一种基于物联网控制的智能立体车库系统的制作方法

本发明涉及一种基于物联网控制的智能立体车库系统，属于停车车库领域。

背景技术：

立体车库的出现主要目的是为了缓解城市车辆保有量持续增加而导致的停车困难的问题，相对常规的平面车库而言，立体车库具有土地利用率高的优点，能够很好的解决目前停车困难的问题。国外早在上世纪20年代就建造了世界第一起立体车库，50年代后以美国、日本、东欧等发达国家开始重视立体车库的设计。目前，日本的立体车库技术已经十分的完善，极大的改善了日本停车难的问题。中国对于立体车库的研究起步较晚，现有的立体车库存在很多问题，诸如存取车效率不高、平面利用率低、自动化程度低等问题。

例如中国专利授权的cn104847145b一种地下地上一体式立体车库，该立体车库结构复杂，地下部分施工成本高，且该立体车库只有一对出入口，存取车效率十分低，不适合车流量大、存取频繁的区域。中国专利授权的cn106088744b多出入口、多提升机实现并行化存取车的塔式立体车库，该立体车库采用塔式外形，每一层平面的利用率低。中国专利授权的cn104631892b一种带搬运器的高层立体车库及搬运方法，虽然该停车方法涉及到智能控制实现存取车，但整套系统的自动化程度低，需要人工进行干预，影响立体车库的管理与用户的体验。

技术实现要素：

针对现有立体车库存在的不足，本发明提供了一种基于物联网控制的智能立体车库系统，以优化完善国内立体车库的设计。

本发明解决上述技术难点采用的主要技术方案是：一种基于物联网控制的智能立体车库系统，其设计包括停车室、取车室、载车室、卸车室、中央控制室、传送带、限位器、存取车单元、三辫抓手、钢绳、升降电机、横梁、存取车单元升降道、车位、传送带旋转电机、传送带升降电机、丝杆、plc控制器、无线通讯模块、导线、平移电机；其特征在于立体车库整体结构采用方体建筑，第一层主要布局为停车室、载车室、卸车室、取车室及中央控制室，不再设有车位，四个车室以及存取车单元内都设有传送带，每个车室与存取车单元内安装有两条传送带，其中停车室内的传送带没有安装限位器，取车室内的每条传送带只有远离卸车室的一侧安装有一个限位器，存取车单元内的每条传送带两侧都安装有限位器；传送带的内部与传送带旋转电机紧密相连，位于传送带的两侧下方安装有两个传送带升降电机，升降电机通过减速器与丝杆相连，带动丝杆转动，所有的传送带旋转电机、升降电机及无线通讯模块都通过导线与plc控制器相连，plc接收服务器传输的指令控制电机转动；中央控制室设有紧急处理系统、状态监测系统、以及控制上位机；从第二层开始，以上每层都全部布置为车位，车位采用与存取车单元相同的传送带与电机布置，限位器安装在车位靠近墙一侧，两端都不靠墙的车位，传送带的两端都设有限位器；横梁上装有升降电机与平移电机，电机通过钢绳、三辫抓手与存取车单元固接，升降、平移电机及存取车单元共同组成了本立体车库的升降系统。

作为本方案的进一步技术优化是，立体车库的车位楼层数可根据该区域的车流量以及施工技术要求确定。

作为本方案的进一步技术优化是，存取车单元可以根据该区域的车流量以及存取车的频率来设计其数量，设计时需保证各存取车单元相互之间不发生干涉，能够同步进行存取车。

作为本方案的进一步技术优化是，所述的传送带旋转电机均可实现正反转，带动传送带实现不同方向的运动，每条传送带布置有一个紧急处理电机。

作为本方案的进一步技术优化是，每一个存取车单元的所有电机与一个plc控制器连接，相邻若干车位的电机也由plc连接控制，具体一个plc与几个车位的电机相连，依据plc端口数量以及布线要求。

作为本方案的进一步技术优化是，限位器采用压力传感器与距离传感器的组合，保证触发精度，同时每个限位器与plc相连。

作为本方案的进一步技术优化是，plc与无线通讯模块通过rs232或者rs485接口相连接。

作为本方案的进一步技术优化是，采用物联网实现车辆的停放、收费，中央控制室设有的紧急处理系统能够实现人对电机的取车控制；状态检测系统能够实时监测立体车库内部的运行状态以及实时反馈车库的性能参数；控制上位机主要是计算机与服务器，服务器能够接收状态检测系统实时返回的参数，制定停取车最优规划路径，下发控制指令。

一种基于物联网控制的智能立体车库系统，停车过程主要包括以下具体流程：

(1)车主将车开到停车室入口，车辆信息录入；

(2)车主将车驶入到停车室内，车主下车从侧门离开，车主完成停车；

(3)服务器收到反馈的停车信息，开始计时，同时确定存取车单元距离该停车室的距离，开始制定最优的存取车单元运动路径；

(4)服务器路径规划完成，向存取车单元的无线通讯模块下发运动指令，无线通讯模块接收指令后传递给plc，plc控制升降电机、平移电机协调运动，将存取车单元移动到一楼的载车室；

(5)存取车单元到达载车室后，服务器向停车室与存取车单元的无线通讯模块发送运动指令，无线通讯模块接收指令后传递给plc，plc首先控制停车室与存取车单元传送带升降电机电机转动、当两个传送带的高度一样时，较没有传送带部分偏低一些，对车辆有限位的作用，然后plc控制停车室与存取车单元的传送带旋转电机转动，停车室的传送带将车辆送到存取车单元内，车辆触到限位器就停止；

(6)车辆到达存取车单元后，服务器再次规划载车室到最近车位的最优路径；

(7)路径规划完成后，服务器向存取车单元和车位的无线通讯模块发送运动指令，无线通讯模块收到指令后传给plc，plc首先控制车位与存取车单元的传送带升降电机电机转动、使两个传送带的高度一样，然后plc控制传送带旋转电机转动，存取车单元的传送带将车辆送到车位内，车辆触到限位器就停止；

(8)车辆到达车位后，完成停车，存取车单元处于待机状态。

一种基于物联网控制的智能立体车库系统，取车过程主要包括以下具体流程：

(1)当服务器收到车主通过微信端或者支付宝等方式完成的停车费用支付时，服务器确定存取车单元距离该取车室的距离，开始制定最优的存取车单元运动路径；

(2)服务器路径规划完成后，向存取车单元的无线通讯模块下发运动指令，无线通讯模块接收到指令后传递给plc，plc控制升降电机、平移电机协调运动，将存取车单元移动到车辆所在车位；

(3)车位与存取车单元对接完成后，服务器向车位与存取车单元的无线通讯模块发送运动指令，无线通讯模块接收到指令后传递给plc，plc首先控制停车室与存取车单元的传送带升降电机转动、使两个传送带的高度一样，然后plc控制停车室与存取车单元的传送带旋转电机转动，停车室的传送带将车辆送到存取车单元内，车辆触到限位器就停止；

(4)车辆到达存取车单元后，服务器规划从车位到卸车室的最优路径；

(5)路径规划完成后，服务器向存取车单元的无线通讯模块发送运动指令，无线通讯模块将指令传给plc，plc控制升降电机、平移电机协调运动，将存取车单元移动到卸车室；

(6)存取车单元移动到卸车室后，plc首先控制存取车单元与取车室的传送带升降电机转动、使两个传送带的高度一样，然后plc控制存取车单元与取车室传送带旋转电机转动，存取车单元的传送带将车辆送到取车室内，车辆触到限位器就停止；

(7)车辆到达取车室后，微信端提醒车主到取车室取车，存取车单元在卸车室处于待机状态；

(8)车主从取车室侧门进入取车室取车，将车从出口开出，完成取车。

本发明相比现有技术具有以下优势：

1.存取车效率高：设有四套存取车单元升降装置，可同时进行系统的升降，互不干涉，针对车流量大的区域，可以增加存取车单元，车库左右两侧各设有3个入口，可实现同时停车，前后两侧各设有2个出口，可实现同时取车，真正从本质上提升存取车效率。

2.空间利用率高：车库除第一层为基础层外，从第二层开始均全部布置为车位，具体的层数可以根据该区域的车流量以及施工技术要求来确定，每层车位的平均利用率达到了60％，即车位的总面积比上平面的总面积。

3.自动化程度高：基于物联网控制，通过最优路径规划算法，完全实现停取车的智能化，从车主停车到收取费用完全由服务器完成，全程不需要工作人员参与。

4.用户体验度好：系统的运动机构简单，存取车过程需要用户的参与少，且存取车速度快，车主等待时间短，完成取车后，会通过微信端提醒车主取车。

5.系统的容错率高：系统采用传送带、电机实现车辆的搬运，结构简单，控制容易实现，且每条传送带设有紧急处理电机，当正常运行的电机坏了，或者通讯控制出了问题，工作人员可以通过人工实现传送带的运动，将车位停有的车辆取出。

附图说明

图1为本发明立体车库第一层平面布局图；

图2为本发明停车过程一层传送带传送车辆的运动简图；

图3为本发明停车过程存取车单元上升运动简图；

图4为本发明第二层及以上楼层车位平面布局图；

图5为本发明存取车单元的整体结构正视图；

图6为本发明存取车单元传送带及电机剖面正视图(车位传送带及电机剖面图相同)；

图7为本发明存取车单元横梁升降平移电机布局；

图8为本发明取车过程车辆平面运动简图；

图9为本发明取车过程存取车单元下降运动简图；

图10为本发明停车过程控制流程图；

图11为本发明取车过程控制流程图；

图中：1.停车室、2.取车室、3.载车室、4.卸车室、5.中央控制室、6.传送带、7.限位器、8.存取车单元、9.三辫抓手、10.钢绳、11.升降电机、12.横梁、13.存取车单元升降道、14.车位、15.传送带旋转电机、16.传送带升降电机、17.丝杆、18.plc控制器、19.无线通讯模块、20.导线、21.平移电机

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明进行详细的说明。

如图1到图9所示，一种基于物联网控制的智能立体车库系统，其设计包括停车室1、取车室2、载车室3、卸车室4、中央控制室5、传送带6、限位器7、存取车单元8、三辫抓手9、钢绳10、升降电机11、横梁12、存取车单元升降道13、车位14、传送带旋转电机15、传送带升降电机16、丝杆17、plc控制器18、无线通讯模块19、导线20、平移电机21。其特征在于立体车库整体结构采用方体建筑，第一层主要布局为停车室1、取车室2、载车室3、卸车室4及中央控制室5，不再设有车位，四个车室以及存取车单元8内都设有传送带6，每个车室与存取车单元8内安装有两条传送带6，其中停车室1内的传送带6没有安装限位器7，取车室2内的每条传送带6远离卸车室3的一侧安装有一个限位器7，存取车单元8内的每条传送带6两侧都安装有限位器7；传送带6的内部与传送带旋转电机15紧密相连，位于传送带6的两侧下方安装有两个传送带升降电机16，升降电机通过减速器与丝杆17相连，带动丝杆17转动，所有的传送带旋转电机15、升降电机16及无线通讯模块19都通过导线20与plc控制器18相连，plc接收服务器传输的指令控制电机转动；中央控制室5设有紧急处理系统、状态监测系统、以及控制上位机；从第二层开始，以上每层都全部布置为车位14，车位14采用与存取车单元8相同的传送带6与电机布置，限位器7安装在车位靠近墙一侧，两端都不靠墙的车位，传送带6的两端都设有限位器7；横梁12上装有升降电机11与平移电机21，电机通过钢绳10、三辫抓手9与存取车单元8固接，电机及存取车单元8共同组成了本立体车库的升降系统。

作为本方案的进一步技术优化是，立体车库的车位楼层数可根据该区域的车流量以及施工技术要求确定。

作为本方案的进一步技术优化是，存取车单元8可以根据该区域的车流量以及存取车的频率来设计其数量，设计时需保证各存取车单元8相互之间不发生干涉，能够同步进行存取车。

作为本方案的进一步技术优化是，所述的传送带旋转电机15均可实现正反转，带动传送带6实现不同方向的运动，每条传送带6布置有一个紧急处理电机。

作为本方案的进一步技术优化是，每一个存取车单元8的所有电机与一个plc控制器18连接，相邻若干车位的电机也由plc18连接控制，具体一个plc18与几个车位的电机相连，依据plc18端口数量以及布线要求。

作为本方案的进一步技术优化是，限位器7采用压力传感器与距离传感器的组合，保证触发准确率，同时每个限位器7与plc18相连。

作为本方案的进一步技术优化是，plc18与无线通讯模块19通过rs232或者rs485接口相连接。

作为本方案的进一步技术优化是，采用物联网实现车辆的停放、收费，中央控制室5设有的紧急处理系统能够实现人对电机的取车控制；状态检测系统能够实时监测立体车库内部的运行状态以及实时反馈车库的性能参数；控制上位机主要是计算机与服务器，服务器能够接收状态检测系统实时返回的参数，制定停取车最优规划路径，下发控制指令。

参照图2及图3所示，一种基于物联网控制的智能立体车库系统，停车过程主要包括以下具体流程：

(1)车主将车开到停车室1入口，车辆信息录入；

(2)车主将车驶入到停车室1内，车主下车从侧门离开，车主完成停车；

(3)服务器收到反馈的停车信息，开始计时，同时确定存取车单元8距离该停车室1的距离，开始制定最优的存取车单元8运动路径；

(4)服务器路径规划完成，向存取车单元8的无线通讯模块19下发运动指令，无线通讯模块19接收指令后传递给plc18，plc18控制升降电机11、平移电机21协调运动，将存取车单元8移动到一楼的载车室3；

(5)存取车单元8到达载车室3后，服务器向停车室1与存取车单元8的无线通讯模块19发送指令，无线通讯模块19接收指令后传递给plc18，plc18首先控制停车室1与存取车单元8的传送带升降电机16转动、当两个传送带6的高度一样时，较没有传送带6的部分偏低一些，对车辆有限位的作用，然后plc18控制停车室1与存取车单元8的传送带旋转电机15转动，停车室1的传送带6将车辆送到存取车单元8内，车辆触到限位器7就停止；

(6)车辆到达存取车单元8后，服务器再次规划载车室3到最近车位14的最优路径；

(7)路径规划完成后，服务器向存取车单元8和车位14的通讯模块19发送运动指令，无线通讯模块19收到指令后传给plc18，plc18首先控制车位14与存取车单元8的传送带升降电机16转动、使两个传送带6的高度一样，然后plc18控制车位14与存取车单元8的传送带旋转电机15转动，存取车单元8的传送带6将车辆送到车位14内，车辆触到限位器7就停止；

(8)车辆到达车位14后，完成停车，存取车单元8处于待机状态。

参阅图8及图9所示，一种基于物联网控制的智能立体车库系统，取车过程主要包括以下具体流程：

(1)当服务器收到车主通过微信端或者支付宝等方式完成的停车费用支付时，服务器确定存取车单元8距离该车位14的距离，开始制定最优的存取车单元8运动路径；

(2)服务器路径规划完成后，向存取车单元8的无线通讯模块19下发运动指令，无线通讯模块19接收指令后传递给plc18，plc18控制升降电机11、平移电机21协调运动，将存取车单元8移动到车辆所在车位14；

(3)车位14与存取车单元8对接完成后，服务器向车位14与存取车单元8的无线通讯模块19发送指令，无线通讯模块19接收指令后传递给plc18，plc18首先控制车位14与存取车单元8的传送带升降电机16转动、使两个传送带6的高度一样，然后plc18控制车位14与存取车单元8的传送带旋转电机15转动，车位14的传送带6将车辆送到存取车单元8内，车辆触到限位器7就停止；

(4)车辆到达存取车单元8后，服务器再次规划从车位到卸车室4的最优路径；

(5)路径规划完成后，服务器向存取车单元8的无线通讯模块19发送运动指令，无线通讯模块19接收到指令后传给plc18，plc18控制升降电机11、平移电机21协调运动，将存取车单元8移动到卸车室4；

(6)存取车单元8移动到卸车室4后，plc18首先控制存取车单元8与取车室2的传送带升降电机16转动、使两个传送带6的高度一样，然后plc18控制存取车单元8与取车室2的传送带旋转电机15转动，存取车单元8的传送带6将车辆送到取车室2内，车辆触到限位器7就停止；

(7)车辆到达取车室2后，微信端提醒车主到取车室2取车，存取车单元8在卸车室4处于待机状态；

(8)车主从取车室2侧门进入取车室2取车，将车从出口开出，完成取车。

以上是对本发明实施例所提供的技术进行详阅的介绍，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，各实施例中的技术方案可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。