一种面向共享单车自动停车的控制装置及方法

本发明涉及自动化共享单车停车场装置领域，特别是涉及一种面向共享单车自动停车的控制装置及方法。

背景技术：

1、2007年，由国外兴起的公共单车模式逐步引入国内，但其形式主要为政府主导的有桩式公共单车。2014年，随着互联网技术的蓬勃发展，以ofo为代表的互联网公司，逐步推出互联网式共享单车，以更加便捷的无桩式共享单车代替有桩式共享单车，单车可通过扫码实现“随行随停”。2014-2017年间，随着国家出台“节能减排、绿色出行”等相关政策，互联网式共享单车迎来了飞速发展时期，在其发展规模日益庞大的同时，存在着乱停乱放、资源配置不均匀、车辆损毁等问题。针对共享单车乱停乱放、资源配置不均匀、车辆损毁等问题，社会各界人士提出来各式各样的解决方案，如卢正设计出了一种针对自行车的悬挂式立体停车装置，但停放的自行车数量少，土地资源得不到充分利用；老焯源基于单车存放安全性低、停放空间浪费等问题，通过三维建模和模型制作研制了一种简单的自动化自行车立体存放系统；郭芳辉结合“物联网＋”的理念，设计了一种旋转式智能立体自行车车库设计；张育斌针对现有立体车库的控制系统的自动化程度低问题，开发了一种巷道堆垛式的立体车库管理系统；王世伟设计了单车停放系统的悬挂停放/悬挂牵引机械结构的立式全自动单车停放系统。

2、但上述这些设计方案存在停放的共享单车数量少，土地资源得不到充分利用，没有充分考虑共享单车使用便捷等问题。由于上述设计方案的不适用性，以至于当下仍未出现一款能便于人们出行的一种共享单车停车场方案，使得部分地区针对共享单车出台划定停车区域、划定骑行区域等相关的限制政策。

3、与此同时，自2017推出的共享电单车同样面临上述问题。此外，随着全球气候变暖带来的高温影响，共享电单车因其携带的电池和相关电控设备，相比较共享单车存在的危险系数更高，更加需要安全的维护措施。

技术实现思路

1、基于上述背景分析，本发明结合市场调研，提出一种面向共享单车自动停车的控制装置及方法，来针对性解决共享单车发展现存的乱停车、停车不方便、车辆损毁严重等突出问题，为共享单车提供有效的安全防护专用场所，在给予大家更加便捷自由用车的基础上，更好的维护社会环境，提升人们用车体验，延续共享单车的发展活力。

2、本发明提出的一种面向共享单车自动停车的控制装置及方法，在一定程度上类似为有桩式停车方案，但为减小取消无桩式停车方案给人们带来的不便情况，本发明在共享单车存取方面做出便捷改进，并运用当下成熟的传感器技术和简单的机械运动来实现产品的设计目标。在基于人机工程学的基础上，实现人们便捷取用、停放车辆的基础上的同时，最大化的利用停车场的占地资源。

3、为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种面向共享单车自动停车的控制装置，它包括候车区、待行区、无车区、防护栏和装置外壳；所述待行区包括第一电机、同步带、驱动支撑架、多个停车架和第一光电传感器，同步带通过同步带轮转动支撑在驱动支撑架上，第一电机与同步带的同步带轮相连并驱动其传动，第一光电传感器用于检测待行区车位是否处于闲置状态，其中无车区与待行区之间的第二光电传感器用于计算停车架的移动个数，进而判断待行区的空车率，并通过无线通信模块将停车场的运行状态传输至云平台；所述无车区包括第二电机、收集空车位的伸缩架及相应的吊装设备。

4、所述停车架上设置有开锁按键，所述开锁按键是现有车辆自主锁车系统的一个补充；所述装置外壳采用三面围墙一面为空加屋顶的房屋式设计，所需的电力均通过停车场装置上方的太阳能电池板提供。

5、采用带滑轮的托盘底座来存放车辆，环、管结合的方式连接相邻两辆共享单车，通过自身重力作用改变环、管的作用力方向，从而改变相邻车辆的停车间距，做到候车区车辆停靠紧密，待行区附有足够空间方便用户存取车辆。

6、所述第一电机随具体情况而发生不同方向的转向，当用户将车辆推入相应的停车架后，车辆前轮将会触发停车装置上的第一光电传感器，并同时锁住车辆，当用户用车时，需要先按下停车架上开锁按键，再进行自主扫码实现车辆的使用；当待行区车辆停满或没有车辆时，通过与第二光电传感器相连的微处理器控制电机，从而驱动同步带，并通过待行区第二光电传感器来判别待行区的车辆是否停满，当待行区车辆停满后，第一电机将会驱动同步带向候车区转动，使得候车区车辆停靠紧密；当待行区没有车辆时，第一电机将会驱动同步带向无车区转动。

7、所述无车区采用一个竖直方向的伸缩架来收集空车车位架，当第一电机保持驱动同步带向无车区运转时，位于无车区的第二电机也会运转，带动伸缩架向上展开，从而按顺序收集空车车位架，当第一电机保持驱动同步带向候车区运转时，位于无车区的第二电机也会运转，让伸缩架向下运动，并按顺序释放空车车位架。

8、还包括无线通信模块，无线通信模块将停车场的运行状态信息传输至云平台，运维管理人员能够通过云平台的账号和密码，借助有网移动端或pc端自由的进入云平台的用户应用界面，查看停车场的运行状态信息；与此同时，当停车场出现无车、车满或是停车架一定时间内未到达指定位置时，系统会自动通过无线通信模块，将停车场异常信息传输至云平台，云平台在云平台的用户应用界面展示停车场报警信息的同时，也会通过短信、邮件或微信公众号向运维管理人员发送停车场出现车满、无车或停车场异常的报警信息。

9、一种面向共享单车自动停车的控制装置的控制方法，具体包括以下步骤：

10、当用户将车辆停放至停车场时：

11、步骤1.1：当用户将车辆骑行至停车位上，车辆前轮触发停车位上第一光电传感器，车位锁车装置启动的同时，触发提示用户自主扫码锁车的语音播报。

12、步骤1.2：用户扫描车辆二维码，使得车辆锁车装置启动，用户完成车辆使用。

13、步骤1.3：系统通过待行区的第二光电传感器所处状态，判别待行区车辆是否已满；

14、步骤1.4：若待行区车辆未满，系统休眠；若候车区车辆已满，系统通过无线通信模块，将停车场车辆停满的信息传输至云平台；与此同时，云平台也会通过短信、邮件或微信公众号向运维管理人员发送停车场出现车满的异常报警信息；当候车区车辆未满时，系统启动语音播报来提示用户暂时远离停车场并启动待行区前方的防护栏；

15、步骤1.5：在启动待行区的防护栏后，第一电机驱动同步带，使得待行区的停车位向候车区方向运动，与此同时，无车区收集空车位伸缩架也会向下运动；

16、步骤1.6：随着待行区和无车区的第二电机不断运行，系统通过无车区左侧的第二光电传感器来计算停车架的移动个数和待行区空车率，并判别待行区空车率是否为设定值；当空车率未达到设定值时，第一电机保持运转；当空车率达到设定值时，在一定时间内确定待行区最靠右的停车位是否到达最右端位置，若到达最右端位置，第一电机停止运转，否则第一电机停止运转的同时，将向云平台发送停车架未到达指定位置的异常报警信息；

17、步骤1.7：待行区和无车区的电机正常停止运转后，启动安全提示语音播报，并放下待行区前方的防护栏；

18、当用户从停车场取车时：

19、步骤2.1：当用户需要从停车位取车时，按下停车架上开锁键，车位锁车装置解锁的同时，触发提示用户自主扫码开锁的语音播报；

20、步骤2.2：用户扫描车辆二维码，使得车辆锁车装置解锁，用户完成取车；

21、步骤2.3：系统通过待行区的第一光电传感器所处状态，判别待行区车辆是否已空；

22、步骤2.4：若待行区车辆未空，系统休眠；若候车区车辆已空，系统通过无线通信模块，将停车场车辆已空的信息传输至云平台；与此同时，云平台也会通过短信、邮件或微信公众号向运维管理人员发送停车场出现无车的异常报警信息；当候车区车辆未空时，系统启动语音播报来提示用户暂时远离停车场并启动待行区前方的防护栏；

23、步骤2.5：在启动待行区的防护栏后，第一电机驱动同步带，使得待行区的停车位向无车区方向运动，与此同时，无车区收集空车位伸缩架也会向上运动；

24、步骤2.6：随着待行区和无车区的电机不断运行，系统通过无车区左侧的第二光电传感器来计算停车架的移动个数和待行区空车率，并判别待行区空车率是否为设定值；当空车率未达到设定值时，第一电机保持运转；当空车率达到设定值时，在一定时间内确定待行区最靠右的停车位是否到达最右端位置，若到达最右端位置，第一电机停止运转，否则第一电机停止运转的同时，将向云平台发送停车架未到达指定位置的异常报警信息；

25、步骤2.7：待行区和无车区的第一电机和第二电机正常停止运转后，启动安全提示语音播报，并放下待行区的防护栏。

26、该装置结合现有的传感技术和云服务技术，在收集大量的装置运行状态信息后，据此来对不同地区的单车使用情况进行数据分析，并以此来进一步合理投放单车，提高单车的利用率。

27、本发明有如下有益效果：

28、1、环、管结合的连接方式使得简单有效的处理了停车间距的问题，缩减了占地空间，同时简单有效的达到了用户存取车方便目的。

29、2、有车区、候车区、无车区的模块化，使得装置结构简单维修方便的同时，提高了单车的使用寿命，能有效提高土地资源利用率。

30、3、项目结构的巧妙机械设计以及简单有效的电气化设备的应用，日常采用太阳电池板便可给该装置提供足够的电力需求，降低了成本的同时，使得项目的可行性和实用性有很大的提升。

31、4、该装置设计结合现有的传感技术、云服务技术等，在收集大量的装置运行状态信息后，可据此来对不同地区的单车使用情况进行数据分析，并以此来进一步合理投放单车，提高单车的利用率。

32、5、共享单车停车场装置的设计，能够美化环境、便于人们快速找到停车区域的同时，可给投资商带来一定的广告收入。