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摘 要：近些年来，共享单车、共享电单车逐渐风靡。针对校园、社区、工业园区等用车频繁的地区容易出现共享单车、电单车乱停乱放和难以维护的问题，开发了一种立体光伏自行车、电单车车库平台。本文将从该立体车库的App开发使用和平台搭建做设计与研究，突出立体车库的客户端使用和后台控制的可行性，来解决该立体车库的使用和控制。
关键词：立体自行车库;互联网;App功能设计;PLC控制设计
1. 引言
近些年来，共享单车因其随用随取和停车方便的理念便利了公众的出行，解决了城市最后一公里的问题，受到了广泛的欢迎[1]。但正因其便利性也产生了以无序停放为代表的问题，尤其是在小区门口和校园内，矛盾现象非常突出。同样，近些年来共享电动车也逐渐风靡起来，乱停乱放和电动车充电给共享单车维护工作者们带来不小麻烦。因此，结合两大难点，为有效解决此类问题，一种基于互联网的立体光伏共享单车、电单车车库应运而生。本文通过介绍该车库的平台设计与研究，为该平台进一步改进提供理论基础和设计方案。
2.立体光伏共享单车车库的介绍
2.1立体光伏车库的结构设计
立体车库以铝合金结构框架为主体，采用槽轮机构，通过电机实现对多个单车箱体的旋转，节约空间，运行简单实用。且在车库背面增添了一个电气控制柜，内有PLC控制器，它采用一种可编程的存储器，它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制该立体车库的转动，实现存车箱体的切换[2]。存车箱体采用模块化设计，可实现对车辆的批量回收与维护。
2.2立体光伏自行车库的平台介绍
为了保证系统的稳定性，我们首先对此App和使用平台的实现进行系统建模。该系统是由用户客户端、本地服务器、本地控制器（PLC）和执行器组成。整个与预期功能的实现涉及很多领域的开发，首先是执行器部分的自动控制设计，该部分增加了维护人员人工操作，防止因为服务器故障或网络原因导致无法进行操作。其次就是该系统的App搭建和服务器的搭建，该部分主要为用户端提供服务，使用户可通过操作简单的手机App将数据传输至服务器，再由服务器配置IP地址访问到PLC进行操作（如图一）
2.3立体光伏自行车车库的App设计基本功能介绍
为完善立体自行车车库的使用，设计一款基于互联网的用户端操作App，使得用户能通过扫描立体车库上的二维码实现对车辆的存取，并且能在App中的地图上找到有空车位的立体自行车库。该App设有客户登录页面，客户登陆后可实现对立体自行车库的操作和使用（如图二）。
操作流程：用户通过短信或账号密码登录App后登录到软件中，再通过地图上的立体自行车库点或直接扫描立体自行车库立柱上的二维码，扫描后到达最后一个界面，选择一件存车或一键取车。操作结束
用户通过操作App，App将数据通过TCP/IP协议传输至服务器，统一由服务器处理。用户完成操作后由服务器回传数据至用户。绝大部分操作无须用户操作，极大的方便车主，同样安全性也能得到极大地提高。
工业4.0的浪潮下，各行各业都在思考着如何进行信息化及智能化。随着本地通信控制的局限性，远程控制联网通信，采用有线和无线的方式慢慢地进入主流。以太网口通信和无线网络通信慢慢地在PLC远程控制取代了原有的本地串口或总线方式控制。
立体光伏自行车车库的执行端需要有一个稳定的控制器进行控制，并且控制器是支持串口和网口的设备，该立体自行车库采用支持网口的PLC控制器进行控制，且需要一台PLC远程控制模块。PLC远程控制模块传输要求非常稳定，持续工作丢包率为0，可以7×24小时长时间工作。
PLC端通信方式采用RS485接口上接一个串口转远程控制模块，该模块可支持4G远程控制、Wi-Fi远程控制、手机热点远程控制、以太网远程控制、还支持USB远程下载程序。该模块连接到服务器或公网IP，服务器直接向设备端发送modbus指令控制PLC端口，初步实现了对PLC的远程控制，实现对立体车库的转换操作[3]（如图三）。
解决好PLC与服务器的通讯后，用户即可通过手机App操作将信号传输至服务器后，再由服务器编译后配置到相应的立体自行车库的PLC中，由PLC控制立体车库的转动和围栏的打開，使得用户可以在存车厢里还车或取车。
同样，为保证用户的安全，立体自行车库本地PLC还配备的有多组红外传感器和距离传感器，当有人侵入立体车库时，控制器将停止转动，以防伤人。本地传感器控制的优先级要大于任何控制。
3.总结
针对目前共享自行车数量的增长，有序停车问题迫在眉睫。目前市场上的立体自行车库较少，且功能简单，并未实现与现阶段互联网结合，且形式单一停车麻烦。通过一种与互联网和工业4.0结合的一种立体自行车库可实现对现阶段共享单车、电单车突出的矛盾得到基本的解决。本文主要通过介绍用户端App和立体车库的控制，研究了这种方案的可信性。但由于该系统基于互联网，可能存在信号或网络问题影响客户的使用，考虑到使用了一种多输入类型的远程控制模块，在网络条件不好的地方可采用网线接入，但无形中也增加了成本。
参考文献：
[1]宋永飞，吴彬.共享单车与城市管理的耦合与发展分析[J].生产力研究，2018（01）：93-96+161.
[2]童占荣.机械停车库控制系统设计探讨[J].建筑机械，2007（19）：79-82.
[3]刘宇程.多层垂直提升式立体车库及控制系统设计[J].电子世界，2019（14）：114-117.
作者简介：
1.陈祥秋，湖北随州人，本科，武汉商学院机器人工程专业;主要研究方向：非标自动化控制设计。
2.耿明宏，湖北黄石人，本科，武汉商学院机器人工程专业;主要研究方向：非标自动化机械设计。
[通讯作者] 陈鑫（1988-），男，湖北武汉人，硕士，武汉商学院教师，工程师;主要研究方向：工业机器人系统仿真，视觉识别。
[项目支持]：武汉商学院2020年大学生创新创业训练计划（项目编号：202011654069 ）——校内多用途光伏立体共享单车/电单车库
（武汉商学院机电工程学院 湖北 武汉 430056）
关键词：立体自行车库;互联网;App功能设计;PLC控制设计
1. 引言
近些年来，共享单车因其随用随取和停车方便的理念便利了公众的出行，解决了城市最后一公里的问题，受到了广泛的欢迎[1]。但正因其便利性也产生了以无序停放为代表的问题，尤其是在小区门口和校园内，矛盾现象非常突出。同样，近些年来共享电动车也逐渐风靡起来，乱停乱放和电动车充电给共享单车维护工作者们带来不小麻烦。因此，结合两大难点，为有效解决此类问题，一种基于互联网的立体光伏共享单车、电单车车库应运而生。本文通过介绍该车库的平台设计与研究，为该平台进一步改进提供理论基础和设计方案。
2.立体光伏共享单车车库的介绍
2.1立体光伏车库的结构设计
立体车库以铝合金结构框架为主体，采用槽轮机构，通过电机实现对多个单车箱体的旋转，节约空间，运行简单实用。且在车库背面增添了一个电气控制柜，内有PLC控制器，它采用一种可编程的存储器，它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制该立体车库的转动，实现存车箱体的切换[2]。存车箱体采用模块化设计，可实现对车辆的批量回收与维护。
2.2立体光伏自行车库的平台介绍
为了保证系统的稳定性，我们首先对此App和使用平台的实现进行系统建模。该系统是由用户客户端、本地服务器、本地控制器（PLC）和执行器组成。整个与预期功能的实现涉及很多领域的开发，首先是执行器部分的自动控制设计，该部分增加了维护人员人工操作，防止因为服务器故障或网络原因导致无法进行操作。其次就是该系统的App搭建和服务器的搭建，该部分主要为用户端提供服务，使用户可通过操作简单的手机App将数据传输至服务器，再由服务器配置IP地址访问到PLC进行操作（如图一）
2.3立体光伏自行车车库的App设计基本功能介绍
为完善立体自行车车库的使用，设计一款基于互联网的用户端操作App，使得用户能通过扫描立体车库上的二维码实现对车辆的存取，并且能在App中的地图上找到有空车位的立体自行车库。该App设有客户登录页面，客户登陆后可实现对立体自行车库的操作和使用（如图二）。
操作流程：用户通过短信或账号密码登录App后登录到软件中，再通过地图上的立体自行车库点或直接扫描立体自行车库立柱上的二维码，扫描后到达最后一个界面，选择一件存车或一键取车。操作结束
用户通过操作App，App将数据通过TCP/IP协议传输至服务器，统一由服务器处理。用户完成操作后由服务器回传数据至用户。绝大部分操作无须用户操作，极大的方便车主，同样安全性也能得到极大地提高。
工业4.0的浪潮下，各行各业都在思考着如何进行信息化及智能化。随着本地通信控制的局限性，远程控制联网通信，采用有线和无线的方式慢慢地进入主流。以太网口通信和无线网络通信慢慢地在PLC远程控制取代了原有的本地串口或总线方式控制。
立体光伏自行车车库的执行端需要有一个稳定的控制器进行控制，并且控制器是支持串口和网口的设备，该立体自行车库采用支持网口的PLC控制器进行控制，且需要一台PLC远程控制模块。PLC远程控制模块传输要求非常稳定，持续工作丢包率为0，可以7×24小时长时间工作。
PLC端通信方式采用RS485接口上接一个串口转远程控制模块，该模块可支持4G远程控制、Wi-Fi远程控制、手机热点远程控制、以太网远程控制、还支持USB远程下载程序。该模块连接到服务器或公网IP，服务器直接向设备端发送modbus指令控制PLC端口，初步实现了对PLC的远程控制，实现对立体车库的转换操作[3]（如图三）。
解决好PLC与服务器的通讯后，用户即可通过手机App操作将信号传输至服务器后，再由服务器编译后配置到相应的立体自行车库的PLC中，由PLC控制立体车库的转动和围栏的打開，使得用户可以在存车厢里还车或取车。
同样，为保证用户的安全，立体自行车库本地PLC还配备的有多组红外传感器和距离传感器，当有人侵入立体车库时，控制器将停止转动，以防伤人。本地传感器控制的优先级要大于任何控制。
3.总结
针对目前共享自行车数量的增长，有序停车问题迫在眉睫。目前市场上的立体自行车库较少，且功能简单，并未实现与现阶段互联网结合，且形式单一停车麻烦。通过一种与互联网和工业4.0结合的一种立体自行车库可实现对现阶段共享单车、电单车突出的矛盾得到基本的解决。本文主要通过介绍用户端App和立体车库的控制，研究了这种方案的可信性。但由于该系统基于互联网，可能存在信号或网络问题影响客户的使用，考虑到使用了一种多输入类型的远程控制模块，在网络条件不好的地方可采用网线接入，但无形中也增加了成本。
参考文献：
[1]宋永飞，吴彬.共享单车与城市管理的耦合与发展分析[J].生产力研究，2018（01）：93-96+161.
[2]童占荣.机械停车库控制系统设计探讨[J].建筑机械，2007（19）：79-82.
[3]刘宇程.多层垂直提升式立体车库及控制系统设计[J].电子世界，2019（14）：114-117.
作者简介：
1.陈祥秋，湖北随州人，本科，武汉商学院机器人工程专业;主要研究方向：非标自动化控制设计。
2.耿明宏，湖北黄石人，本科，武汉商学院机器人工程专业;主要研究方向：非标自动化机械设计。
[通讯作者] 陈鑫（1988-），男，湖北武汉人，硕士，武汉商学院教师，工程师;主要研究方向：工业机器人系统仿真，视觉识别。
[项目支持]：武汉商学院2020年大学生创新创业训练计划（项目编号：202011654069 ）——校内多用途光伏立体共享单车/电单车库
（武汉商学院机电工程学院 湖北 武汉 430056）