本發(fā)明涉及一種車庫(kù)控制系統(tǒng)，具體涉及一種基于垂直循環(huán)立體車庫(kù)的兩級(jí)控制系統(tǒng)，屬于智能車庫(kù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展, 汽車購(gòu)買(mǎi)力的不斷提高, 汽車保有量的快速增長(zhǎng), 造成了國(guó)內(nèi)城市中心和住宅小區(qū)內(nèi)的停車難問(wèn)題。垂直循環(huán)立體車庫(kù)其占地面積少, 能充分利用土地上方的立體空間，較好的解決當(dāng)前國(guó)內(nèi)的停車難的問(wèn)題。目前，傳統(tǒng)的垂直循環(huán)立體車庫(kù)控制系統(tǒng)如圖1所示，車庫(kù)控制系統(tǒng)為單級(jí)控制系統(tǒng)，僅具有按鍵人機(jī)交互界面、車庫(kù)車輛位置檢測(cè)、聲光報(bào)警和電機(jī)控制的功能。其單級(jí)控制系統(tǒng)的最大的缺點(diǎn)在于功能少、決策命令單一和故障定位難。所述功能少，主要體現(xiàn)為車庫(kù)系統(tǒng)未聯(lián)網(wǎng)，車庫(kù)的統(tǒng)一管理不方便，人機(jī)交互方式單一，用戶只能通過(guò)按鍵存取車輛，對(duì)車庫(kù)操作不熟悉，造成存取車?yán)щy，以及缺少對(duì)車庫(kù)電機(jī)故障的檢測(cè)。所述決策命令單一，主要體現(xiàn)為當(dāng)車庫(kù)的單級(jí)控制系統(tǒng)CPU出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)車庫(kù)內(nèi)的車輛存在安全隱患，維修人員不能及時(shí)定位問(wèn)題點(diǎn)，造成維修困難。所述故障定位不準(zhǔn)確，主要體現(xiàn)在車庫(kù)未聯(lián)網(wǎng)，當(dāng)車庫(kù)出現(xiàn)故障后，需要派遣專業(yè)的維修人員到現(xiàn)場(chǎng)檢查和維修。針對(duì)目前傳統(tǒng)的垂直循環(huán)立體車庫(kù)控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題，這在很多場(chǎng)合會(huì)造成用戶使用車庫(kù)體驗(yàn)差，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可能造成用戶的經(jīng)濟(jì)損失，維修人員在定位故障點(diǎn)時(shí)工作量大等缺點(diǎn)。為了解決上述問(wèn)題，有必要設(shè)計(jì)一種垂直循環(huán)立體車庫(kù)的兩級(jí)控制系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于垂直循環(huán)立體車庫(kù)的兩級(jí)控制系統(tǒng)，具有兩級(jí)控制系統(tǒng)共同決策車庫(kù)命令，增強(qiáng)垂直循環(huán)立體車庫(kù)的運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)克服傳統(tǒng)的垂直立體車庫(kù)控制系統(tǒng)的功能少、決策命令單一和故障定位難的缺點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：提供一種基于垂直循環(huán)立體車庫(kù)的兩級(jí)控制系統(tǒng)，其包括：車庫(kù)中央核心控制系統(tǒng)和車位控制系統(tǒng)，所述車庫(kù)中央核心控制系統(tǒng)還包括中央核心控制器、超級(jí)電容備用電源電路、語(yǔ)音提示模塊、人機(jī)交互觸摸屏和車庫(kù)服務(wù)器，所述車位控制系統(tǒng)還包括車位控制器、電機(jī)電源故障檢測(cè)電路、人與動(dòng)物誤入檢測(cè)模塊、車輛位置檢測(cè)單元和4~20mA隔離變送器，所述中央核心控制器和車位控制器之間建立RS422全雙工通信，共同決策車庫(kù)運(yùn)行命令和反饋車庫(kù)運(yùn)行狀態(tài)，所述超級(jí)電容備用電源電路的電源端連接到中央核心控制器供電端，所述語(yǔ)音提示模塊連接到中央核心控制器輸出端，所述人機(jī)交互觸摸屏與中央核心控制器建立雙向通信，所述車庫(kù)服務(wù)器與中央核心控制器和客戶端手機(jī)APP建立網(wǎng)絡(luò)通信，所述電機(jī)電源故障檢測(cè)電路、人與動(dòng)物誤入檢測(cè)模塊和車輛位置檢測(cè)單元連接到車位控制器輸入端，所述4~20mA隔離變送器根據(jù)車位控制器輸出的電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)化為4~20mA電流信號(hào)，用以控制垂直循環(huán)立體車庫(kù)電機(jī)的速度。

作為上述方案進(jìn)一步的改進(jìn)，所述中央核心控制器和車位控制器的微控制芯片都為STM32F103VET6單片機(jī)，所述人機(jī)交互觸摸屏為8寸電阻式觸摸屏，所述超級(jí)電容備用電源電路為L(zhǎng)M393比較器電路。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果。

車庫(kù)功能豐富，具有兩級(jí)控制系統(tǒng)、車庫(kù)與服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)上傳車庫(kù)狀態(tài)和故障、語(yǔ)音提示、觸摸屏人機(jī)交互、超級(jí)電容備用電源電路、隔離變送器控制車庫(kù)電機(jī)轉(zhuǎn)速和電機(jī)電源故障檢測(cè)等功能。

采用兩級(jí)控制系統(tǒng)，共同決策車庫(kù)運(yùn)行命令，其中一個(gè)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，車庫(kù)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并上報(bào)服務(wù)器，保障車庫(kù)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，避免用戶的車輛出現(xiàn)損壞。

車庫(kù)采用語(yǔ)音提示和8寸觸摸屏進(jìn)行人機(jī)交互，用戶通過(guò)語(yǔ)音和觸摸屏進(jìn)行交互，更容易明白垂直循環(huán)立體車庫(kù)的存取車方式，避免因用戶不清楚車庫(kù)操作方式而出現(xiàn)意外。

車庫(kù)備用電源采用超級(jí)電容供電，當(dāng)車庫(kù)因突然停電而失去供電后，超級(jí)電容立即釋放能量到中央核心控制系統(tǒng)，同時(shí)中央核心控制系統(tǒng)通過(guò)電源檢測(cè)到車庫(kù)失去供電，立即將垂直循環(huán)立體車庫(kù)當(dāng)前數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，避免因突然停電造成的數(shù)據(jù)丟失。

垂直循環(huán)立體車庫(kù)的車位控制系統(tǒng)采用4~20mA隔離變送器控制車庫(kù)電機(jī)轉(zhuǎn)速，能夠加快存取車效率，提高用戶體驗(yàn)。

垂直循環(huán)立體車庫(kù)兩級(jí)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)垂直循環(huán)立體車庫(kù)電機(jī)電源供電狀態(tài)，當(dāng)三相交流接觸器電路老化或損壞后，系統(tǒng)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并上報(bào)車庫(kù)服務(wù)器。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明傳統(tǒng)垂直循環(huán)立體車庫(kù)控制系統(tǒng)功能示意圖。

圖2為本發(fā)明總體功能結(jié)構(gòu)框圖。

圖3為本發(fā)明超級(jí)電容備用電源電路原理圖。

圖4為本發(fā)明電機(jī)電源故障檢測(cè)電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明總體功能結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，一種基于垂直循環(huán)立體車庫(kù)的兩級(jí)控制系統(tǒng)，其包括：兩級(jí)控制系統(tǒng)，所述兩級(jí)控制系統(tǒng)分別為車庫(kù)中央核心控制系統(tǒng)和車位控制系統(tǒng)，兩級(jí)控制系統(tǒng)全部采用STM32F103VET6單片機(jī)作為主控制芯片，其具有高達(dá)512KB 的FLASH，系統(tǒng)時(shí)鐘72MHz ，性價(jià)比高，能夠可靠地對(duì)系統(tǒng)任務(wù)進(jìn)行全面的管理。中央核心控制器和車位控制器之間采用RS422的差分全雙工接口標(biāo)準(zhǔn)，建立通信協(xié)議，兩個(gè)控制器通過(guò)可靠的交互進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，共同決策車庫(kù)命令信息，保障車庫(kù)安全和穩(wěn)定的運(yùn)行。當(dāng)車庫(kù)中央核心控制器出現(xiàn)故障后，車庫(kù)服務(wù)器與車庫(kù)建立的網(wǎng)絡(luò)連接丟失，兩者建立的網(wǎng)絡(luò)心跳包超時(shí)未接受，服務(wù)器則判斷此車庫(kù)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，派遣維修人員到對(duì)應(yīng)車庫(kù)進(jìn)行維修，且車位控制系統(tǒng)不受影響，正常工作；當(dāng)車位控制器出現(xiàn)故障后，中央核心控制器與車位控制器建立的RS422通信接口失去數(shù)據(jù)交互，當(dāng)中央核心控制器檢測(cè)到兩者通信超時(shí)后，立即上報(bào)車位控制器通信故障到服務(wù)器，且觸摸屏顯示系統(tǒng)故障，阻止用戶繼續(xù)操作車庫(kù)，避免出現(xiàn)意外。

如圖2所示，所述超級(jí)電容備用電源電路，中央核心控制系統(tǒng)主控制芯片工作電源為3.3V，同時(shí)為中央核心控制器微控制芯片配備超級(jí)電容作為備用電源，車庫(kù)突然斷電后能夠使中央核心控制系統(tǒng)后備寄存器持續(xù)工作，及時(shí)存儲(chǔ)車庫(kù)運(yùn)行信息，避免車庫(kù)數(shù)據(jù)丟失。

所述語(yǔ)音提示模塊，采用帶存儲(chǔ)芯片，語(yǔ)音功放電路為25W的語(yǔ)音提示模塊，語(yǔ)音提示模塊提前根據(jù)觸摸屏上的操作步驟和用戶車輛的實(shí)時(shí)位置的不同，預(yù)存好對(duì)應(yīng)的提示語(yǔ)音，用戶使用車庫(kù)時(shí)，根據(jù)對(duì)應(yīng)操作播放對(duì)應(yīng)提示語(yǔ)音，達(dá)到觸摸屏與語(yǔ)音同步提示用戶的效果。

所述觸摸屏人機(jī)交互，采用8寸電容式觸摸屏，編寫(xiě)友好人機(jī)交互界面，具有用戶界面和管理員界面，可以通過(guò)相應(yīng)界面訪問(wèn)對(duì)應(yīng)交互界面，觸摸屏首頁(yè)支持廣告投放，創(chuàng)造額外效益。

所述車庫(kù)服務(wù)器，采用每個(gè)城市一個(gè)服務(wù)器的搭建方式，實(shí)時(shí)檢測(cè)城市中的垂直循環(huán)立體車庫(kù)狀態(tài)，垂直循環(huán)立體車庫(kù)中央控制系統(tǒng)上負(fù)責(zé)互聯(lián)網(wǎng)通信的外設(shè)為基于TCP/IP的以太網(wǎng)通信模塊，TCP/IP模塊能夠通過(guò)網(wǎng)線連接上互聯(lián)網(wǎng)，與網(wǎng)絡(luò)端的車庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的命令下發(fā)和車庫(kù)終端的車位信息和故障信息等車庫(kù)信息的上報(bào)，用戶同時(shí)可以通過(guò)手機(jī)APP訪問(wèn)各個(gè)城市中的車庫(kù)信息，方便用戶尋找停車位。

所述電機(jī)電源故障檢測(cè)電路，實(shí)時(shí)檢測(cè)車庫(kù)電機(jī)供電接觸器開(kāi)關(guān)狀態(tài)，接觸器線圈出現(xiàn)老化或故障時(shí)，系統(tǒng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并上報(bào)車庫(kù)服務(wù)器，管理人員及時(shí)安排維修人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維修。

所述人與動(dòng)物誤入檢測(cè)模塊通過(guò)微波和紅外檢測(cè)車庫(kù)內(nèi)是否存在移動(dòng)物體和紅外源，用于判斷車庫(kù)內(nèi)部是否存在人和動(dòng)物。

所述車輛位置檢測(cè)單元實(shí)時(shí)檢測(cè)車輛位置狀態(tài)，根據(jù)車輛當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行語(yǔ)音提示停車。

所述4~20mA隔離變送器根據(jù)車位控制器，根據(jù)車位控制系統(tǒng)輸入模擬電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)化為4~20mA電流信號(hào)，輸出電流信號(hào)到變頻器，用以控制垂直循環(huán)立體車庫(kù)的電機(jī)速度。

本發(fā)明超級(jí)電容備用電源電路原理圖如圖3所示，所述U1為雙電壓比較器芯片LM393，該芯片采用單電源3.3V供電，其正極性端接入電壓為R1和R2電阻將5V外部電源分壓后的電壓，其分壓后的電壓要低于芯片供電電壓，可選擇常用的R1為4.7K電阻，R2為3K電阻，分壓得到1.95V電壓；負(fù)極性接入電壓為R3和R4電阻將3.3V電壓分壓到正極性輸入電壓以下，可選擇常用的R3和R4都為10K電阻，分壓得到1.65V電壓；芯片輸出端接R5到3.3V作為上拉電阻，保障芯片上電瞬間，芯片工作不穩(wěn)定時(shí)，輸出為高電平；當(dāng)車庫(kù)供電正常時(shí)，LM393芯片的正極性端電壓高于負(fù)極性端，芯片輸出端為高電平；當(dāng)車庫(kù)供電異常，突然斷電時(shí)，5V電源快速掉電，而3.3V電源，配置C1為超級(jí)電容，突然掉電后，超級(jí)電容釋放能量，維持電壓到3.3V，此時(shí)LM393芯片的正極性端電壓降低到負(fù)極性端電壓以下，芯片輸出端為低電平，中央核心控制系統(tǒng)檢測(cè)到芯片輸出端為低電平時(shí)，判斷車庫(kù)已掉電，立即保存車庫(kù)當(dāng)前的運(yùn)行數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)芯片，保證車庫(kù)數(shù)據(jù)不丟失。

本發(fā)明電機(jī)電源故障檢測(cè)電路原理圖如圖4所示，所述L1，L2，L3，N為三相電供電；所述QF1為三相空氣開(kāi)關(guān)，人為控制車庫(kù)電機(jī)供電；所述KM為三相交流接觸器，可以通過(guò)電路觸發(fā)其通斷，用來(lái)控制電機(jī)供電；所述AI1為隔離變送器的輸出控制信號(hào)端，接入到變頻器，用于控制車庫(kù)電機(jī)轉(zhuǎn)速。所述相序保護(hù)器為檢測(cè)三相電相序，如接入相序錯(cuò)誤，相序保護(hù)器控制接觸器斷開(kāi)車庫(kù)電機(jī)供電，保護(hù)電機(jī)安全；所述STP為急停開(kāi)關(guān)，當(dāng)車庫(kù)發(fā)生意外時(shí)，車庫(kù)外人員可以按下急停開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)車庫(kù)電機(jī)供電，保護(hù)車庫(kù)和車輛安全；所述MCU為車位控制系統(tǒng)的控制信號(hào)，用于控制接觸器線圈的導(dǎo)通；所述M為車庫(kù)電機(jī)，其轉(zhuǎn)速受隔離變送器和變頻器控制；三相交流接觸器的反饋端子1，連接到車位控制器輸入端，其狀態(tài)與接觸的觸頭的開(kāi)關(guān)狀態(tài)一致，通過(guò)車位控制器檢測(cè)其導(dǎo)通狀態(tài)，用來(lái)判斷接觸器吸合狀態(tài)和車庫(kù)電機(jī)供電狀態(tài)，達(dá)到檢測(cè)電機(jī)電源故障的目的。