引言

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)步伐的加快,汽車保有量逐年增加,對(duì)停車位的需求也逐步增大,但城鎮(zhèn)化的建設(shè)與發(fā)展也伴隨著土地資源短缺的問題,土地資源投資成本高,價(jià)格昂貴,一地難求,收益周期長(zhǎng),這些問題造成了停車位"一位"難求的社會(huì)現(xiàn)狀。垂直式立體車庫(kù)能夠提升空間利用率,是目前解決車位問題最好的方法。

傳統(tǒng)的垂直式立體車庫(kù)普遍存在低水平人工服務(wù)、控制系統(tǒng)本地化、用戶使用自由度不高、不夠自動(dòng)化等問題。如果用戶能夠通過小程序自助進(jìn)行存取車,將極大地便利生活,節(jié)約時(shí)間。本文介紹了一種結(jié)合了PLC與手機(jī)小程序的自助式立體車庫(kù)系統(tǒng),服務(wù)器利用網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,對(duì)終端車庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、上傳,小程序界面調(diào)用服務(wù)器的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)用戶自主存取車。

1總體規(guī)劃

該系統(tǒng)主干框架如圖1所示。該系統(tǒng)中,三菱PLC作為車庫(kù)控制的核心器件,負(fù)責(zé)掌握車位信息、定位信息、檢測(cè)傳感器狀態(tài)信息、故障信息等。

三菱系列PLC可以利用通信網(wǎng)關(guān)模塊實(shí)現(xiàn)與外部智能設(shè)備通信。通信模塊能夠?qū)崿F(xiàn)三菱PLC原廠協(xié)議到ModbusTCP協(xié)議轉(zhuǎn)換,不用編寫專門的PLC轉(zhuǎn)換程序,只需對(duì)PLC進(jìn)行地址端編程、配置,配置完成后,通信網(wǎng)關(guān)模塊進(jìn)行PLC數(shù)據(jù)的采集,并把收集的數(shù)據(jù)信息利用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議傳輸?shù)缴蠈臃?wù)器,完成對(duì)底層工業(yè)設(shè)備信息的采集。本次設(shè)計(jì)是利用模擬軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)的作用,對(duì)PLC數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、傳輸?？蛻舳瞬捎肏TTP協(xié)議、CJSoN數(shù)據(jù)格式與云服務(wù)平臺(tái)建立連接。用戶端通過小程序可以調(diào)用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的數(shù)據(jù),

實(shí)現(xiàn)自主存取車。工程師亦可以通過移動(dòng)端數(shù)據(jù)監(jiān)控,遠(yuǎn)程檢查車庫(kù)信息,排查、解決問題。

2停車庫(kù)設(shè)計(jì)

2.1立體車庫(kù)模擬環(huán)境的實(shí)現(xiàn)

本次設(shè)計(jì)通過模擬仿真軟件FactoryI/O模擬了一個(gè)6行×9列的垂直升降式立體車庫(kù)系統(tǒng),如圖2所示。

存取車工作原理是每個(gè)車位都有一個(gè)獨(dú)立的載車板,載車板沒有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置,需要升降平臺(tái)上的橫移機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)來完成水平方向上的橫移運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)車輛在車位中的存取,升降平臺(tái)在升降井內(nèi)做豎直運(yùn)動(dòng),作用是將載車板和車輛運(yùn)送至車庫(kù)內(nèi)目標(biāo)車位所在層,回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)車輛存取時(shí)的換向,這些機(jī)構(gòu)配合運(yùn)動(dòng)來完成車輛的存取操作。垂直升降式立體車庫(kù)的存取車過程與人乘坐垂直升降電梯的過程十分相似,車庫(kù)的存車相當(dāng)于電梯將人運(yùn)送到目標(biāo)樓層。

FactoryI/O系統(tǒng)包含完整的工業(yè)設(shè)備部件庫(kù),該系統(tǒng)含有預(yù)先構(gòu)建好的場(chǎng)景,用戶可以根據(jù)需要調(diào)用,也可以在一個(gè)空曠的場(chǎng)景中選擇部件庫(kù)中的元件進(jìn)行搭建,部件庫(kù)中包括傳感器、傳送帶、按鈕、開關(guān)等部件,用戶可以對(duì)I/O點(diǎn)進(jìn)行配置。

PLC模擬仿真軟件通過Modbus協(xié)議與FactoryI/O系統(tǒng)進(jìn)行I/O點(diǎn)數(shù)據(jù)的傳輸,通過模擬仿真實(shí)現(xiàn)PLC控制車庫(kù)的運(yùn)轉(zhuǎn),如圖3所示。

2.2PLC控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用程序主要分為主程序、子程序、中斷程序。主程序主要負(fù)責(zé)程序的初始化、信息掃描以及自動(dòng)存取過程等任務(wù),采取交叉存取車的策略:子程序包括車位計(jì)數(shù)、滿位信息等:而中斷程序主要負(fù)責(zé)安全保護(hù)、急停、手動(dòng)故障檢修和監(jiān)控報(bào)警功能[3-4]。PLC程序利用模擬軟件與Factory建立通信,通過調(diào)試程序,實(shí)現(xiàn)立體車庫(kù)的運(yùn)行。

存車流程框圖如圖4所示。

取車流程框圖如圖5所示。

3小程序客戶端的實(shí)現(xiàn)

自助式立體停車庫(kù)系統(tǒng)的工作原理:PLC對(duì)車庫(kù)中參數(shù)對(duì)象進(jìn)行控制,服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,小程序調(diào)用服務(wù)器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)用戶自主存取車。通過服務(wù)器端遠(yuǎn)程檢查車庫(kù)的運(yùn)行狀況,也為車庫(kù)的安全維修提供了便利。

本次設(shè)計(jì)的小程序?qū)?shí)現(xiàn)以下功能:

(1)用戶登錄:用戶注冊(cè)、登錄。

(2)用戶信息管理:查看和修改個(gè)人資料等信息。

(3)車庫(kù)信息查詢:實(shí)時(shí)查詢?cè)撥噹?kù)位置信息,查詢當(dāng)前車庫(kù)中車位的狀態(tài)。

(4)現(xiàn)場(chǎng)存車:根據(jù)用戶注冊(cè)信息,隨機(jī)匹配車位,進(jìn)行存車。

(5)取車功能:用戶點(diǎn)擊程序界面取車選項(xiàng),進(jìn)行取車。

其他補(bǔ)充:

(1)用戶端功能補(bǔ)充:小程序的賬號(hào)是通過注冊(cè)有效手機(jī)號(hào)完成的,用戶注冊(cè)成功后,就可以進(jìn)行登錄。登錄系統(tǒng)后,用戶可以根據(jù)自身的需求進(jìn)行相應(yīng)操作。用戶可以查看停車記錄、錢包、消息通知等其他信息,用戶界面如圖6所示。

(2)云端管理系統(tǒng):用戶管理、當(dāng)前車位狀態(tài)查看(是否有車位,有多少車位)、車庫(kù)系統(tǒng)檢查。云端管理系統(tǒng)通過網(wǎng)關(guān)模塊調(diào)用PLC參數(shù)信息,部分實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)調(diào)用的代碼如圖7所示。

圖6用戶界面

圖7調(diào)用數(shù)據(jù)代碼

小程序調(diào)用云端管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù),部分實(shí)現(xiàn)代碼如圖8所示。

(3)微信小程序功能補(bǔ)充:顯示停車場(chǎng)名稱、車位統(tǒng)計(jì),可以查看停車場(chǎng)的位置信息,方便用戶查詢前往路線,如圖9所示。

圖8小程序調(diào)用數(shù)據(jù)代碼

圖9存車狀態(tài)

(4)車輛存車入庫(kù)后,終端通過傳感器檢測(cè)模塊生成信息報(bào)表,計(jì)費(fèi)系統(tǒng)開始計(jì)費(fèi),并與用戶端通過云端實(shí)時(shí)同步。取車與此操作類似,用戶可以在線支付車費(fèi),如圖10所示。

圖10取車支付狀態(tài)

4結(jié)語(yǔ)

本文介紹了一個(gè)自助式立體停車系統(tǒng)的設(shè)計(jì),包括小程序服務(wù)器與車庫(kù)終端的實(shí)現(xiàn)形式以及它們相互之間通信的方式。系統(tǒng)利用FactoryI/O搭建出模擬環(huán)境,該模擬環(huán)境通過ModbusTCP協(xié)議與PLC模擬仿真軟件通信,模擬出PLC控制立體車庫(kù)的場(chǎng)景。網(wǎng)關(guān)模擬軟件采集PLC數(shù)據(jù),利用TCP/IP通信協(xié)議上傳至服務(wù)器,小程序與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互,實(shí)現(xiàn)自助存取車功能。