毕业论文立体停车库设计与研究

停车场管理信息系统设计陶永明（东北财经大学经济信息系 辽宁 大连 116023）摘 要 本论文根据停车场的管理工作需要，设计了一个简洁、稳定、实用的停车场管理信息系统。相对一些现有的停车场收费管理系统来说，本系统在容错性、实用性、易操作性等方面具有一定特色，并且本系统可扩展性较强。[信隆论文网：，更多免费论文，更多优质服务!]关键词 停车场；管理信息系统；实用性；可扩展性0 引言随着汽车工业的迅猛发展，我国汽车拥有量急剧增加。停车场作为交通设施的组成部分，随着交通运输的繁忙和不断发展，人们对其管理的要求也不断提高，都希望管理能够达到方便、快捷以及安全的效果。停车场的规模各不相同，对其进行管理的模式也有不同之处，管理者需要根据自身的条件，选择应用经济、稳定的管理程序，以免选择了高成本的管理系统。本论文旨在设计一个简洁、稳定、实用的停车场管理信息系统，希望在容错性、实用性、易操作性等方面具有自己的特色，并且保持一定的可扩展性，以满足不同停车场的信息管理需求。1 系统功能需求分析一个典型的停车场管理信息系统需要包括车辆进出管理及收费功能、停车场车位及车主信息查询功能和系统设置及管理功能。1.1 停车场车位划分首先将停车场划分为固定车位和自由车位两部分。固定车位又可以称为专用车位或内部车位，它的特点是使用者固定，交费采用包月制或包年制，平时进出停车场时不再交费。对于固定车位的车辆，系统有着详细的信息记录，包括车辆信息和车主信息。自由车位又可以称为公用车位或公共车位，它的特点是使用者不固定，针对临时性散客服务，车辆每次出停车场时，根据停车时间和停车费率交纳停车费用。固定车位的车辆总是停放在自己的车位上，而不停放在自由车位上。不同类型停车场的固定车位和自由车位数目比例是不同的，比如商场、车站、机场类停车场的自由车位数目相对较多，而住宅小区、单位自用类停车场的固定车位数目相对较多。停车场的固定车位和自由车位数目一般情况下是固定不变的，但有时根据停车场规划改变也需要调整，系统可以在系统管理功能里对这两类车位的数目进行设定和修改。1.2 车辆进出管理及收费功能车辆进入停车场时，系统记录车辆的车牌号码和进入时间。车辆离开停车场时，根据车辆车牌号码判断是否为固定车位车辆，如果为固定车位车辆则不收费，只记录车辆离开停车场时间；如果为自由车位车辆则根据进入时间和离开时间计算出停车费用进行收取。所有进出停车场的信息（包括车牌号码、进入时间、离开时间、停车费用）都记入一个进出记录表以备查询和统计使用。1.3 停车场信息查询功能系统的查询功能可以查询包括自由车位空闲数目、自由车位停车情况、固定车位使用情况、固定车位车主信息、自由车位使用率等多种信息。将自由车位空闲数目或自由车位使用率显示在停车场入口处，可以提示即将进入停车场的车主；如果自由车位已满，更可以给出指示，并不允许继续进行车辆进入自由车位停车场的操作。1.4 系统管理功能系统的管理功能可以查看一定时间内总收取费用情况，也可以查看一定时间内的详细收费情况，可以查看所有车辆进出停车场的记录，也可以查询指定车辆（包括固定车位车辆与自由车位车辆）所有进出停车场的记录，可以设定和修改固定车位和自由车位数目以及停车费用的费率，而且可以做系统初始化的工作。2 系统设计及实现2.1 系统功能模块设计根据系统的需求分析，将系统设计的功能分为三大模块：车辆进出管理模块、信息查询模块和系统管理模块。其中车辆进出管理模块包括进入停车场和离开停车场费用结算，信息查询模块包括自由车位空闲数目指示、固定车位停车情况查询、固定车位车主信息查询、自由车位停车情况查询，系统管理模块包括总收取费用显示、停车费率设定及修改、详细收费情况查询、指定车辆进出记录查询、系统初始化功能。系统模块结构图见图1。2.2 系统开发工具选择系统的开发软件工具选择了Microsoft Visual FoxPro 6.0。从目前市场上比较流行的数据库开发、管理软件来看，对于比较简单的中小型数据库，XBase数据库家族的新成员，也就是FoxPro 与可视化程序设计相结合的产物Microsoft Visual FoxPro 6.0不失为开发的好工具。Microsoft Visual FoxPro 6.0有如下的主要特点：⑴ 大的查询与管理功能⑵ 入了数据表的新概念⑶ 扩大了对SQL语言的支持⑷ 大量使用可视化的界面操作工具⑸ 支持面向对象的程序设计⑹ 通过OLE实现应用集成⑺ 支持网络应用结合本系统的实际应用需求可以设计出符合实际需求、易于理解、易于操作、易于维护的数据库和操作系统。对于Microsoft Visual FoxPro 6.0而言，管理这种规模和复杂程度的数据库是游刃有余的，且对数量较少的表和期间的关系进行比较简单的操作正是其擅长的功能，无论是查询还是统计都能顺利完成。当然系统可以采用的开发工具还有VB、Delphi、SQL Server等。图1 停车场管理信息系统模块结构图2.3 数据库设计系统建立三个基本数据库（表）：固定车位表、自由车位表和进出记录表，分别存放固定车位车辆及车主信息、自由车位停车信息和所有车辆进出记录信息。下面列出了各表的结构。表1 固定车位表结构字段名 类型 宽度(字节)车位编号 数值型 3车牌号码 字符型 12车辆颜色 字符型 6车主姓名 字符型 10联系电话 字符型 12联系地址 字符型 20车辆照片 通用型 4是否在位 逻辑型 1进入时间 日期时间型 8离开时间 日期时间型 8表2 自由车位表结构字段名 类型 宽度(字节)车牌号码 字符型 12进入时间 日期时间型 8表3 进出记录表结构字段名 类型 宽度(字节)车牌号码 字符型 12进入时间 日期时间型 8离开时间 日期时间型 8停车费用 数值型 6免费车辆 逻辑型 1在固定车位表中包含了车位编号、车牌号码和有关车主信息的字段，其中的逻辑字段“是否在位”用来记录该车辆现在是否停放在自己车位的信息，而“进入时间”和“离开时间”则记录了该车辆最近一次进入和离开停车场的时间。自由车位表中只记录当前情况下自由车位停车场所停放的车辆信息，当车辆离开停车场时则删除相应记录。进出记录表中记录了包括固定车位车辆和自由车位车辆的所有进出信息和收费情况，每车每次离开停车场时增加一条记录，非常方便日后查询和统计工作的需要。其中设定的“免费车辆”字段用来记录免费停车的特殊车辆的进出信息，使该车停车费用记零，不影响总停车费用的统计。2.4 系统表单设计根据功能需求编写了系统主界面表单、车辆进出管理表单、信息查询表单、系统管理表单以及子功能中的多个表单。2.4.1车辆进出管理表单车辆进入和离开停车场使用同一个表单界面，在车牌号码框内输入车牌号码然后可以根据需要分别点击“进入停车场”或“离开费用结算”按钮。这样设计表单的目的是统一进、出操作的界面，提高工作效率，对于统一出入口的小型、简单停车场十分方便。对于出入口分离或多个出入口的停车场，本系统也可以方便的扩充其功能，在本论文第3部分中将做说明。进行车辆进入停车场操作时，根据输入的车牌号码在固定车位表中查找以判断是否为固定车位车辆，固定车位车辆信息和自由车位车辆信息将分别记入不同表中。固定车位车辆记入固定车位表时，只需要记录车辆的进入时间和修改车辆是否在位字段值为“真”；自由车位车辆记入自由车位表，记录车牌号码和进入时间，同时统计空闲车位数目。进行“离开费用结算”操作时，再次根据车牌号码进行判断，如果为固定车位车辆，记录车辆的离开时间和修改车辆是否在位字段值为“假”，并且将该车辆此次进出信息记入进出记录表中，停车费用字段值记为0。如果为自由车位车辆，根据此时时间即离开时间和该车进入时间计算出该车停车时间，并根据停车费率计算出停车费用，收取费用后将该车信息记入进出记录表中，并且将该车记录从自由车位表中删除，同时统计空闲车位数目。如果该车辆为特殊车辆（免费车辆，如正在执行任务的警车、军车等），在离开停车场费用结算表单中选中“免费车辆”复选框然后确认，则停车费用自动记录为0，并记入出入记录表中。系统采用这样的设计使自由车位表中只记录了当前情况下的停车情况，该表中记录的个数即为自由车位停车数目。每进行完一次进出操作时，系统可以很方便的统计出当前自由车位停车场空闲车位数目，也很容易计算出自由车位停车场当前使用率。将空闲车位数目及使用率随时显示在进出管理表单上以做提示，空闲车位数目为0时禁止继续进行进入停车场操作。空闲车位数目和使用率也可输出到停车场入口处提示牌上，以提示即将进入停车场的汽车驾驶员。车辆进出记录表中则记录了所有车辆的进出记录及收费情况，在不进行系统初始化或清空车辆进出记录的操作以前，这些信息将得到长期保存。因为进出记录表的结构很简单，每条记录所占用的数据量极小，不会因为该表记录的增多而影响整个系统的数据量。2.4.2信息查询表单系统设计的信息查询表单中随时显示自由车位停车场总车位数目和空闲车位数目以及自由车位停车场当前使用率。需要查询固定车位停车情况时只需要使用浏览命令显示出此时固定车位表中车位编号、车牌号码、是否在位等信息即可，选中某条记录时点击“详细信息”按钮可以查询该车辆的详细信息。在该界面中既可以浏览固定车位车辆及车主详细信息，也可以对固定车位表中的记录进行增加、删除以及修改的工作。通过浏览自由车位表的命令可以实现自由车位停车场当前停车情况的信息查询功能。2.4.3系统管理表单系统管理表单中显示自由车位停车场车位数目、空闲车位数目、固定车位数目、停车费率等信息，对于其中的自由车位停车场总车位数目、固定车位数目、停车费率可以进行修改。点击“收费情况”按钮，系统将显示最近一段时间内（包括起始时间和终止时间）的总收费，点击“详细收费情况”则可以进一步查看该时间段内的详细出入记录及收费情况。在“指定车辆进出记录查询”中输入车牌号码并点击“查询”，系统将显示指定车辆的详细进出记录以及交费情况。系统的初始化功能包括两部分：一个是清空进出记录的功能，可以清空进出记录表，包括其中的详细出入记录和详细收费情况，此操作可以在一定时间段（例如一年）做好财务管理工作后进行，最近一段时间的总收费也清零。另一个是初始化整个系统，此功能可以清空所有表中的记录，将系统恢复为初装系统时状态，相当于重新安装了本系统。3 系统特色及几个相关问题的说明根据实际应用需要解决的一些问题，本系统做了较为细致的工作，使本系统在容错性、实用性、易操作性等方面有一定的特色，并且使本系统可扩展性较强。⑴ 设计的车辆进出管理表单使车辆进入和驶出停车场的管理工作使用同一个界面表单，适用于统一出入口的小型停车场，提高了管理者的工作效率。其中对于进入停车场的操作，管理者输入车牌号码后只需要点击“进入停车场”即可，系统会自动根据车牌号码判断是固定车位车辆还是自由车位车辆然后进行分别记录。⑵ 在设计车辆进出管理表单时，并没有直接加入数据环境，而是只有在点击相应按钮时瞬间执行“打开表--操作--关闭表”的步骤，这样的设计方便了系统的扩充。当停车场扩充为出入口分离或多个出入口时，多个管理员可以通过局域网同时进行进出管理工作，这种设计基本避免了进行进入停车场操作和离开停车场费用结算操作时可能同时打开同一个表的冲突问题。⑶ 为提高系统的容错性，防止管理员输入车牌号码有误或者人为故意行为造成的问题，特别设计了检测程序。当进行进出操作时，系统会先根据车牌号码检测停车场表内是否已有该车辆相应信息，如果已经存在相应信息（例如进入停车场操作时发现停车场内已经存在该车进入记录，或离开停车场操作时发现停车场内无该车进入记录），则系统会给出错误提示，并重新进行记录（重新进入停车场操作或重新设定固定车位是否在位标志或人工收取停车费用），这时也需要进行实际情况的核实调查。这种检测对于一些智能停车场管理系统采用了IC卡进行车辆管理时，管理员手工输入号码错误的问题可以避免，但仍可以检测到人为故意行为（如故意将IC卡带出停车场并重新带车进入停车场等）造成的错误问题。在系统扩展功能设计时考虑再建立一个错误信息记录表，将错误信息记录下来，以便于进行统计问题和处理解决。⑷ 系统将停车费率的设定分为两种不同的可选方案，以适应不同停车场管理工作的需要。一种是根据停车时间的长短，前一段规定时间与之后的延长时间分别设定不同单位时间停车费用（如前2小时内5元/小时，之后3元/小时），这样设计可以使停车场管理者根据实际停车场的使用效率来设定和更改停车费率，达到鼓励长时间停车或鼓励短时间停车的目的（延长时间费率相对低则鼓励长时间停车，反之则鼓励短时间停车）。另一种是根据停车的时间段分别设定停车费率，如白天（8：00-18：00）为5元/小时，夜间（18：00-次日8：00）为2元/小时，系统根据车辆的进入时间和离开时间计算出停车费用，跨时间段的停车费用也能准确计算得出。停车场管理者可以通过设定及修改停车规定时间和费率来达到停车场的最佳使用效率和最高经济效益。⑸ 本系统适用于小型的停车场管理使用，即使只有一个管理人员也可以很方便的使用计算机来进行停车场的管理工作。本系统结合利用传感器技术、IC卡技术、网络技术以及高度自动化的机电和微机设备对停车场进行安全、有效的管理的应用，可以建设智能停车场管理系统，可以实现收费、保安、监控、防盗等功能。比如车牌号码的记录采用智能IC卡技术，即省去了手工输入车牌号码的工作以及可能出现的手工输入错误，并增加进出停车场操作的管理工作效率。⑹ 系统的管理功能里不仅包括查询所有车辆进出记录及详细收费情况查询的功能，还包括了按指定车牌号码进行查询的功能，输入车牌号码即可查询该车辆近一段时间内的详细出入记录。本功能虽然只需要使用非常简单的查询语句即可实现，却有一定的实用价值，例如警方可以对嫌疑车辆的出入该停车场记录进行查询等。⑺ 本系统可扩展性较强，通过一定的改进工作可以获得更多的停车管理信息和增强系统的功能。可以考虑的系统修改有以下几点：① 表增加管理员编号的字段，设定不同的管理员用户名及口令，可以记录不同管理员的工作，也可以使系统方便的扩展到多出入口停车场系统的管理需要。② 定两种不同权限级别的管理员用户，普通管理员只能进行进出管理和一些信息查询的操作，而高级管理员可以进行包括停车费率修改、详细收费情况查询、固定车位信息修改和系统初始化等的全部操作。③ 固定车位表增加停车费有效日期字段，在每次进出停车场时系统可以根据当前日期及时给出提示，提醒驾驶员及时交费。如果到期没有交纳停车费用的车辆将按照自由车位收费标准进行收费。④ 增加停车费用结算报表的打印功能，可以给每次停车打印收费单据。4 结束语相对一些正在使用的停车场收费管理系统来说，本论文所设计的系统在简洁、稳定、实用的基础上强调了容错性、实用性、易操作性等方面的特色。并且本系统可扩展性较强，可以针对不同的用户需求进行相应改进，以满足不同停车场的信息管理需求。

1.绪论21.1本课题设计背景21.2本课题设计的内容31.3本课题设计的目的和意义32.系统控制方案的确定42.1自动化立体仓库的概述42.2采用PLC控制立体仓库的优点42.3系统设计的基本步骤52.4系统控制方案62.5立体仓库技术参数的确定73.系统硬件设计83.1控制系统结构设计83.2可编程控制器(PLC)的选型83.2.1PLC概述93.2.2PLC的选型93.3步进电机的选择113.3.1步进电机的原理113.3.2步进电机的选择113.4步进电机驱动器的选择143.5传感器的选择163.6微动开关的选择183.7PLC输入输出分配表183.8电气原理图的设计194系统控制软件设计204.1PLC梯形图概述204.2三菱编程软件的特点214.3系统流程图224.4梯形图的设计235.系统调试及结论245.1梯形图程序的下载（传送）245.2结论25附录IPLC设计的梯形图26参考文献37致谢37