露天停车场太阳能导标系统

露天停车场太阳能导标系统 第lO卷第2期 2011年6月 广东轻工职业技术学院 J0URNAL0FGUANGDONGINDUSTRYTECHNICALC0LLEGE VO1.10No.2 Jun.2Oll 露天停车场太阳能导标系统冰 邹亮朱玲湘 (1.深圳大学土木学院,广东深圳518060;2.华南农业大学理学院应用数学系,广东广州510642) 摘要:城市的建设规划已经把停车场列为重点考虑问题,日益增加的车辆及其停放问 题和安全问题都受到人们的普遍关注.特别是对于露天停车场目前广泛存在着晚间车位 线不清等问题,本文针对上述实际情况,以太阳能,超声波与无线传输技术为基础,致力于 露天停车场导标系统的与研究,利用发光导标引导车辆,使驾驶员在能见度低(晚 上,大雨,大雾等)的环境下也能够迅速的找到车位,同时导标还能够 明确显示车位界限, 从而有效利用停车场的有限空间.本文所研究内容及其成果在智能交通领域具有很好的 现实价值. 关键词:太阳能;超声波;发光导标;无线传输;露天停车场 中图分类号:TP273+.2文献标识码:A文章编号:1672.1950(2011)02-0008-05 1设计背景 随着大型,超大型停车场的不断兴建,停车场需 要管理的车辆数量越来越庞大,管理难度加大,如何 保证进入停车场的每一辆车的安全是现代停车场在 安全性方面所面临的一个重大考验.另外,随着规 模的不断扩大,停车场内部针对停车用户的泊车引 导日显重要,停车用户置身于停车位多达数千甚至 上万的停车场中,往往很难自主快速找到停车位,如 没有合适的泊车提示引导信息,将会引起停车场内 部的秩序混乱,影响停车场的正常运行,这样也势必 浪费用户的时间和社会能源,降低停车场的运行效 率.因此,泊车引导系统的设计也是现代停车场智 能管理系统研究中所要重点关注的一个方面?. 停车场的智能化管理,是指利用现代高新科学 技术对停车场进行自动化管理,提高管理的有效性, 安全性,可靠性和停车场运行自动化程度.由于尽 量减少人工的参与,从而最大限度的减少人员费用 以及由于人为失误或舞弊造成的损失,大大提高整 个停车场的经济性,安全性与使用效率.但由于目 收稿ia期:2011一O4一l3 基金项目:深圳大学自制实验仪器设备基金(2009021)资助. 作者简介:邹亮(1979一),男,讲师. 前智能化停车场需要的相关技术要么没有成熟运用 于停车场智能管理系统中,要么只是实现了局部的 智能化,例如单纯的自动计费系统等.所以目前的 停车场管理系统综合自动化程度和智能化程度还不 是很高. 由于露天停车场在晚上的时候,车位线会不太 清晰,加上车位线会有一定的损坏,导致了车位显示 不明显,令本来能用三个车位变成两个,使停车场的 使用效率大大地降低.这种浪费会令现在停车位使 用的紧张情况更加的严重,所以本设计的其中一个 特别的用途,就是可以有效的界定停车位.从而令司 机在最短的时间清楚哪个是最适合的停车位,从而 避免了由于车位线不清晰而引起的浪费. 本文重点针对露天停车场主要研究如何将目前 正在发展的科学技术应用到露天停车场智能管理系 统中,希望能对提高露天停车场管理的智能化程度 有一定帮助.特别是对于露天停车场目前广泛存在 着晚间车位线不清等问题,本文针对上述实际情况, 以太阳能,超声波与无线传输技术为基础,致力于露 天停车场导标系统的设计与研究,利用发光导标引 第2期邹亮等:露天停车场太阳能导标系统9 导车辆,使驾驶员在能见度低(晚上,大雨,大雾等) 的环境下也能够迅速的找到车位,同时导标还能够 明确显示车位界限,从而有效利用停车场的有限空 间. 2系统设计 2.1功能需求 系统分析也称为逻辑设计,是系统开发周期的 一 个重要阶段,系统分析的主要任务包括可行性研 究和需求分析.需求分析是整个系统分析的基础, 是指用户要求系统必须满足的所有功能和限制. 要设计露天太阳能停车场导标系统的体系结 构,首先应确定系统的用户服务要求,也就是明确露 天停车场导标系统所应具备的功能.对于停车场的 功能需求分析本文从以下三个方面进行考虑:交通 管理部门,停车场管理者和用户.交通管理部门对 停车场的功能需求是满足停车需要,调节交通,能够 让需要停车的车辆进入停车场停车,避免车辆在道 路上滞留,以此来缓解交通压力,使整个交通有序运 行.因此,停车场必须具有方便停车,方便日常维护 的功能.停车场管理者对停车场的功能需求是保证 车辆安全,方便用户停车等.从用户这一方面来说, 车辆安全是第一位的,对于费用收取的透明度和停 车,取车的方便快捷也是一个重要考虑因素.因此, 综合以上三方面对于露天停车场太阳能导标系统应 至少具备以下几个功能: (1)泊车引导一由于在能见度低的时候,例如 在晚上,下大雨,大雾等,会令驾驶员寻找车辆时出 现困难,所以可以利用发光导标引导车辆到最适合 的车位上,以减少寻找所浪费的时间,而且更好的界 定车位,不致于有车辆间的碰撞. (2)系统安装方便一车辆检测器与发光导标之 间采用无线传输,因此在安装过程当中不需要开凿 路面埋置电线. (3)系统无需日常一由于系统能源选用太阳 能,因此无需日常维护. 2.2系统功能 系统由两个发光导标与一个车辆检测器组成, 如下图1所示. 图1露天停车场系统示意图 2?2?1车辆检测器功能(2)当光线条件不好的情况下,将车辆存在信 (1)当光线条件不好的情况下,通过超声波检 测车辆是否存在; 息通过无线方式传输给本车位导标; (3)当光线条件好的情况下不工作,进行充电; l0广东轻工职业技术学院第lO卷 (4)以太阳能为能源. 2.2.2发光导标功能 (1)当光线条件不好的情况下,如收到有车存 在信息,发红色光; (2)当光线条件不好的情况下,如收到无车存 在信息,发绿色光; (3)当光线条件好的情况下不工作,进行充电; (4)以太阳能为能源. 2.3电路设计 2.3.1车辆检测器电路设计 图2车辆检测器电路图 在图2可以看到检测部分分开了两个部分,首就是说,在一个停车场 内的导标只会按照对应的停 先最右边T40发射超声波,R40接收到从物体反射车位,而不会互相 影响. 过来的超声波,从而令三极管导通,发送无线信号,2.3.2发光导标电路设计 而PT2262上可以调编码,以防止信号互相影响,也 太 阳 能6v 电 池 图3导标电路图 在图3中可以知道,首先无线接收到了来自检自动供电. 测器发送的信号,而由于这个编码与检测器的编码2.4外壳设计 一 样,所以就会令本来是绿色的灯变成红色的灯.利用AutoCAD软件对发光导标外壳进行了详 而这个电路与检测部分都有一个共同点,就是当有细设计,如下图4所示. 太阳的时候,所有灯都会关闭,当天暗的时候,电池 第2期邹亮等:露天停车场太阳能导标系统 图4导标外壳设计图 2.5系统规格 下1分别详细给出了车辆检测器与发光导标 的各项参数指标. 表I车辆检测器模块规格 车辆检测器 功耗7.4V/10mA 电源蓄电池:7.4V/500mAh太阳能板:10V/60mA 续航能力500mAh/10mA=50h 表2发光导标模块规格 发光导标 功耗6V/16.5mA 电源蓄电池:3.7V/500mAh太阳能板:6V/60mA 续航能力500mAh/16.5=30.3h 3硬件设计 3.1太阳能模块 太阳能发电是本设计其中的一个重点,太阳电 池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件. 能产生光伏效应的材料有许多种,如单晶硅,多晶 硅,非晶硅,砷化镓,硒铟铜等.它们的发电原理基 本相同,现以晶体为例描述光发电过程.P型晶体 硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P—N结.当光线 照射太阳电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光 子的能量传递给了硅原子,使电子发生了跃迁,成为 自由电子在P—N结两侧集聚形成了电位差,当外 部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过 外部电路产生一定的输出功率.这个过程是光子能 量转换成电能的过程. 3.2超声波检测模块 本设计中的超声波用了GH一311模块,检测人 或物体移动,可用于室内,室外,高压,高温等,这个 产品的特点是:高灵敏度,高可靠性,高稳定性;耐高 低温度,耐湿度,耐冲,振动等. 主要技术参数: (1)使用电压:DC6—12V (2)静态电流:小于2mA (3)电平输出:高5V (4)感应角度:不大于15度 (5)感应距离:2毫米一3(8)米 3.3无线发射与接收模块 无线发射与接收模块采用现成的配对产品模 块,采用8位地址码和4位数据码的可编码的无线 接收模块.地址码有6561种;只有当接收模块的地 址码与发射模块的地址码一致时,接收模块才能输 出有效信号,因此不用担心发射模块相互串扰的问 题,而且接收数据的编码有15种,以便区分不同的 控制功能. 4结论 随着国民经济的飞速发展,城市的机动车保有 量屡创新高,停车问题作为交通系统中的一个重要 环节,与交通的畅通密切相关.近年来,”停车难” 问题的凸显,使得停车场的建设问题倍受重视.停 车场在数量增加的同时,也越来越朝大型化的方向 发展.传统停车场管理系统在安全性和人性化方面 的欠缺,使其已不能满足使用者和管理者对停车场 运行效率,安全性能的要求.科学技术在各领域的 发展使自动化程度更高,安全性能更好的智能停车 场的诞生成为可能.本文综合利用太阳能,超声波, 无线传输等方面技术,针对露天停车场设计了一套 露天停车场太阳能导标系统,对如何提高露天停车 l2广东轻工职业技术学院第10卷 场的人性化,安全性,利用效率进行了重点研究. 参考文献: 刘晓芳,张荷涛,停车场智能管理系统[J].科技广场, 2008.10:162—163. 陈颖健,太阳能利用技术研究的最新进展[Jj.高技术 通讯,2008.12:1321—1325. 丁振国,张左,对发展水上智能交通系统的思考[J]. 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Keywords:solar;ultrasonic;beacon;wirelesstransmission;open,airpark