证通信的安全性。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上 述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改， 这并不影响本发明的实质内容。