最新智能立体车库研究毕业设计论文Word格式.docx

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Theresearchonintelligentstereogarage 

Abstract:

Withtheprosperityofthenationaleconomy,moreandmorecargraduallytowardprivatizationandconsequentistheseriousproblemofparking,garageintelligenceisthekeytosolvetheproblem,thecharacteristicsoftheintelligenceandhumanityofthegaragetomeettheneedsofpeople'

slives.Throughthegarageofthetype,thestudyofitsworkingprinciple,anditsownadvantagesanddisadvantages,soastoanalyzetheapplicationofthegarageoccasion.Aimingattheairport,stations,officebuildings,selectionofhorizontalcirculationtypegarage,tosolvethepersonnelintensive,conservationofresources;

inlargeshoppingmalls,thegeneraluseoftheup-downandtranslation,tosolvethepersonnelintensiveandeasytoaccess.BasedonPLCtechnology,theuseofcontrolmotortoachieveaccesstothecarbusiness,theuseofindustrialcontrolcomputertoachievethemanagementfunctionsofthegarage.Forthedifferentmodels,thestudyofthegarage'

sownsize,usedtosaveresources,forsafetyreasons,alsostudiedaseriesofsafetypoints,toprotectthevehicleandpersonalsafety.

Keywords:

PLC,sensor,stereogarage

2.2立体车库的运行方法及规则.......................................3

3.1升降横移式立体车库.............................................8

3.2垂直循环式立体车库.............................................9

3.3平面移动式立体车库.............................................9

3.4巷道堆垛式立体车库............................................10

3.5垂直升降式立体车库............................................10

4智能车库的控制系统..............................................11

4.2升降横移式车库控制系统........................................11

5.4车库的监控管理系统............................................22

5.5安全运行系统设计..............................................23

5.6车库针对车型进行大小车库研究..................................24

参考文献...........................................................25

1绪论

随着国家经济的繁荣，私家车越来越普遍，同时也引出了停车的一系列问题，为了解决停车问题，智能车库成了解决问题的最好方案，一个全新的行业，它占地面积少，安全可靠，停车效率高，高效低能环保，人性化设计使人们的生活更加的美好。

智能车库必定会形成未来的停车主流，淘汰了原始的露天停车场，方便，快捷是科技为人类服务的唯一标配。

1.1智能车库的简介

智能车库是高科技的产物，集百家之所长，系统的维护，设备的保养与管理，动态的实时监控，大大提高了车库的智能化。

分时控制功能，实现分时段，分层泊车控制便是该系统最大的亮点，不浪费每一个空闲车位。

智能化车库利用计算机的智能控制，实现存取车的业务，也可以看做是一个自动化的物流储运系统。

当车开到车库门口，刷卡存车，此时车库门打开，将车停放在指定位置，由红外扫描获取汽车大小数据，为车主匹配一个最佳停车方案，再由载车盘通过机械传动系统移动到指定位置。

当车主再次刷卡，IC读卡器识别卡内信息，成功交费后，车主取车离开。

为什么选择智能车库原因如下：

（1）性能稳定，自动化

智能车库的系统采用了计算机控制，性能、数据交互传递，自动化的高度集中，都大大减轻了人力资源，车位分配通过计算机运算确定最佳方案，车辆通过传送装置移动，大大降低运营成本，提高了效率。

（2）安全性高，配置灵活，人性化

智能车库的建造多种多样，可建于地面，可建于地下，可构成水平样式还有垂直样式，由于智能车库是一个密封的空间，有效解决了车辆损坏被盗的问题，对于车库下层的车辆，为防止车主停车失误导致意外，在每层车库的托盘下设置检测开关和自锁车轮装置，这种合理的设计方案，在保障车辆安全前提下，对客户起到了负责的态度，安全才是车库的最佳口碑。

（3）经济性好

在人员密集的地方建造一个智能车库，不仅解决了停车难的问题，同时也促进了地方的经济，在车库外面可设置广告，大幅度的提高经济效益。

1.2课题研究的意义

目前城市经济的蓬勃发展，人口密度大，私家车成了人们的普遍代步工具，车辆的增加，引出的问题如：

停车场的车位限制、交通的阻塞拥挤、停车困难，使得车主发愁，此时停车场的扩建引起人们的广泛关注。

我们所看到了露天停车场，虽然停车便捷，但是停车数量有限，安全可靠性低，占地面积大，当今社会，寸土寸金开发商不得不重新审视土地资源问题，如何合理的充分的利用资源，使利益最大化成了必须解决的难题。

智能立体车库的出现，不仅科学而规范的管理汽车的停放，而且占地面积小，自动化的设施使私家车更加的安全可靠，受到了广大车主的青睐。

科学的发展推动了PLC技术日益进步，车库利用PLC技术，绝大程度上解决了工作效率差、自动化程度低，系统的管理不足的缺点。

智能车库的出现是当代科技的最具代表性的产物，它不但缓解了闹市中的交通拥挤，并且秉着“节约环保”的理念，占地少，空间利用率大，最主要的是它的出现为都市建设给予了不可忽略的帮助。

城市让生活更美好，科技让生活充满精彩。

微电子、通信技术、控制技术的不断更新，运用在每个行业，发挥着重要作用。

车库要想实现高智能，综合性能强，安全性高，必须依靠计算机技术的支持，只有这样，才能保障车库对存取车辆的速度。

有了计算机控制，便可以实现无人化管理，增强车库的智能化。

随着车的数量与日俱增，对车库的设计要求也越来越高，利用计算机对车库进行监控，控制车库的存取动作是未来车库走向更加智能的主流趋势，高效的解决了停车难的问题，同是也对智能车库行业的发展起到了推动作用。

2智能车库的类型

电控系统是现代工业的主流技术，在智能立体车库中也是不可获取的核心部分。

在本章节中，我首先介绍并了解了智能立体车库的主要类型，分析利弊。

然后对车库的存取车的方案进行详细的分析，最后结合系统的运行特点，改进其电气控制的方案和车库的设计要求。

2.1立体车库的分类

智能车库的出现大幅度的增加了停车容量，增加了停车费用，促进了经济发展，作为集成科学技术的产物，立体车库的机械设备系统独树一帜。

按结构性能车库分为：

机械式、自走式和半机械式三种。

按自动化程度分：

自行式、半自动和全自动。

目前，立体车库主要有以下几种种类：

升降横移式、垂直循环式、水平循环式、多层循环式、平面移动式、巷道堆垛式、垂直升降式等。

2.1.1升降横移式

说明：

车停放在指定位置，利用以载车板的起落或横移对车辆进行存取业务的立体车库（图2.1所示）。

图2.1升降移动式

特点：

升降横移式机械立体车库是目前市场上使用最多的机械式立体车库。

该车库同时也存在多种形式，种类繁多。

占地面积少，存取车便捷，车主的等候时间大大减少，安全可靠，系统运行平稳，该车库适用于各大商场，小区等人口密集的场所使用。

2.1.2垂直循环式

垂直循环式车库就像游乐场里的摩天轮一样，拥有很多像吊篮一样的搬运器，通过循环移动的方式对车辆进行存取，可顺时针、逆时针取车，根据离地面的距离选择最佳的取车方案，当设备停止后，车主即可入内开进或取走车辆，完成车库的存取过程（图2.2所示）。

图2.2垂直循环式

该车库既可以独立建设，也可以高楼内部建设，具有很强的灵活性，不仅占用面积小，而且操作简单，其见缝插针的特点在停车设备市场有这很大的潜在市场，深受停车设备开发商的青睐。

2.1.3水平循环式

利用机械升降横移原理，使车板在一个平面上做水平循环运动，然后移至出入口指定位置后，通过升降机构完成车辆的存取操作（图2.3所示）。

图2.3水平循环式

该车库属于仓储式谁被中最常见的一种型号，不仅具有高智能机构，设计巧妙紧凑，高精度的控制系统，形式也是多种多样，最大的亮点就在于车库装备着近乎完善的辅助功能，是整体运行平稳可靠。

广泛应用于机场，车站，写字楼，繁华商业区等不同地点，式机械停车库中最理想的形式之一。

2.1.4多层循环式

利过使载车板的上下循环轨迹运动，从而实现车辆多层循环的多层存取车功能（图2.4所示）。

图2.4多层循环式

全自动停车设备土地利用高与停车塔和仓储式相比出车时间长，造价低，每台一个出入口容车数量小于30辆适合安装在建筑地下室内。

由于消耗能源大，牵一发动全身式的存取车，违背了当今社会“低碳环保”的理念。

因此多层循环属于淘汰类型。

2.1.5平面移动式

平面移动式立体车库采用升降机及横移装置将载车板送至指定的各层各个车位，又称全自动停车式（图2.5所示）。

图2.5平面移动式

停车形式灵活多变，不仅可以设计在建筑地下，也可设计在建筑的顶层，可实现大规模的大容量停车。

采用全封闭式建造、保障车的安全，操作方便，既可集中管理，又可由客户自我控制。

最大容车重量达到2.8吨，可满足大型及豪华车辆停车需求。

2.1.6巷道堆垛式

采用以堆垛机或桥式起重机将停放在搬运器上的车辆水平且垂直移动到存车位，并用存取机构存取车辆的停车设备（图2.6所示）。

图2.6巷道堆垛式

这种形式的停车设备具有智能化程度高以及技术含量大等特点，根据现场需求，可建筑在地面，也可建筑在地上、室内和室外，为保障停车安全，室外停车采用全封闭方案，不仅存车容积大，空间也是独立形成的，唯一的缺点就是不够经济，建筑该停车设备的费用成本较高。

每一层的停车规模基本在25辆之上，关于层数需要根据使用面积确定，正常情况下选择六层左右较为妥当。

2.1.7垂直升降式

垂直升降停车也叫塔式停车，是一种自动化程度较高的立体停车设备。

利用起落机将载车板送达到指定停车层，最后用安装在提升机上的装置将载车板送入或送出车位，从而实现存取车的目的。

（图2.7所示）。

图2.7垂直升降式

该车库又叫电梯式停车库。

尤其独特的结构，很多地方政府将其列为永久性建筑，多数建于室外，必要时可与主建筑融为一体。

占地面积小，层数多使车库具有大容车空间，在所有类型的车库中，此类车库的空间利用率最大，正因为车库的特别对于老式地区的改造形成亮丽的风景，也应用于各大繁华商业圈。

2.2智能立体车库的运行方法及规则

升降横移式车库在每个车位都装备了载车盘，其目的是利用载车盘托运车辆送达指定目的地（存取车工作），车主只需将车停在指定位置，由红外扫描判定车辆大小，计算机系统经过精确计算选择合适且空闲的车位。

停在车库内的车只做横向移动，没有升降步骤，在上层和下层的中间需要空余出一个车位用于载车盘的起落，载车盘落到地面层，车主才可以进入车库取车，采用电机驱动，钢丝绳拖动载车盘，实现车位的移动，达到方便，智能的存取车目的。

如图（2.8）取车示意图。

2.8取车示意图

运动规则：

顶层车位仅能实现上下移动，底层仅能实现左右移动，只有中央车位可做上下左右移动。

3智能立体车库的应用案例

3.1升降横移式立体停车（上海绿地集团合肥项目）

此项目位于安徽省合肥市，是一个配套齐全、设施完善、集商业与住宅为一体的高端项目，该项目规模较大，特别需要立体停车设备来提高车位数。

为此我们在该商业圈十几栋大厦地下建成了PSH升降横移式车库，共计5178个停车位。

使用该停车系统后，其停车场的容车数量达到平面停车的两倍，同时减少了占用地下室的层数，节省了土建成本。

3.2垂直循环式立体车库（重庆·

渝北首个垂直循环车库的使用）

重庆市首个垂直循环式立体停车场，于2015年7月1日在渝北区建成投用。

这个新型停车场由三组机械式立体停车设备组成，可在只能停泊四辆车的平面，叠加停泊34辆车。

同时，高科技存车、取车管理系统的应用，可让车辆驾驶者通过一张卡，就能方便的对车辆完成出入库。

解决了以前停车难，也节约了时间。

3.3平面移动式立体车库（深圳澳新亚大厦项目）

本项目位于广东省深圳市彩田路繁华中心区，车位需求量大，豪华SUV所占比例较多，据此特点，我们改变了传统立体框架结构，对停车位进行分层优化处理，使体积庞大的重型豪华车也能“对号入座”，采用地下四层地上九层共十三层的PPY巷道升降机平面移动式车库，共计378个停车位。

此方案，不但解决了大小型车混合停难得问题，也大大节约了项目成本。

3.4巷道堆垛式立体车库（太原景观新贵豪庭一期项目）

本项目位于山西省太原市迎泽区一所住宅小区内，以前停车位不足，部分车辆就近停靠在院内或路边，造成道路狭窄、拥堵，上下班高峰时期交通状况极度混乱。

现根据小区的特点实行在不同的时段，采用不同的优先策略，实行不同的管理模式，来满足住户的存取车需求，我们采用了四层PXD巷道堆垛式车库，共计257个停车位。

停取车难问题就此解决，得到了客户的好评。

3.5垂直升降式立体车库（深圳中海怡瑞山居项目）

本项目位于深圳市龙岗布吉生态新区、镇中心北、生态公园旁，环境优雅。

项目采用PJS简易升降式车库，共计228个停车位。

通过地坑内设置的提升系统，实现车库的多层停放，有效节省空间。

4智能车库的控制系统研究

为了使智能化立体车库更加的便捷，人性化，安全性高，必须达到以下几点：

（1）车主刷卡存车，在显示器上显示当前车位时候爆满以及车的停放位置。

（2）车主刷卡取车后，计算机识别信息，找到对应的车位，将车自动移到地面，车主取车的过程中，所有的控制平移和升降的电机停止工作。

（3）若升降平移机械系统发生故障，能触发警报装置，在显示器上也能反映故障原因及车库维护人员联系方式。

（4）车主在存取车的过程，有语音提醒功能，禁止违规操作。

4.1控制系统

4.1.1控制系统的方案确定

PLC是单片机的技术积累的结晶，从专业的角度看，PLC具有稳定性好，操作简单，可靠性强，便于维护，集合了自动化技术，通信计算机技术为一体的工业控制装置，适合应用于稳定性能高，大型设备的控制，升降横移式车库，除了最顶层，其他层必须预空出一个车位，用于载托盘的升降和平移，因此车库的控制系统是整个车库的灵魂所在，是整个车库的核心。

控制系统的优劣直接影响了整个车库的安全工作性能，所以在控制车库系统选择可编程控制器，即PLC作为本车库的控制核心，使车库达到完美理想化状态。

智能立体车库的操作有三大类：

设备异常处理、联系数据操作、执行程序以及PLC驱动硬件的命令操作。

在系统的运行过程中，当出现存取操作时，PLC会接受响应指令，由计算机检测元件的状况，成功读取驱动的信息后，将输入信号反馈给执行机构，使电机的执行正反转，完成车辆的存取功能。

控制系统主控单元的控制对象是车库内的执行横移运动的电机和升降运动的电机，让它们在不同的时间内实现正反转；

其次是车库内的各种辅助装置，如：

指示灯，报警器，语音提示等各种安全设施等。

利用行程开关，当机构到达指定位置触发行程开关，借此保障了设备的执行性，可靠性。

4.2升降横移式车库控制系统

4.2.1PLC系统的硬件结构

图4.1是PLC硬件系统的结构，PLC是车库控制的核心，PLC接受上位机或控制面板按钮输入的指令，进行分析和控制，首先检测各种限位开关和检测元件的状态，读取车库机械驱动部分的信息，做出逻辑判断，再控制载车盘，实现其位置的移动，完成车辆的存取操作和信号显示。

图4.1PLC硬件系统的结构

4.3智能车库检测点分布设计

4.3.1检测点分布：

（1）检测载车板上的汽车是否停放到位

采用光电开关对底层进行扫描，若车停放位置不正确，则遮蔽了光源开关，系统无法工作。

（2）检测载车板上是有停有车辆

在载车板的四边各安装1套关电开关，若四个光电开关接通则系统不工作

（3）检测载车板是否平移到位

在每一个车位上安装限位开关，当限位开关触发，则表示载车板平移到位

（4）检测载车板是否升降到位

在上下垂直轨道上安装限位开关，用于检测升降是否到位。

4.4电气控制设计

PLC作为当今工业的主流控制技术，在本案例中起到了不可或缺的作用，控制系统中的主控单元主要控制对象是电机实现平移和升降，还添加了一些辅助功能，如信号指示灯，故障报警，异常检测等。

4.4.1PLC的简化接线图如图4.2所示。

图4.2PLC简化接线图

4.4.2主电路原理图如图4.3所示

图4.3主电路原理图

4.4.3系统控制流程图如图4.4所示

图4.4系统控制流程图

5智能立体车库管理系统

智能车库管理系统包括：

收费管理系统、车位显示系统、出入库控制系统、监控管理系统以及安全运行系统。

作为控制终端，工控机必不可少，它为上位机，负责车位的分配调派，车位状态显示和车库数据库管理。

下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机，完成车库存取业务和发送载车板状态以及车库信息到上位机，使上位机与下位机实现通讯功能。

软件功能：

信息管理、结账计费管理、车位分配管理、动态显示模块

硬件功能：

串口转换器、收款机，激光打印机、IC读卡器等。

5.1收费管理系统

在西方国家的停车场，管理水平远远高于国内，拥有一个智能化，现代化的停车收费系统是科技力量的一种体现。

该系统不仅给车主提供便捷的服务，也能减少人力的大量投入。

作为智能化收费系统，从设计该系统的最初就应该考虑以下几点：

（1）.停车费的价格要合理，杜绝多付费，少扣费的现象。

（2）.对于人机界面，应设计得简单明了，操作更加简单。

（3）收费方式灵活，不局限于现金支付。

（4）车主能用最快的时间取车并离开，以免造成拥堵。

5.1.1收费系统的组成

车库的收费管理系统由工控机全权管理，同时也有文件服务器、出入口管理站，车位显示等组成。

如图5.1所示。

图5.1停车收费系统的组成

（一）.文件服务器

文件服务器是用来存储客户的信息，主要有客户姓名，IC卡余额，车辆停放位置，通常文件服务器与UPS（不间断电源）配套使用，避免由于断电造成数据丢失。

安全可靠。

（二）中央收费管理

中央收费管理站用于发放停车卡，分别有免费卡，月票卡和普通卡三种，人性化设计了语音提示功能，为方便国内国外客户的使用，特别设计双语种语音，管理站还配有自动收费功能，同时也接受传统的现金支付找零。

（三）入口管理系统

当车辆进入停车库时，对车辆进行身份登记并开始计时停车时间。

需要停车时，若车位存有空闲，则提示停放位置，若车位爆满，在显示界面凸显爆满信息，入口处的读写机一方面接受临时停车的需求，一方面接受月票及其他种类。

（四）车位显示系统

车位的显示系统是工控机和显示屏共同构成的。

安装在停车入口处，工控机处理空余车位的检测并反馈给显示屏，当车辆进入车库，工控机会处理出一个处于空闲状态的车位，若车位爆满，则提示无法存车，车辆无法进入停车库。

5.1.2收费方案

车库针对不同客户，收取的费用也是不一样的，长期客户相对于临时客户停车费优惠一点，采用网络付款或现金，储值卡支付的收费方式。

通常车库按时收费公式如下：

F=M+（T2-T1）*N

注：

F---需缴纳的停车费用；

M---未超时的停车费用

T2--车主取车停止时间；

T1---车主存车计时时间

N---每分钟所缴纳的单位费

5.2车位显示系统

车位显示屏，适用于智能车库的空车位提示。

在箱内电路板上的拔码开关设置显示屏的485通讯地址。

内置箭头模块，根据车位空余情况分配数字的左边或右边。

接收并显示数据中心实时发出的空余车位信息，用动态数字和固定文字形式实时显示相关区域的空闲车位数量，可设置不同的地址显示不同区域的空位信息，支持24小时全天候使用。

如图5.2所示

显示屏设计参数：

参数类

参数设计值

外观尺寸

151（高）*94（长）*210（厚）

电源

220V交流

通讯接口

RS-485，通信距离约1.2Km

环境温湿度

-25℃--50℃，相对湿度：

小于95%

显示长度

滚动方式，一次性显示7到14个汉字

图5.2车位显示系统线路图

5.3出入库控制系统

车辆的进出全部由PLC对信息进行处理，实现数量统计的及时更新，信息的查询快速准确，车辆的自动