摘  要： 针对城市中立体车库使用效率较低，提出了一种以GMS网络为通信桥梁的立体车库远程管理系统。系统采用RS485总线方式，通过车位监控器来实现采集车位信息，对车库内车位状态进行监测，然后由GSM网络传送给管理计算机。驾驶员可以通过手机发送短消息查询立体车库的库容信息，也可以进行预约存取车辆操作。该技术有效提高了立体车库的智能化程度与利用率。
关键词： 立体车库；GSM；TC35i；可编程控制器

    随着现代化社会的迅速发展，私家车数量与日俱增，立体车库成为解决“停车难”问题的有效途径。但是我国的立体停车[1]设备智能化程度尚存在不足，存取车环节均采用刷卡方式，每个刷卡机需配备专人协助操作。这样既造成人员浪费，同时待存入车辆也无法提前得知车库“饱和度”信息，易造成停车设备拥堵或者闲置。
    本文介绍了一种以GSM网络为信息枢纽的立体车库远程管理系统，实现对立体车库资源的合理利用。系统可以实时获取立体车库信息，存储到管理计算机。然后用户以短消息的方式通过GSM网络查询或者预约立体车库中的空位、或者提取已存入的车辆。
1 GSM网络技术简介及特点
    GSM（Global System for Mobile Communication）网络技术[2]是目前移动通信体系中基于时分多址技术最成熟完善的系统。系统主要由移动台子系统(MS)、网络子系统(NSS)、基站子系统(BSS)等组成。
2 系统总体结构
    立体车库远程管理系统包括管理计算机、可编程控制器(PLC)、车库执行机构、RS485-GSM转接点、车位监控器、手机终端。系统结构如图1所示。

    系统中管理计算机用于存储用户数据和车库实时状态信息；同时可以向PLC发出控制命令，来控制车库执行机构完成车库的停车、取车等操作。
    车位监控器用于监测车库中每个车位的状态，当监测到车库内车位状态改变时，通过RS485总线发送给管理计算机存储管理。RS485总线结构采取一主多从式，在固定时间间隔内循环读取各个车位监控器的状态信息，并将信息收集到管理计算机进行实时管理。
3 车位监控器与GSM通信模块
3.1 车位监控器与GSM通信模块硬件结构
    车位监控器的控制器[3]采用DS89C430MCL微控制器；GSM无线通信模块采用TC35i单元。如图2所示。
    微控制器使用Dallas(MAXIM)制造的高速DS89C430型单片机。ADC采集使用12位测量精度的高速A/D转换芯片MAX197。状态指示电路是微控制器或者TC35i出现工作异常时启动蜂鸣器报警。

3.2 车位监控器与GSM通信模块软件流程
    控制软件的主要功能为：模拟量、数字量信号的采集与处理；TC35i工作状态监控；与外围设备及TC35i的串口通信；短消息的编码解码；TC35i工作异常时的应急处理。程序采用基于中断的任务调度方法，运行时主程序自检并初始化，然后中断并进入等待状态。当89C420收到中断信号时，硬件启动中断功能单元，实现所需的目标功能。程序对TC35i的工作状态采用循环监测[5]的方式，若检测不成功则程序判断为异常，进入到异常中断，执行异常中断处理程序。软件流程图如图4所示。

4 短消息收发处理
    基于GSM技术的立体车库远程管理系统的核心是短消息数据的编码与解码。短消息的收发主要有TEXT格式和PDU格式[6]，其中TEXT格式不能用于中文模式，而PDU格式兼容了中英文格式数据。故采用PDU格式。每条短消息容量为140个字符，来自现场设备的各数据长度计算、分段工作由TC35i模块的设定程序完成。
    TC35i通信采用的主要功能及语句为：首先初始化TC35i，AT+CMGF=0<CR>“设置编码模式为PDU格式”；AT+CNM1=1,1,2<CR>“收到短消息时自动提示设定”；AT+CMGD=<index><CR>“删除所有位置已接收到的短消息，准备再次接收”。其次为消息的发送处理，AT+CMGS＝<Len_char><CR>“设定数据长度”；收到“>”符号后开始发送短消息格式帧，发送过程以检测到ASCII码中的“1A”为结束信号，其中短消息服务中心地址、对方地址、短消息存在时间及必要数据内容均包含在格式帧中，应用BCD编码的方法对地址、日期进行压缩处理。短消息发送过程中，程序语句之间需要设定合理的时间间隔以免TC35i出现错误信息提示。再次为短消息接收过程，+CMTI:‘SM’，<index>“当检测出有新的短消息时，TC35i自动向串口发出提示”；AT+CMGR=<index><CR>“MCU接收到信号开始读消息”，TC35i返回短消息格式帧，并且由程序分解格式帧中包含的数据。AT+CMGD=
<index><CR>“短消息由SIM卡中读取完毕后被删除”。最后一个关键过程即为TC35i出现异常时的处理方案，TC35i异常包括物理损坏、接线故障、SIM卡损伤、SIM卡余额不足、收到不匹配信息；当主程序检测到这些异常状态时发出报警并转入异常状态处理模块进行处理；实际工况中常遇到多个短消息同时需要接收，从而可能出现某个短消息丢失的情况，故采用保护语句“T+CMGL=0<CR>”根据反馈消息帧“+CMGL=<index>，<stat>”中<index>锁定的位置重新读出未读的短消息。
5 远程终端控制的实现

    系统的远程控制终端为手机。用户使用手机终端可以通过GSM网络向通信模块发送短信，管理计算机接收来自TC35i的手机短消息后，将来自车位监控器的各项数据以短消息形式通过通信模块回复到手机终端。通过回复短消息，用户可以得知目标车库的库容情况，由此决定是否可以前往目标车库存车。也可以通过手机终端向计算机发送特定字符实现对空车位在周期为T时间段内的预约功能；亦可由已经存车入库的用户通过手机向计算机发送代表取车含义的字符，计算机收到取车字符后在时间T内向PLC发出取车执行信号，用户在时间T内到达车库门口并手动确认取车，则计算机向PLC发送取车信号，执行取车操作。
    针对现代化都市停车难、立体车库未能完全发挥作用的问题。本文提出了一种基于GSM技术的立体车库远程管理系统。系统能够实现合理分配车位资源，避免驾车员行至车库门口却没有车位，或者有空位而无人知晓造成浪费的现象。提高了立体车库智能化管理水平，为立体车库的大量使用奠定了基础，在城市交通智能化管理中具有良好的应用前景。
参考文献
[1] 刘晓娟，潘宏侠.垂直升降式立体车库系统设计与研究[J]．机械设计与制造，2011，5（2）：79-85.
[2] 叶朝辉，华成英.可编程片上系统(PSoC)原理及实训[M].北京：清华大学出版社，2008.
[3] 龚建伟，熊光明.Visual C++/Turbo C串口通信编程实践(第2版)[M].北京：电子工业出版社，2007.
[4] 姚维，张国柱，章玮，等.GSM网络在车位管理系统中的应用[J].控制工程，2011，18(5)：829-832.
[5] 刘西秀，张民，刘勇.GSM技术在远程监测系统中的应用[J].仪表技术与传感器，2012，17(10)：79-81.
[6] 宣彩平，王皓，邹国良.利用GSM无线模块发送短消息[J].计算机应用，2004，24(5)：148-150.