面向智慧交通的垂直循环式立体车库控制系统优化设计
摘要：改革开放以来，随着经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，汽车已然成为家庭必备交通工具之一。随着汽车数量的增长，人们对停车位的需求也越来越大，车位的供不应求已然成为现状，地价的持续飞涨也使得建造一个停车场的成本不断提高，所以停车方式向空间上发展也是必然趋势。与此同时，随着我国自主研发能力的提升和交通拥堵日益严重的情况，在新兴技术的强大支撑下， 发展智慧交通已成为必然，并且十分紧迫，“十一五”规划中更是将“智慧交通系统”确定为重点发展项目，也是全面深化交通领域改革的重要手段之一！垂直循环立体车库和智慧交通系统的结合，可有效解决城市用地逐渐紧缺的矛盾，缓解停车难，交通拥堵等现状。由此可见发展智慧交通型垂直循环式立体车库的紧迫需求和重要性。
本项目所做的垂直循环式立体车库，是我在江苏和亿实习期间公司受山西德奥电梯股份有限公司委托，电气控制系统由本人自主设计，程序按电气标准及现场要求独立完成。本项目在算法上有突破性的进展，利用汇川新型高性能小型PLC作为立体车库控制系统的核心，采用通信的方式给定变频器的频率，实现了循环车库在机械上的动态平衡，这样的控制方式可以减小车库停滞时的机械磨损，延长整个车库的寿命。同时还完成了传统循环车库的最短路径取车，最少传感器动态记录车库位置以及存取车状态信息的功能等。由此可见，这种车库灵活性高，可以成排放置组成大型停车场，大大提高了存取车效率，降低了车库建造和运营成本，推进了交通信息化建设等。
关键词：垂直循环 动态平衡 立体车库 智慧交通
Optimization design of vertical circulation stereo garage control system oriented to intelligent transportation
Abstract: Since the reform and opening up, with the rapid development of the economy and the continuous improvement of people's living standards, cars have become one of the essential means of transportation for families. With the increase of the number of cars, the demand for parking space is becoming more and more large. The shortage of parking space has become the present situation. The continuous soaring of land price also makes the cost of building a parking lot more and more, so the development of parking mode to space is also the inevitable trend. At the same time, with the improvement of our independent research and development capacity and the increasing traffic congestion, under the strong support of new technology, the development of intelligent transportation has become inevitable, and it is very urgent. In the plan of "11th Five-Year", the "intelligent transportation system" is determined as a heavy point development project, and it is also to deepen the traffic in an all-round way. One of the important means of field reform! The combination of vertical circular garage and intelligent transportation system can effectively solve the contradiction between urban land shortage and alleviate parking difficulties and traffic congestion. Thus we can see the urgent need and importance of developing intelligent transportation vertical circulation solid garage.
The vertical circulation stereoscopic garage made by this project is entrusted by the Limited by Share Ltd. The electrical control system is designed by oneself independently, and the program is completed independently according to the electrical standards and the requirements of the field. This project has a breakthrough in the algorithm. Using the new high performance small PLC of HHC as the core of the stereo garage control system, the frequency of the frequency converter is given by means of communication, and the dynamic balance of the cycle garage is realized. This control method can reduce the mechanical wear and prolong the whole garage when the garage is stagnant. The life of a garage. At the same time, the shortest path of traditional circular garage is completed, and the function of minimum sensor to record the location of the garage and the state information of the vehicle is recorded. It can be seen that this kind of garage has high flexibility and can be placed into a large parking lot, which greatly improves the efficiency of access vehicles, reduces the cost of building and operation of the garage, and promotes the construction of traffic information.
Key words: Vertical cycle dynamic equilibrium stereoscopic garage Intelligent traffic
第一章 绪论
1.1研究背景
在“工业4.0”和“中国制造2025”的推动下，这些先进工业理念正在不断冲击着当今社会的传统工业制造方式，在这种高效率的环境下，我国的工业水平也随之不断提高，汽车制造成本在逐年下降，我国的汽车保有量也开始逐年递增。中国汽车年销量已连续 8 年世界第一，目前我国汽车保有量 2 亿辆，保有量占全球 20%，销量占全球 30%，目前我国千人汽车保有量已有140台，但由此也带来诸多问题。一些商圈周边，住宅小区等由于车位的严重缺乏，造成了一些车辆乱停乱放的现象，这也间接造成了城市交通的混乱，破坏了城市的居住环境和城市形象。
目前，国内城市大多采用平面式停车场，这种停车场占地面积大，有效停车位少，设备复杂，不便于管理，对人员、车辆安全的保障性差，故建造立体式车库已到了必不可少的地步。然而，随着房地产等行业的蓬勃发展，城市用地开始出现“寸土寸金”的症状。在这样的环境下，人们对停车位的需求在不断提升，因此在地面上修建停车场或者停车位的成本越来越高。
立体车库空间利用率非常高，可大大节省土地资源和建造成本，且操作便利，安全系数高。立体车库的普及将会是一项利国利民的举措，与此同时，随着我国自主研发的能力的提升，科技的进步，物联网、云计算、大数据、移动互联网等新一代信息技术的快速发展为智慧交通提供了强大的技术支撑，而立体车库与智慧交通系统的融合更适用于当前的市场，本项目意在为解决传统立体车库自动化程度低，使用寿命短，存取车周期过长，人工缴费效率低、车位使用率低，运营成本高，智能化程度低等不足而立项研发的。
1.2研究的目的
《信息产业科技发展“十一五”规划2020年中长期规划纲要》将“智能交通系统”确定为重点发展项目，物联网、云计算、大数据、移动互联网等新一代信息技术的快速发展为智慧交通提供了强大的技术支撑，由于作为交通运输基础设施之一的中国停车行业发展起步较晚，停车位远远低于实际需求量，经过前期的市场调研，发现传统循环立体车库停车场管理专业化和智能化程度低，存在人工缴费效率低、车位使用率低、用户体验差、与智慧城市对接匮乏，运营成本高等，这些问题一直是广大用户热切盼望，亟待解决的重要问题。
本作品是我在江苏和亿机电科技实习期间公司受山西德奥电梯股份有限公司委托，针对较小规模的停车设备市场需求而设计研发的。除了基本的停车服务之外，使用目前国家大力推广扶持的窄带物联网技术, 可以将车库车位信息随时上传，以备后续上端使用 (云平台等，目前车库云平台在建设中)。这样有利于后台收费，运行管理以及后台维护等。
本套控制系统还可以实现在最少传感器的情况下，在触摸屏上动态显示，当前车库的存车信息，指定车库的位置信息等内容。如图1-1中，当前车库的最下端是0号车库，当车库旋转（假设顺时针）一个角度后，旋转前的9号车库将会变为0号车库，但是为了取车方便，这个时候的车库号码并不可以变化，所以不管旋转什么角度，车库的信息都不可以随便变化，这与运动控制系统里的绝对定位比较相似。
目录
摘要 1
第一章 绪论 2
1.1研究背景 2
1.2研究的目的 2
1.3研究的内容及方法 4
第二章 垂直循环式立体车库控制系统硬件设计 5
2.1系统的硬件设计分析 5
2.2硬件电路设计总体架构 6
2.3硬件系统设计具体分析 7
2.3.1系统主要硬件部分选型 7
2.3.2 硬件系统的I/O分配 9
2.3.3控制系统的检测分析 10
2.3.4控制系统动力部分设计分析 12
2.3.5本项目所使用的热机界面分析 15
第三章 电气控制系统图纸绘制及控制柜制作 17
3.1电气图纸的设计 17
3.2电气控制柜的制作 18
第四章 控制系统的软件设计 20
4.1控制原理分析 20
4.2程序的速度计算方法 21
4.3程序的动态平衡办法 22
4.3.1有无车动态平衡的整体思路分析 22
4.3.2平衡存车分析 24
4.3.3一直取车后如何保持平衡分析 26
4.3.4最短路径取车 27
4.3.5触摸屏的画面制作 28
第五章 智慧型收费系统 31
5.1收费系统的流程 31
5.2 收费系统的介绍 31
第六章 现场实施 33
5.1现场调试 33
5.2操作说明 35
第七章 总结与展望 40
6.1总结 40
6.2展望 40
第八章 致谢 41
参考文献 42
附录 44
附录1 44
附录2 48
参考文献
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