浅析自助式自行车停车位设计——科技论文

随着人们生活水平的提高，车辆的使用越来越频繁。传统的城市公共停车资源调查与规划采用人工现场调查量测，同时现场进行停车位规划的方式进行，必须投入大量的人力、物力和财力，且停车资源信息是通过纸质地图的形式展示使用，对于统计和报表的生成非常繁琐，难以满足管理部门的查询统计和辅助决策。近年来，随着健康出行、绿色出行、快捷出行理念的普及，自行车越来越受到人们的青睐。城市化建设的逐步深入，城市人口不断增加，公共空地越来越紧张，自行车停放问题越来越突出。

一、自行车停车位现状

我国拥有大量的自行车，曾经设计建设了不少自行车停车位（如图1所示）。但是这些停车位都是需要单独占用一块空地，影响人们正常活动；车辆停放时，需要自备车锁，使用不方便；这些停车位通常是金属框架，长时间使用容易锈蚀、变形，影响市容。这样就需要设计一种既可以方便人们停放自行车，又可以充分利用广场、道路空地，不影响人们正常活动的停车位。

二、地嵌式自助自行车停车位的设计

（一）总体设计

城市人口不断增加，城市空间日趋紧张，地上空地十分有限。地嵌式自助自行车停车位将地上和地下结合使用，如图2所示。在广场、道路等平整空地处向下开槽，自行车停放时将车轮嵌入锁车即可；无车时，由于开槽较窄，不影响正常广场、道路的使用，不占用多余空地。

图 2 地嵌式自助自行车停车位设计模型

现在人们骑行的自行车主要不是作为交通工具，而是作为健身设备。此类车辆结构紧凑，质量较轻，一般不携带大量物品；由于要求不同，设计工艺也不一样，造价也比较昂贵，车辆的停放安全就比较重要。在自行车停车位设计时本着方便人们使用，设置自动锁车功能。这样人们骑车来广场休闲，或中途停车休息，就可以不用担心车辆安全问题。设置此自动锁车功能，还便于系统化、网络化管理，将停车更加有序、便捷。

地嵌式自助自行车停车位在地面开设窄长停车槽，在槽内设置电子自动锁车装置，当车轮进入停车槽，触发锁车开关，执行锁车动作；取车时，通过密码操作解锁取车。

地嵌式自助自行车停车位采用无线远程控制技术，便于信息交换，集中管理，有利于资源的有效利用。管理部门可以远程监控停车位的运行情况，用户也可以实时了解停车位信息。

（二）模块设计

地嵌式自助自行车停车位是采用模块设计，锁车动作是通过机械装置电磁锁实现的，具体可在地面以下半圆型的停车槽侧边安装电磁锁进行锁车，即当自行车轮进入停车槽，触发锁车开关，系统发出锁车动作进行锁车，同时生成锁车密码。密码可以通过短信形式发送给用户，或者在附近的密码桩自行设置。取车时，也可通过短信指令开锁，或在附近的密码桩手动开锁。

地嵌式自助自行车停车位的控制核心是电子密码锁系统。如前所述，锁车密码可以通过无线形式发给用户，也可以通过现场密码桩手动设置。本文分析通过密码桩的现场设置方案。

电子密码锁系统以STC89C52单片机为核心，采用矩阵键盘输入数据，驱动LCD显示器提示操作过程、状态。电子密码锁采用模块化设计，主要包括矩阵键盘模块、显示模块和密码模块等。如图3所示为电子密码锁系统原理框图，其中AT24C02存储芯片作为断电数据存储器，LED、蜂鸣器作为操作的声光提示。

图 3 电子密码锁系统原理框图

1、矩阵键盘模块

本文采用4×4矩阵键盘输入，可有效减少键盘与单片机接口时所占用的I/O线的数目。本设计中，矩阵键盘行线与单片机P1.0-P1.3相连，列线与单片机P1.4-P1.7相连，矩阵键盘设计电路图。

矩阵键盘模块主要包含键盘的扫描、延时去抖、确定键值以及返回键值。键盘扫描是循环的，程序编写会使其进入循环，这样可以检验出是否有按键按下，如果无按键按下就会进入等待有按键按下的状态，如果有按键按下的话就进入延时去抖的步骤，这样可以肯定的确定扫描到的按键是否被按下。经过去抖之后就是确定按键的位置即是第几行和第几列，找到按键后，就是确定键值并返回按键值。

（1）按键的消抖子程序

if(press_on!=0XF0)//按键消抖

{

delay(50);

press_on=KEY_IO;

}

（2）确定键值的子程序

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、显示模块

显示模块采用1602A液晶显示器。LCD1602A共有16个管脚，各管脚名称、功能如表1所示。

表1 LCD1602A接口说明

LCD1602A与单片机STC89C52相连实际共使用11根管脚，具体连接情况如表2所示。

表2 LCD与MCU连接说明

显示模块的软件设计主要包含开始、初始化LCD、清除LCD、写LCD四个过程，其中写包含写数据和写字符。

（1）写数据的部分程序

void printf_data(uchar row,uchar col,uchar count,uint dat)//写数(5位数据)

{

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）写字符的程序

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

{

uchar i;

write_adr(0x0c);

switch(row)

{

case 1:row=0x80;break;

}

}

3、密码模块

密码模块主要是完成密码输入及修改的功能。修改密码程序如下。

void ch_word(void)//改密码

{

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）模型设计

依据前面的设计，地嵌式自助自行车停车位若实现基本的现场密码存取车，可通过STC89C52单片机编程控制电磁锁的吸合、松开，从而实现自行车的锁车、取车动作。这样停车位从外部能看到仅仅是窄窄的缝。无车时毫不影响广场、道路的使用。电磁锁藏于地下，不影响外观。在附近花坛设置小巧的密码桩，控制电路置于其中，既不影响外观，又便于维修。如图4所示为停车位实物模型。

图 4 地嵌式自助自行车停车位实物模型

三、总结

本文设计了一种地嵌式自助自行车停车，集合单片机控制，方便实现自行行车的自主存取。本文分析的是通过矩阵键盘进行自行车存取的控制模式。此停车位还可以基于ARM和ZigBee构建嵌入式智能停车系统，并结合GSM或3/4G模块实现移动终端近程、远程无线控制，并且可将停车位数据上传至控制中心，全市统一管理，资源整合。

[参考文献]

[1] 许慧鹏. GIS在城市公共停车资源调查与规划中的应用[J]. 城市勘测, 2014, (1): 47-51.

[2] 李正明,汪付川. 基于嵌入式的智能停车场远程监控系统_李正明[J]. 电子器件, 2014, (4): 742-745.

[3] 刘冕. 年内新增两千余P+R停车位[N/OL]. 北京日报. 2014-5-19. http://www.cnki.net/ kcms/detail/ detail.aspx?dbname= CCND2014&filename= BJRB201405190101.

本文来源：http://www.zzqklm.com/w/kj/863.html  《河南科技》