淺析自助式自行車停車位設(shè)計(jì)——科技論文

隨著人們生活水平的提高，車輛的使用越來越頻繁。傳統(tǒng)的城市公共停車資源調(diào)查與規(guī)劃采用人工現(xiàn)場調(diào)查量測，同時(shí)現(xiàn)場進(jìn)行停車位規(guī)劃的方式進(jìn)行，必須投入大量的人力、物力和財(cái)力，且停車資源信息是通過紙質(zhì)地圖的形式展示使用，對于統(tǒng)計(jì)和報(bào)表的生成非常繁瑣，難以滿足管理部門的查詢統(tǒng)計(jì)和輔助決策。近年來，隨著健康出行、綠色出行、快捷出行理念的普及，自行車越來越受到人們的青睞。城市化建設(shè)的逐步深入，城市人口不斷增加，公共空地越來越緊張，自行車停放問題越來越突出。

一、自行車停車位現(xiàn)狀

我國擁有大量的自行車，曾經(jīng)設(shè)計(jì)建設(shè)了不少自行車停車位（如圖1所示）。但是這些停車位都是需要單獨(dú)占用一塊空地，影響人們正?；顒?dòng)；車輛停放時(shí)，需要自備車鎖，使用不方便；這些停車位通常是金屬框架，長時(shí)間使用容易銹蝕、變形，影響市容。這樣就需要設(shè)計(jì)一種既可以方便人們停放自行車，又可以充分利用廣場、道路空地，不影響人們正?；顒?dòng)的停車位。

二、地嵌式自助自行車停車位的設(shè)計(jì)

（一）總體設(shè)計(jì)

城市人口不斷增加，城市空間日趨緊張，地上空地十分有限。地嵌式自助自行車停車位將地上和地下結(jié)合使用，如圖2所示。在廣場、道路等平整空地處向下開槽，自行車停放時(shí)將車輪嵌入鎖車即可；無車時(shí)，由于開槽較窄，不影響正常廣場、道路的使用，不占用多余空地。

圖 2 地嵌式自助自行車停車位設(shè)計(jì)模型

現(xiàn)在人們騎行的自行車主要不是作為交通工具，而是作為健身設(shè)備。此類車輛結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量較輕，一般不攜帶大量物品；由于要求不同，設(shè)計(jì)工藝也不一樣，造價(jià)也比較昂貴，車輛的停放安全就比較重要。在自行車停車位設(shè)計(jì)時(shí)本著方便人們使用，設(shè)置自動(dòng)鎖車功能。這樣人們騎車來廣場休閑，或中途停車休息，就可以不用擔(dān)心車輛安全問題。設(shè)置此自動(dòng)鎖車功能，還便于系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化管理，將停車更加有序、便捷。

地嵌式自助自行車停車位在地面開設(shè)窄長停車槽，在槽內(nèi)設(shè)置電子自動(dòng)鎖車裝置，當(dāng)車輪進(jìn)入停車槽，觸發(fā)鎖車開關(guān)，執(zhí)行鎖車動(dòng)作；取車時(shí)，通過密碼操作解鎖取車。

地嵌式自助自行車停車位采用無線遠(yuǎn)程控制技術(shù)，便于信息交換，集中管理，有利于資源的有效利用。管理部門可以遠(yuǎn)程監(jiān)控停車位的運(yùn)行情況，用戶也可以實(shí)時(shí)了解停車位信息。

（二）模塊設(shè)計(jì)

地嵌式自助自行車停車位是采用模塊設(shè)計(jì)，鎖車動(dòng)作是通過機(jī)械裝置電磁鎖實(shí)現(xiàn)的，具體可在地面以下半圓型的停車槽側(cè)邊安裝電磁鎖進(jìn)行鎖車，即當(dāng)自行車輪進(jìn)入停車槽，觸發(fā)鎖車開關(guān)，系統(tǒng)發(fā)出鎖車動(dòng)作進(jìn)行鎖車，同時(shí)生成鎖車密碼。密碼可以通過短信形式發(fā)送給用戶，或者在附近的密碼樁自行設(shè)置。取車時(shí)，也可通過短信指令開鎖，或在附近的密碼樁手動(dòng)開鎖。

地嵌式自助自行車停車位的控制核心是電子密碼鎖系統(tǒng)。如前所述，鎖車密碼可以通過無線形式發(fā)給用戶，也可以通過現(xiàn)場密碼樁手動(dòng)設(shè)置。本文分析通過密碼樁的現(xiàn)場設(shè)置方案。

電子密碼鎖系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為核心，采用矩陣鍵盤輸入數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)LCD顯示器提示操作過程、狀態(tài)。電子密碼鎖采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括矩陣鍵盤模塊、顯示模塊和密碼模塊等。如圖3所示為電子密碼鎖系統(tǒng)原理框圖，其中AT24C02存儲(chǔ)芯片作為斷電數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，LED、蜂鳴器作為操作的聲光提示。

圖 3 電子密碼鎖系統(tǒng)原理框圖

1、矩陣鍵盤模塊

本文采用4×4矩陣鍵盤輸入，可有效減少鍵盤與單片機(jī)接口時(shí)所占用的I/O線的數(shù)目。本設(shè)計(jì)中，矩陣鍵盤行線與單片機(jī)P1.0-P1.3相連，列線與單片機(jī)P1.4-P1.7相連，矩陣鍵盤設(shè)計(jì)電路圖。

矩陣鍵盤模塊主要包含鍵盤的掃描、延時(shí)去抖、確定鍵值以及返回鍵值。鍵盤掃描是循環(huán)的，程序編寫會(huì)使其進(jìn)入循環(huán)，這樣可以檢驗(yàn)出是否有按鍵按下，如果無按鍵按下就會(huì)進(jìn)入等待有按鍵按下的狀態(tài)，如果有按鍵按下的話就進(jìn)入延時(shí)去抖的步驟，這樣可以肯定的確定掃描到的按鍵是否被按下。經(jīng)過去抖之后就是確定按鍵的位置即是第幾行和第幾列，找到按鍵后，就是確定鍵值并返回按鍵值。

（1）按鍵的消抖子程序

if(press_on!=0XF0)//按鍵消抖

{

delay(50);

press_on=KEY_IO;

}

（2）確定鍵值的子程序

switch(row)

{

case 0xe0:row=0;break;

case 0xd0:row=1;break;

case 0xb0:row=2;break;

case 0x70:row=3;break;

}

switch(col)

{

case 0x07:col=0;break;

case 0x0b:col=1;break;

case 0x0d:col=2;break;

case 0x0e:col=3;break;

}

recieve=key_value[row][col];  

2、顯示模塊

顯示模塊采用1602A液晶顯示器。LCD1602A共有16個(gè)管腳，各管腳名稱、功能如表1所示。

表1 LCD1602A接口說明

LCD1602A與單片機(jī)STC89C52相連實(shí)際共使用11根管腳，具體連接情況如表2所示。

表2 LCD與MCU連接說明

顯示模塊的軟件設(shè)計(jì)主要包含開始、初始化LCD、清除LCD、寫LCD四個(gè)過程，其中寫包含寫數(shù)據(jù)和寫字符。

（1）寫數(shù)據(jù)的部分程序

void printf_data(uchar row,uchar col,uchar count,uint dat)//寫數(shù)(5位數(shù)據(jù))

{

uchar sh1,sh2,sh3,sh4,sh5;

sh5=dat/10000;

sh4=dat%10000/1000;

sh3=dat%1000/100;

sh2=dat%100/10;

sh1=dat%10;

write_adr(0x0c);

switch(row)

{

case 1:row=0x80;break;

case 2:row=0xc0;break;

default:break;

}

write_adr(row+col-1);

delay(500);

if(count>=5)

write_data(sh5+48);

if(count>=4) 

write_data(sh4+48);

if(count>=3)

write_data(sh3+48);

if(count>=2) 

write_data(sh2+48);

if(count>=1)

write_data(sh1+48);

（2）寫字符的程序

void  printf_char(uchar row,uchar col,uchar Inbuffer[31])//寫字符

{

uchar i;

write_adr(0x0c);

switch(row)

{

case 1:row=0x80;break;

}

}

3、密碼模塊

密碼模塊主要是完成密碼輸入及修改的功能。修改密碼程序如下。

void ch_word(void)//改密碼

{

unsigned char recieve=0xff,b[10],j=0;

LCD_CLR();

printf_char(1,1,"new_password%d");

while(recieve!=11)

{

recieve=keypad();

delay(10000);

if(recieve<=9&&recieve>=0)

{

b[j]=recieve;

printf_data(2,j+1,1,recieve);

j++;

}

else if(recieve==12)

{

if(j!=0)

{  

a[j]='\0';

printf_char(2,j," %d"); 

j--;   

}

} 

（三）模型設(shè)計(jì)

依據(jù)前面的設(shè)計(jì)，地嵌式自助自行車停車位若實(shí)現(xiàn)基本的現(xiàn)場密碼存取車，可通過STC89C52單片機(jī)編程控制電磁鎖的吸合、松開，從而實(shí)現(xiàn)自行車的鎖車、取車動(dòng)作。這樣停車位從外部能看到僅僅是窄窄的縫。無車時(shí)毫不影響廣場、道路的使用。電磁鎖藏于地下，不影響外觀。在附近花壇設(shè)置小巧的密碼樁，控制電路置于其中，既不影響外觀，又便于維修。如圖4所示為停車位實(shí)物模型。

圖 4 地嵌式自助自行車停車位實(shí)物模型

三、總結(jié)

本文設(shè)計(jì)了一種地嵌式自助自行車停車，集合單片機(jī)控制，方便實(shí)現(xiàn)自行行車的自主存取。本文分析的是通過矩陣鍵盤進(jìn)行自行車存取的控制模式。此停車位還可以基于ARM和ZigBee構(gòu)建嵌入式智能停車系統(tǒng)，并結(jié)合GSM或3/4G模塊實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端近程、遠(yuǎn)程無線控制，并且可將停車位數(shù)據(jù)上傳至控制中心，全市統(tǒng)一管理，資源整合。

[參考文獻(xiàn)]

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本文來源：http://k2057.cn/w/kj/863.html  《河南科技》