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首頁 技術頻道 解決停車位不足困擾 自動配位系統展妙用

解決停車位不足困擾 自動配位系統展妙用

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為此,本文提出一套期望利用MCU控制紅外線感測器來管控車位的方式,幫助停車場內的車位能被更有效的利用。不僅能令駕駛人省下盲目找尋車位的時間、提升尋找車位的效率,降低駕駛們發生爭執的機率。

憑著掃描入場時嵌有系統分派車位資訊的QR Code,APP會自動儲存車位資訊以防駕駛人忘記車輛停放的位置,APP中的停車場車位配置圖搭配上顏色的變化告知駕駛系統所配給的車位,圖形化的顯示方式配合停車場內的告示指標便能讓駕駛快速地找到屬於自己的車位。

 地狹人稠車位尋找大不易

現今車輛對車位的需求量遠大於車位數,這個情形在台灣的各個核心都市尤為明顯,同時因時下的停車場系統部分有待改進的功能,容易衍生出其他危險的亂象發生。例如:人肉占車位、駕駛爭搶車位、等候車位之車輛隊伍造成塞車回堵影響交通等。期望利用MCU控制紅外線感測器來管控車位的方式幫助停車場內的車位能被更有效的利用,能直接為進場車輛配給車位,駕駛入場後僅須依循停車場內的告示指標直接前往分派之車位方可停入,省下自行尋找車位所浪費的時間。

本文希望設計一套系統當停車場內還存有閒置車位,並當駕駛人開車準備入場按下螢幕上的入場鈕後,在螢幕上顯示一個內嵌車位資訊的QR Code與車位資訊供駕駛掃描。使駕駛人能快速得到停車位並於掃描完成的同時APP會自動保存車位資訊,駕駛人只須依循地面上之標示前往空位即可停入,不僅能節省時間和能源,更能減少許多駕駛間發生爭執的機會。

目前路上看到的停車場系統仍須自行尋找車位並且容易造成兩人以上的駕駛想停同一個位置,或乘客先行下車幫忙占位亦或另行尋找其他車位造成時間及能源上的浪費。而本系統能直接分配位置以此改善浪費的情形、解決駕駛對於車位的爭搶,入場的駕駛都一定能擁有一個自己的空位不用自己尋找。

另外,於即時性方面也優於現用之系統,滿位時不須等待前車出場後車才可進場,當前車駛離停車格後,系統即視為可分配車位藉此縮短排隊時間、舒緩當停車場滿位時後方車輛塞車情況。同時也能藉由入場時APP掃描QR Code後會自動記錄車位資訊的功能也能防止駕駛遺忘車位找不到車子的狀況。

善用MCU設計停車自動配位系統

此一停車場自動配位系統,使用盛群HT66F70A進行製作。利用紅外線感測器元件來獲取車位狀態,來判斷車位是否有車停入,再透過Wi-Fi模組將車位狀況傳至雲端,入口處的配位端抓取雲端的資料後分為近入口與遠入口。當車輛入場時以近入口低樓層>近入口高樓層>遠入口低樓層>遠入口高樓層的順序分配位置,駕駛按下入場鈕後顯示內嵌車位資訊的QR Code供駕駛掃描獲取車位,APP會自動儲存車位資訊以便使用者查詢,駕駛人只須依循地面上之標示前往空位即可停入。

本作品使用HOLTEK MCU為HT66F70A,使用的主要核心功能為輸入/輸出閘(I/O Ports)、中斷控制電路(Interrupt Controller)、IO模擬UART。

HT66FXX系列控制器的內部結構如圖1,其以8位元精簡指令之微控制器核心為主體,並且搭配快閃式程式記憶體(Flash Program Memory)、資料記憶體,包含RAM Data Memory與E2PROM Data Memory、特殊功能暫存(SpecialFunctionRegister, SFR)、輸入/輸出閘(I/O Ports)、SPI/I2C串列介面模組(Serial Interface Module, SIM)計時模組(Timer Moudle, TM)、中斷控制電路(Interrupt Controller)、多通道之類比-數位轉換介面(Multi-Channel ADC)、類比比較器(Comparator)、LCD介面(提供COM3~COM0輸出)與看門狗計時器(Watchdog Timerl, WDT)等所組成的。

圖1 HT66F70A內部結構圖

紅外線感測器工作原理

此感測器環境光線適應能力強,其具有一對紅外線發射與接收器,發射器發射出一定頻率的紅外線,當檢測方向遇到障礙物(反射面)時,紅外線反射回來被接收器接收,經過電路處理之後,輸出介面輸出數位訊號(一個低電位訊號)。可透過電位器旋鈕調節檢測距離(順時針,距離增加;逆時針,距離減少。),有效距離範圍2~80cm,檢測角度35O。

WiFi模組工作原理

核心處理器ESP8266(圖2)採用更小尺寸的模組封裝Tensilica L106整合超低功耗32位元微型MCU,時脈速度支援80MHz、160MHz,支援即時作業系統、集合Wi-Fi MAC/BB/RF/PA/LNA板載天線頻率範圍為2.4GHz。該模組支援IEEE802.11 b/g/n、TCP/IP協議。用戶可以添加模組用於現有網路設備或構建單獨的網路控制器。

圖2 ESP8266內部結構圖

外觀設計搭配感測器讓停車配置更清楚

此一外觀設計理念在於用簡單的模型來表示停車場配置狀況,結合紅外線感測器與一些外觀設計上的告示指引,來增加使用者對停車場動線及車位配置的掌控度,而系統結構則如圖3所示。

圖3 系統結構圖

另外,本設計在車位的正中央鑽兩個洞放置作為紅外線感測器的感測處,當車輛停入車位感測器感測到後隨即將數據傳至MCU進行處理。並且採用雙樓層設計(圖4),表現系統在對於不同樓層車位是如何進行分配及展示系統對於不同樓層的車位控制。

圖4 停車場外觀

圖5則顯示當紅外線感測到車輛進入車位後亮起輸出燈,並將訊號傳送至MCU,之後Wi-Fi將資料上傳時同時將模組的Tx接至MCU與FT232R的Rx以便進行觀察。

圖5 紅外線感測到車輛後將亮起紅燈,並傳輸訊號至MCU

總結上述的內容,此一停車配位設計希望未來可以讓所有駕駛與親朋好友出門時能更加輕鬆自在,不用再為停車這件小事弄得焦頭爛額。也期盼能夠透過此一系統,進一步降低因為停車而造成的不必要的爭端。然而,無論系統做得多麼完善,仍然須要每位駕駛發揮自己的公德心,不能夠只考慮自己的方便、利益而罔視他人。

(本文作者皆為國立虎尾科技大學學生;指導老師為謝振榆教授)

 

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