CN106013906B - 一种基于can总线的智能立体车库控制***及控制方法 - Google Patents

一种基于can总线的智能立体车库控制***及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于CAN总线的智能立体车库控制***，包括主控制柜、中间控制盒、人机界面和扩展模块，主控制柜的主控模块作为CAN总线控制中心，具有CAN总线通讯和数据处理能力；扩展模块、人机界面以及若干个中间控制盒分别作为CAN总线的节点接入CAN总线；中间控制盒向CAN总线发送监测数据，通过主控模块接收处理后，不仅通知到人机界面，还能通过人机界面向总线上的主控模块发送存车、取车、车位号输入等控制命令。本发明采用CAN总线串行通讯技术，数据传输高速可靠、能实现***的统一化管理，通过简化***接线，大大减少电气施工量，同时方便***扩展，有效地保证车库内停车安全，方便车库管理。

Description

一种基于CAN总线的智能立体车库控制***及控制方法
技术领域
本发明涉及一种立体车库控制***及控制方法，尤其涉及一种基于CAN总线的智能立体车库控制***及控制方法。
背景技术
基于PLC的并行控制方式在立体车库上是较为传统的控制方法，也是目前应用最为广泛的控制方式，从80年代末延续至今。在国内市场排名前十的机械式停车设备厂商生产的机械式停车设备中，90％以上的都会用到PLC。虽然基于PLC的控制***基本能够满足当前立体停车库的功能要求，并且大量使用，但这种控制***存在着连线复杂、灵活性差、可靠性较低、成本高等问题，主要表现在：
（1）由于PLC属于集中控制，***的电气设备(如交流接触器、光电传感器、防坠落装置等)都需要与PLC连接，接线端子多，线束多而长，造成了线路复杂，加大了连线的难度和施工的工作量，也增加了发生故障的几率。
（2）PLC每个项目都需重复设计，无通用性，难以形成模块化，不能保证其每个项目均安全可靠。测试不充分，需现场多次联调，程序员的水平直接影响控制***性能。
（3）PLC产品的显示和文字处理能力也比较差，且难以实现网络化管理，因此PLC项目后期维保麻烦，如需增减车位数量或改变车位结构，则需对控制程序进行较大的修改，硬件上也需有所调整(如增减或改变PLC扩展模块)，需要有相当一定电气专业知识的维保人员才可胜任，且通用性互换性差，维修周期长。
（4）由于PLC产品的开放性和互操作性较差，在设备选择上常限于单一的厂家，因此存在着一定的垄断性，造成成本过高；同时，大量的、复杂的连线也增加了成本，这在日趋激烈的市场竞争中是极为不利的。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明在于提供一种基于CAN总线的智能立体车库控制***，包括用于控制整个车库电气***的主控制柜；用于检测单个车位状态信息的中间控制盒；用于人机交互操作的人机界面；用于车库运营的扩展模块，其特征在于：所述主控制柜包括主控模块，主控模块作为CAN总线的控制中心，具有CAN 总线通讯和数据处理能力；所述扩展模块、人机界面以及若干个中间控制盒分别作为CAN总线的节点接入CAN总线；所述中间控制盒向CAN总线发送监测数据，通过主控模块接收处理后，不仅通知到人机界面，还能通过人机界面向总线上的主控模块发送存车、取车、车位号输入、打印二维码、激光扫描和紧急停止控制命令。
较佳地，所述中间控制盒包括：用于提取车位信息的车位探测器；用于捕获空车位信息的超声波探头；用于驱动车位进行横向平移和纵向升降的车位驱动模块；用于车位在倾斜及危险状态下进行紧急制动的紧急安全开关。
较佳地，所述人机界面包括：用于查看车位状态信息的显示模块、用于车位号输入的数字键盘、用于打印车位二维码信息的打印模块、用于扫描车位二维码信息的激光扫描模块、用于发布存车命令的存车按钮、用于发布取车命令的取车按钮、用于车库运行紧急停止的紧急停止按钮。
较佳地，所述扩展模块包括：用于车库存车时间的计时和根据计时时间进行费用核算的计时收费模块、用于控制车库闸门启闭的闸门刷卡启闭模块；用于显示车库中空车位车位号的引导屏；用于停车费用结算的费用支付***。
较佳地，所述中间控制盒安装在每一个立体车位的载车盘下端，所述中间控制盒的数量与车库中立体车位载车盘的数量相等。
较佳地，所述人机界面的紧急停止按钮可用于对中间控制盒中的紧急安全开关进行紧急制动。
较佳地，所述闸门刷卡启闭模块包括红外线检测装置和刷卡装置，并分别与车库闸门启闭电机相连接。
较佳地，所述车位引导屏与中间控制盒中的超声波探头相连接。
较佳地，所述费用支付***可接受刷卡、支付宝、微信或其他支付方式进行支付。
较佳地，所述主控制柜还包括为车库控制***提供动力电源的电源保护电路，所述电源保护电路包括与市电电源相连接的输入保护电路，与所述输入保护电路相连接的功率因数补偿电路，与所述功率因数补偿电路相连接的EMC整流滤波电路。
较佳地，所述主控制柜还包括为车库控制单元提供低压电源的辅助电源电路，所述辅助电源电路与EMC整流滤波电路相连接。
较佳地，所述辅助电源电路提供的直流电压为24V。
一种基于CAN总线的智能立体车库控制***的控制方法，其特征在于：包括以下步骤 ：
（1）：存车作业步骤：用户需存车时，通过人机界面的存车按钮输入寻找空车位的用户指令；所述主控单元模块接收人机界面发出的用户指令并向超声波探头发出存车需求信息，超声波探头搜索空车位信息，并将其传送至车位探测器，由车位探测器向主控单元模块发出车位信息，包括车位编号、车位状态信息，由主控单元模块处理并显示在人机界面的显示模块上，用户可以在人机界面上通过数字键盘选择车位号，并点击“确认”存车按键，也可以直接点击“确认”存车按键；所述人机界面将选定的车位号信息反馈给主控单元模块，主控单元模块发出指令给人机界面的打印模块，从而打印并生成记载有存车信息的二维码存车凭证，并启动计时收费模块开始计时，中间控制盒的车位驱动模块接收主控单元模块提供的驱动信息驱动车位电机进行平移及升降运行，并将其空车位的载车盘下降至地面。用户将车停入所述载车盘后离开，所述升降驱动模块自动将停有车辆的所述载车盘移动至所述空车位中，存车完成；
（2）：取车作业步骤：用户在取车时，需将持有的二维码存车凭证在所述激光扫描模块上进行取车验证，所述激光扫描模块识别并读取所述二维码存车凭证上的二维码后反馈给所述主控单元模块，由主控单元模块根据该二维码所对应的车位信息发送指令给中间控制盒的车位驱动模块和计时收费模块，计时收费模块停止计时，并根据停车时间进行停车费用的核算，同时所述车位驱动模块根据主控单元模块的指令控制对应车位的载车盘下降至地面，用户将车开出所述载车盘，取车完成。
（3）收费作业步骤：用户在进入车库前，通过立体车库存车通道库门前的红外线检测装置时，主控模块接收红外线检测装置并传送至车库闸门启闭电机，打开车库闸门，对于会员用户可以进行刷卡操作；在用户取车完成后，可根据计时收费模块核算的费用通过刷卡装置进行刷卡支付或者通过费用支付***进行在线方式进行支付，在支付完成后，刷卡装置或费用支付***将支付完成信息传送至主控模块，由主控模块控制闸门刷卡启闭模块进行闸门开启。
该立体车库控制***与PLC并行***存在的连线复杂、灵活性差、可靠性较低、成本高等问题相比，基于CAN总线的数据传输高速可靠、程序通用性强，***扩展性能好、智能化程度更高等优点，同时对简化***接线、方便安装维护、提高作业效率等具有十分重要的意义。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用CAN总线串行通讯技术，数据传输高速可靠、能实现***的统一化管理，通过简化***接线，保持主控柜内没有杂乱的信号线及动力线，所有的缆线只需做到相应的小分区即可；这样既可以让现场更整洁，同时也节省了大量的缆线，大大减少电气施工量，缩短了施工周期。同时方便***扩展，能够对立体车库进行整体状况的监测，排除一些易发危害，智能化控制更加节约资源，并有效地保证车库内停车安全，方便车库管理。
附图说明
图1 为本发明智能立体车库控制***的功能模块示意图。
图2为本发明立体车库控制***的功能模块CAN总线布置示意图。
图3 为本发明立体车库控制***的控制方法的存车步骤方框图。
图4 为本发明立体车库控制***的控制方法的取车步骤方框图。
图5 为本发明立体车库控制***的控制方法的收费步骤方框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
如图1 所示，根据本发明的一个实施例，本实施例公开了一种基于CAN总线的智能立体车库控制***，包括用于控制整个车库电气***的主控制柜1，所述主控制柜1包括电源保护电路11和主控模块10，所述电源保护电路11包括输入保护电路111、功率因数补偿电路112、EMC整流滤波电路113和辅助电源电路114，其中输入保护电路111的一端与市电电源相连接，另一端与功率因数补偿电路112相连接，EMC整流滤波电路113的一端与功率因数补偿电路112以及辅助电源电路114相连接；相连接，另一端为车位驱动电机供电；其中辅助电源电路114为主控模块10、人机界面等控制***电路提供直流低压电源，电压为12-24V；
本实施例公开的基于CAN总线的智能立体车库控制***，还包括扩展模块4、人机界面3以及若干个中间控制盒2，其中：
中间控制盒2负责对车位信息进行监测，其内部设置有用于提取车位信息的车位探测器201；用于逐一搜寻车库中的空车位并捕获空车位的车位信息的超声波探头202；用于驱动车位进行横向平移和纵向升降的车位驱动模块203；用于车位在倾斜及危险状态下的进行紧急制动的紧急安全开关204；中间控制盒2安装在每一个立体车位的载车盘下端，其安装数量与立体车库中车位数量相同。
人机界面3主要用于人机交互操作，内部设置有用于查看车位状态信息的显示模块31、用于车位号输入的数字键盘32、用于车位二维码信息打印的打印模块33、用于车位二维码信息扫描的激光扫描模块34、用于发布存车命令的存车按钮35、用于发布取车命令的取车按钮36、用于车库运行紧急停止的紧急停止按钮37，其中紧急停止按钮37可用于对中间控制盒2中的紧急安全开关204进行紧急制动。
扩展模块4主要用于车库运营的管理和智能化服务，包括用于车库存车时间的计时和根据计时时间进行收费的计时收费模块41、用于控制车库闸门启闭的闸门刷卡启闭模块42；用于显示车库空车位的车位引导屏43；用于停车费用结算的费用支付***44。其中计时收费模块41与人机界面3中的打印模块33和激光扫描模块34相连接，在打印模块33启动打印时，计时收费模块41开始启动计时；在激光扫描模块34启动激光扫描时，计时收费模块41完成计时停止，并根据***设定的单价进行停车费用的核算；闸门刷卡启闭模块42包括红外线检测装置421和刷卡装置422，并分别与车库闸门启闭电机相连接；车位引导屏43与中间控制盒2中的超声波探头202相连接，可以直接显示空车位的车位号；费用支付***44与计时收费模块41、闸门刷卡启闭模块42相连接，并可接受刷卡、支付宝、微信或其他支付方式进行支付。
如图2 所示，本实施例公开的基于CAN总线的智能立体车库控制***中，主控模块10作为CAN总线的控制中心，具有CAN 总线通讯和数据处理能力；所述扩展模块4、人机界面3以及若干个中间控制盒2分别作为CAN总线的节点接入CAN总线；所述中间控制盒2向CAN总线发送监测数据，通过主控模块10接收处理后，不仅通知到人机界面3，还能通过人机界面3向总线上的主控模块10发送存车、取车、车位号输入、打印二维码、激光扫描以及紧急停止等控制命令，以驱动中间控制盒2做相应的升降、平移作业，实现智能化的设备管理。
本发明采用上述基于CAN总线的智能立体车库控制***的控制方法，主要包括存车作业步骤、取车作业步骤和收费作业步骤。其中：
存车作业步骤如附图3所示：用户需存车时，通过人机界面3的存车按钮35，输入寻找空车位的用户指令；主控单元模块10接收人机界面3发出的用户指令并向超声波探头202发出存车需求信息，超声波探头202搜索空车位信息，并将其传送至车位探测器201，由车位探测器201向主控单元模块10发出车位信息，包括车位编号、车位状态（是否是空位）等信息，由主控单元模块10处理并显示在人机界面3的显示模块31上，用户可以在人机界面上通过数字键盘32选择车位号，并点击“确认”存车按键，也可以直接点击“确认”存车按键；所述人机界面3将选定的车位号信息反馈给主控单元模块10，主控单元模块10发出指令给人机界面3的打印模块，从而打印并生成记载有存车信息的二维码存车凭证，用户可以领取并保存好二维码存车凭证；同时中间控制盒的车位驱动模块203接收主控单元模块10提供的驱动信息驱动车位电机进行平移及升降运行，并将其空车位的载车盘下降至地面。用户将车停入所述载车盘后离开，所述升降驱动模块自动将停有车辆的所述载车盘移动至所述空车位中，存车完成。
取车作业步骤如附图4所示：自动取车时，用户需将持有的二维码存车凭证在所述激光扫描模块34上进行取车验证，所述激光扫描模块34识别并读取所述二维码存车凭证上的二维码信息后反馈给所述主控单元模块10，由主控单元模块10根据该二维码所对应的车位信息发送指令给中间控制盒2的车位驱动模块，所述车位驱动模块203根据主控单元模块10的指令控制对应车位的载车盘下降至地面，用户将车开出所述载车盘，取车完成。
收费作业步骤如附图5所示：用户在进入车库前，通过立体车库存车通道库门前的红外线检测装置421时，主控模块10接收红外线检测装置421并传送至车库闸门启闭电机，打开车库闸门，对于会员用户可以在刷卡装置422进行刷卡操作；在用户取车完成后，可根据计时收费模块41核算的费用通过刷卡装置422进行刷卡支付或者通过费用支付***44进行在线方式进行支付，在支付完成后，刷卡装置422或费用支付***44将支付完成信息传送至主控模块10，由主控模块10控制闸门刷卡启闭模块42进行闸门开启。
尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种基于CAN总线的智能立体车库控制***，包括用于控制整个车库电气***的主控制柜(1)；用于检测单个车位状态信息的中间控制盒(2)；用于人机交互操作的人机界面(3)；用于车库运营的扩展模块(4)，其特征在于：所述主控制柜(1)包括主控模块(10)，主控模块(10)作为CAN总线的控制中心，具有CAN总线通讯和数据处理能力；所述扩展模块(4)、人机界面(3)以及若干个中间控制盒(2)分别作为CAN总线的节点接入CAN总线；所述中间控制盒(2)包括：用于提取车位信息的车位探测器(201)；用于捕获空车位信息的超声波探头(202)；用于驱动车位进行横向平移和纵向升降的车位驱动模块(203)；用于车位在倾斜及危险状态下进行紧急制动的紧急安全开关(204)；所述中间控制盒(2)向CAN总线发送监测数据，通过主控模块(10)接收处理后，不仅通知到人机界面(3)，还能通过人机界面(3)向总线上的主控模块(10)发送存车、取车、车位号输入、打印二维码、激光扫描和紧急停止控制命令。
2.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的智能立体车库控制***，其特征在于：所述人机界面(3)包括：用于查看车位状态信息的显示模块(31)、用于车位号输入的数字键盘(32)、用于打印车位二维码信息的打印模块(33)、用于扫描车位二维码信息的激光扫描模块(34)、用于发布存车命令的存车按钮(35)、用于发布取车命令的取车按钮(36)、用于车库运行紧急停止的紧急停止按钮(37)。
3.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的智能立体车库控制***，其特征在于：所述扩展模块(4)包括：用于车库存车时间的计时和根据计时时间进行费用核算的计时收费模块(41)、用于控制车库闸门启闭的闸门刷卡启闭模块(42)；用于显示车库中空车位车位号的引导屏(43)；用于停车费用结算的费用支付***(44)。
4.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的智能立体车库控制***，其特征在于：所述中间控制盒(2)安装在每一个立体车位的载车盘下端，所述中间控制盒(2)的数量与车库中立体车位载车盘的数量相等。
5.根据权利要求2所述的一种基于CAN总线的智能立体车库控制***，其特征在于：所述人机界面(3)的紧急停止按钮(37)可用于对中间控制盒(2)中的紧急安全开关(204)进行紧急制动。
6.根据权利要求3所述的一种基于CAN总线的智能立体车库控制***，其特征在于：所述闸门刷卡启闭模块(42)包括红外线检测装置(421)和刷卡装置(422)，并分别与车库闸门启闭电机相连接。
7.根据权利要求3所述的基于CAN总线的智能立体车库控制***，其特征在于：所述车位引导屏(43)与中间控制盒(2)中的超声波探头(202)相连接。
8.根据权利要求3所述的基于CAN总线的智能立体车库控制***，其特征在于：所述费用支付***(44)可接受刷卡、支付宝、微信或其他支付方式进行支付。
9.根据权利要求1-8任一所述的基于CAN总线的智能立体车库控制***，其特征在于：所述主控制柜(1)还包括为车库控制***提供动力电源的电源保护电路(11)，所述电源保护电路(11)包括与市电电源相连接的输入保护电路(111)，与所述输入保护电路(111)相连接的功率因数补偿电路(112)，与所述功率因数补偿电路(112)相连接的EMC整流滤波电路(113)。
10.根据权利要求9所述的基于CAN总线的智能立体车库控制***，其特征在于：所述主控制柜(1)还包括为车库控制单元提供低压电源的辅助电源电路(114)，所述辅助电源电路(114)与EMC整流滤波电路(113)相连接。
11.根据权利要求10所述的基于CAN总线的智能立体车库控制***，其特征在于：所述辅助电源电路(114)提供的直流电压为24V。
12.一种如权利要求1-8任一所述的基于CAN总线的智能立体车库控制***的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)：存车作业步骤：用户需存车时，通过人机界面(3)的存车按钮(35)输入寻找空车位的用户指令；所述主控模块(10)接收人机界面(3)发出的用户指令并向超声波探头(202)发出存车需求信息，超声波探头(202)搜索空车位信息，并将其传送至车位探测器(201)，由车位探测器(201)向主控模块(10)发出车位信息，包括车位编号、车位状态信息，由主控模块(10)处理并显示在人机界面(3)的显示模块(31)上，用户可以在人机界面上通过数字键盘(32)选择车位号，并点击“确认”存车按键，也可以直接点击“确认”存车按键；所述人机界面(3)将选定的车位号信息反馈给主控模块(10)，主控模块(10)发出指令给人机界面(3)的打印模块，从而打印并生成记载有存车信息的二维码存车凭证，并启动计时收费模块(41)开始计时，中间控制盒的车位驱动模块(203)接收主控模块(10)提供的驱动信息驱动车位电机进行平移及升降运行，并将其空车位的载车盘下降至地面，用户将车停入所述载车盘后离开，所述升降驱动模块自动将停有车辆的所述载车盘移动至所述空车位中，存车完成；
(2)：取车作业步骤：用户在取车时，需将持有的二维码存车凭证在所述激光扫描模块(34)上进行取车验证，所述激光扫描模块(34)识别并读取所述二维码存车凭证上的二维码后反馈给所述主控模块(10)，由主控模块(10)根据该二维码所对应的车位信息发送指令给中间控制盒(2)的车位驱动模块(203)和计时收费模块(41)，计时收费模块(41)停止计时，并根据停车时间进行停车费用的核算，同时所述车位驱动模块(203)根据主控模块(10)的指令控制对应车位的载车盘下降至地面，用户将车开出所述载车盘，取车完成；
(3)收费作业步骤：用户在进入车库前，通过立体车库存车通道库门前的红外线检测装置(421)时，主控模块(10)接收红外线检测装置(421)并传送至车库闸门启闭电机，打开车库闸门，对于会员用户可以进行刷卡操作；在用户取车完成后，可根据计时收费模块(41)核算的费用通过刷卡装置(422)进行刷卡支付或者通过费用支付***(44)进行在线方式进行支付，在支付完成后，刷卡装置(422)或费用支付***44)将支付完成信息传送至主控模块(10)，由主控模块(10)控制闸门刷卡启闭模块(42)进行闸门开启。
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