本發明涉及停車設備領域，具體涉及采用機械車庫停放充電式共享汽車的機構設置及其相應的車庫管理系統的智能化無人管理的控制方法。

背景技術：

隨著共享經濟的蓬勃發展，采用充電式汽車作為共享汽車的模式在一些大中城市正在大力推廣之中。但是，目前的充電式共享汽車存在兩個難以解決的問題，一個是停車難，另一個是充電難。采用機械車庫當然可以基本解決停車難的問題，但是，目前使用的機械車庫并不具備為充電式共享汽車充電的功能（特別是高于兩層的機械車庫）。即使是兩層機械車庫因高度較低而容易加裝充電樁、提供充電功能，但只是對充電樁的簡單使用，機械車庫整體并不具備智能化管理功能。因此，針對停放充電式共享汽車的需求，專門為機械車庫設計相關機構，并提出相應的車庫管理系統的智能化控制方法，達到智能化無人管理，是徹底解決目前充電式共享汽車存在問題的關鍵所在。

技術實現要素：

充電式共享汽車是指采用內置電池驅動，在非使用狀態能夠使用充電樁為內置電池進行充電，提供注冊用戶群體使用而非指定個別人使用的車輛，該車輛的使用和歸還，通過包括智能手機在內的移動終端運行相關的手機app程序和掃描設置在車輛之上的識別碼進行。

充電樁是指能夠為處于非使用狀態的充電式共享汽車的內置電池進行充電的裝置，設置有對外信息交互的通訊接入端口，這些交互的信息包括充電插頭的物理編號，包括充電樁是否正常的信息；當充電插頭插入充電式共享汽車的充電插口之后，這些交互的信息還包括電池或充電過程是否正常的信息，包括插頭已插上、電池故障、正在充電、充電比例、充電完成、插頭已拔出的信息。

機械車庫是指兩層以上，設置有多個車位，采用機械式搬運技術進行車輛位置調度的停車設備，該車位調度功能通過車庫管理系統與負責車位調度的機電裝置的運行驅動電路的信號連接，發送指令信息來實現。

當前使用的充電式共享汽車、充電樁和機械車庫分別具備上述基礎功能。但是，現有的充電式共享汽車、充電樁和機械車庫并不能夠簡單地組合成為專門用于停放充電式共享汽車并實現智能化無人管理的機械車庫。

本發明的目的就是針對現有技術中存在的不足，提供一種智能化無人管理的停放充電式共享汽車的機械車庫，并且提出相應的車輛管理系統的智能化控制方法，實現智能化無人管理。

為實現上述目的，一種充電式共享汽車機械車庫，其特征在于：

所述機械車庫專門設計用于停放充電式共享汽車，該機械車庫在現有使用的機械車庫的基礎上進行機構擴充以及功能擴充，包括以下八項：

第一項，在車庫的車輛出入口設置自動門閘，該自動門閘的形式為門或者閘或者桿，其驅動電路與車庫管理系統信號連接，由信號觸發開啟或者關閉；現有使用的機械車庫個別類型已設置自動門閘，可以直接采用。

第二項，對車庫的出入車層進行圍蔽，使得位于車庫出入車層外面車道區域的車輛或者使用者只能通過已經開啟的自動門閘進入到車庫出入口內部的車輛暫存區域；已經位于車庫出入車層內部的車輛暫存區域的車輛或者使用者只能通過已經開啟的自動門閘離開，退出至車庫出入車層的外面車道區域；現有使用的機械車庫個別類型已進行圍蔽，可以直接采用。

第三項，在車庫出入口內部的車輛暫存區域設置車輛檢測裝置，每一個車輛暫存區域至少設置一個，該裝置與車庫管理系統信號連接，用于判別車庫出入口內部的車輛暫存區域是否存在車輛；該檢測裝置可以是超聲波檢測裝置或者雷達檢測裝置；現有使用的機械車庫個別類型已設置該車輛檢測裝置，可以直接采用。

第四項，在車庫停放車輛的每一個車位位置設置車輛檢測裝置，每一個車位位置至少設置一個，該裝置與車庫管理系統信號連接，用于判別該車位位置是否存在車輛；該檢測裝置可以是超聲波檢測裝置或者雷達檢測裝置。

第五項，在車庫的外部設置人機界面的操作界面，該操作界面與車庫管理系統信號連接，用于獲取使用者的操作信息；操作界面采用以下三種形式的其中一種：

形式一，操作界面為按鍵，設置在車庫機架外部方便使用者操作的位置，包括“用車”、“還車”、“確認”、“退出”按鍵，這些按鍵與車庫管理系統信號連接，其操作信號用于觸發車庫管理系統進行相關控制。

形式二，操作界面為識別碼、手機app程序和無線接收單元；所述識別碼設置在車庫外部機架之上，能夠被所述手機app程序掃描識別；所述手機app程序放在互聯網之上，供使用者下載至包括智能手機在內的移動終端并注冊使用，其使用者的操作包括“用車”、“還車”、“確認”、“退出”按鍵；所述無線接收單元設置在車庫的任意位置，用于接收手機app程序其中與“用車”、“還車”、“確認”、“退出”按鍵相關的信號，與車庫管理系統信號連接，用于觸發車庫管理系統進行相關控制。

形式三，操作界面為按鍵加上識別碼、手機app程序和無線接收單元；所述按鍵設置在車庫機架外部方便使用者操作的位置，包括“退出”按鍵，按鍵與車庫管理系統信號連接，其操作信號用于觸發車庫管理系統進行相關控制；所述識別碼設置在車庫外部機架之上，能夠被所述手機app程序掃描識別；所述手機app程序放在互聯網之上，供使用者下載至包括智能手機在內的移動終端并注冊使用，其使用者的操作包括“用車”、“還車”、“確認”按鍵；所述無線接收單元設置在車庫的任意位置，用于接收手機app程序其中與“用車”、“還車”、“確認”按鍵相關的信號，與車庫管理系統信號連接，用于觸發車庫管理系統進行相關控制。

本發明技術方案所涉及的使用者操作最少需要涉及“用車”、“還車”、“確認”、“退出”這幾項按鍵操作（包括按鍵選擇）；其中，“用車”的含義就是使用者發出使用車庫內部車位當前存放的充電式共享汽車的請求；“還車”的含義就是使用者發出把充電式共享汽車歸還并存放至車庫內部車位的請求；“確認”的含義就是使用者對前述“用車”或者“還車”請求的確認，以避免誤操作；“退出”的含義就是使用者發出“已經從車庫出入車層內部區域退出，當前位于車庫外面”的安全確認。

“操作界面為按鍵”為傳統的做法，其含義是指設置在車庫外面的物理按鍵，所有使用者均可以對這些按鍵進行操作。這種傳統做法的按鍵現有使用的機械車庫均在使用，但按鍵的含義不同，須按要求進行改變，或者重新制作。

“操作界面為識別碼、手機app程序和無線接收單元”是采用無線通訊技術、互聯網技術的新的做法，這種做法已經非常成熟，廣泛應用在其他領域。其中，識別碼可以是與所使用的充電式共享汽車的識別碼類型相同，然后把相關的按鍵操作功能整合到原有的充電式共享汽車的使用軟件（手機app）之上；也可以設置不同類型的識別碼以及設計專門的手機app來完成相關的按鍵操作功能。至于無線接收單元，可以采用接收手機app運行系統返回信號的間接接收方式，或者采用接收手機運行app所發出信號的直接接收方式。

第六項，車庫的人機界面包括信息提示單元、故障提示單元，這些提示單元與車庫管理系統信號連接，用于顯示需要向使用者或者管理者作出提示的相關信息。

第七項，在車庫的內部配置充電樁，充電樁與車庫管理系統信號連接，充電插頭的數量至少等于車庫內部停放車輛的車位的數量；若充電插頭的數量多于車位的數量，則多出的充電插頭作為備用插頭；每一個正常使用的充電插頭對應一個車位，其物理編號與車位編號一一對應；在備用插頭更換使用、成為正常使用的充電插頭的時候，須同時更新相關充電插頭的物理編號與車位編號的對應關系；由于每個車位配套的充電插頭的位置和長度存在差異，充電插頭與車位一一對應能夠避免位置出錯或者產生沖突。

第八項，車庫管理系統采用plc或者單片機作為主控芯片，與充電樁信號連接，與車庫出入口內部的車輛暫存區域設置的車輛檢測裝置信號連接，與車庫內部停放車輛的每一個車位位置設置的車輛檢測裝置信號連接，與車庫的人機界面的操作界面信號連接，與自動門閘的啟閉驅動電路信號連接，與車位調度機電裝置的運行驅動電路信號連接，與車庫的人機界面的信息提示單元、故障提示單元信號連接；相關的控制包括：對充電樁的信息進行收集處理，對車庫出入口內部的車輛暫存區域設置的車輛檢測裝置的檢測信息進行接收處理，對車庫內部停放車輛的每一個車位位置設置的車輛檢測裝置的檢測信息進行接收處理，對使用者的操作信息進行接收處理，對自動門閘進行智能控制，對車輛調度進行智能控制，對使用者或者管理者作出信息提示或者故障提示。

當前使用的不同結構形式的機械車庫的機構和功能按照以上八項進行完善、改進、擴充、增加，即能夠使用本發明技術方案所述的控制方法，使得該機械車庫成為智能化無人管理的停放充電式共享汽車的機械車庫。

進一步地，基于前述的一種充電式共享汽車機械車庫，其控制方法的特征在于：所述控制方法是指對符合前述八項條件、停放充電式共享汽車（以下簡稱“車輛”）的機械車庫（以下簡稱“車庫”）的車庫管理系統（以下簡稱“系統”）實現智能化無人管理的控制方法，具體包括三組控制程序，這些程序的流程是：

程序一，系統主程序：

s100，系統上電復位或強制復位。

s101，系統自檢；包括檢測與充電樁的信號連接狀況，檢測與車庫出入口內部的暫存車輛區域設置的車輛檢測裝置的信號連接狀態，檢測與車庫內部停放車輛的每一個車位位置設置的車輛檢測裝置的信號連接狀態，檢測與車庫的人機界面的操作界面的信號連接狀態，檢測與自動門閘的啟閉驅動電路的信號連接狀態，檢測與車位調度機電裝置的運行驅動電路的信號連接狀態，檢測與車庫的人機界面的信息提示單元、故障提示單元信號的連接狀態。

j101，判斷自檢結果是否正常；

若檢測結果出現任何一項的連接不正常，即儲存相關的故障信息，轉故障處置步驟s106。

s102，設施初始化：

向自動門閘的啟閉驅動電路發出“關門”信號，觸發自動門閘關閉；

掃描充電樁的通訊接入端口，讀取涉及每一個正常使用的充電插頭的信號；

掃描并讀取車庫內部停放車輛的每一個車位位置設置的車輛檢測裝置的信號連接端口的信號；

讀取車庫出入口內部區域設置的車輛檢測裝置的信號；

處理上述信號，得出充電插頭的使用狀況相關信息，得出插入充電插口的充電插頭的數量和對應的車位位置信息，得出車庫出入口內部的車輛暫存區域是否有車輛的信息，得出車庫是否有空閑車位的信息；

上述信息作為當前狀態信息儲存。

j102，當前狀態判斷之一，是否存在故障；

若存在故障，即儲存相關的故障信息，轉故障處置步驟s106。

這些故障包括：充電樁故障，電池故障，充電過程異常故障，正在使用的充電插頭的物理編號與停放有車輛的車位編號不匹配，等等。

j103，當前狀態判斷之二，車庫出入口內部的車輛暫存區域是否存在車輛；

若無車輛，轉s104。

j104，當前狀態判斷之三，車庫出入口內部的車輛暫存區域存放的車輛是否插上充電插頭；

若沒有，發出“車輛未充電”的異常警示，該異常警示作為當前狀態予以儲存，轉s104。

s103，根據位于車庫出入口內部的車輛暫存區域的車輛的充電插頭的物理編號查出對應的車位編號，然后，向車位調度機電裝置的運行驅動電路發出使得該車位編號的車位復位指令信息，把當前位于車庫出入口內部的車輛暫存區域的車輛調度至該車位編號對應的車位。

s104，設施初始化完成。

設施初始化完成的結果是：一，所有設施正常；二、正在使用的充電插頭與車位匹配；三、若車庫出入口內部的車輛暫存區域存放有車輛且已經插上充電插頭，則該車輛調度至于該充電插頭對應的車位位置；若車庫出入口內部的車輛暫存區域存放有車輛但沒有插上充電插頭，則該車輛不作調度處理，但做出“車輛未充電”的異常警示。

s105，進入正常的人機界面的操作界面掃描狀態，處理使用者確認的“還車”或者“用車”操作，轉s101。

s106，故障處置步驟：向人機界面的故障提示單元發出故障提示信息，系統鎖止，直到故障排除，系統復位，重新運行。

程序二，使用者還車程序：

s201，使用者駕駛車輛進入車庫出入車層的外面車道區域，停好車輛，然后在人機界面的操作界面（包括直接按鍵或者掃描識別碼、運行手機app之后的按鍵操作）操作“還車”按鍵和“確認”按鍵，相關“還車”的信號向車庫管理系統輸出。

j201，判斷車庫是否有空車位；

若車庫沒有空車位，轉s213。

j202，判斷車庫出入口內部的車輛暫存區域是否有車；

若有車，轉s208；“有車”，表明上一個操作者停放車輛之后沒有完成“選擇一個未被使用的空閑充電插頭插入車輛的充電插口，向車輛進行充電”的操作。

s202，向自動門閘的啟閉驅動電路發出“開門”信號，觸發自動門閘打開；

使用者把車輛駛入車輛出入口的內部區域，停好車；

使用者選擇一個未被使用的空閑充電插頭插入車輛的充電插口，向車輛充電。

s203，使用者從車輛出入口的內部區域退出至車庫外部區域，按下“退出”按鍵。

s204，系統接收到上述“退出”的按鍵信息，向自動門閘的啟閉驅動電路發出“關門”信號，觸發自動門閘關閉。

j203，判斷車庫出入口內部的車輛暫存區域是否有車；

若無車，轉s206；“無車”，即表示使用者剛才的操作為空操作，并沒有真正還車。

j204，判斷車庫出入口內部的車輛暫存區域的車輛是否已經插入充電插頭；

若沒有插入，轉s207；“沒有插入”，表明剛才離開的使用者沒有完成“選擇一個未被使用的空閑充電插頭插入車輛的充電插口，向車輛進行充電”的操作。

s205，根據已插入插頭的物理編號查出對應的車位編號，然后，向車位調度機電裝置的運行驅動電路發出使得該車位編號的車位復位信號，把當前位于車庫出入口內部的暫存區域的車輛調度至該車位編號對應的車位。

s206，本次還車操作完成。

s207，發出“車輛未充電”的異常警示，該異常警示作為當前狀態予以儲存，本次還車操作終止。

s208，向使用者提示，須進入車輛出入口內部的暫存車輛區域對存放的車輛插入充電插頭，然后重新進行還車操作。

j205，限定時間內判斷使用者是否對上述操作提示予以確認；

若限定時間結束，使用者仍未作確認的操作，轉s207。

s209，向自動門閘的啟閉驅動電路發出“開門”信號，觸發自動門閘打開；

使用者選擇一個未被使用的空閑充電插頭插入車輛的充電插口，向車輛充電。

s210，使用者從車輛出入口的內部區域退出至車庫外部區域，按下“退出”按鍵。

s211，系統接收到上述“退出”的按鍵信息，向自動門閘的啟閉驅動電路發出“關門”信號，觸發自動門閘關閉。

j206，判斷車庫出入口內部的車輛暫存區域的車輛是否已經插入充電插頭；

若沒有插入，轉s207；“沒有插入”，表明剛才離開的使用者沒有完成“選擇一個未被使用的空閑充電插頭插入車輛的充電插口，向車輛進行充電”的操作。

s212，轉s205。

s213，向人機界面的信息提示單元發出“無空位”的提示信息，向使用者作出提示，本次還車操作終止。

程序三，使用者用車程序：

s301，使用者到達車庫出入車層的外面車道區域，在車庫的人機界面的操作界面（包括按鍵或者識別碼）進行用車操作，即操作“用車”按鍵和“確認”按鍵，相關“用車”的信號向車庫管理系統輸出。

j301判斷車庫是否存在車輛；

若車庫沒有車輛，轉s312。

j302，判斷車輛出入口內部的暫存車輛區域是否存在車輛；

若沒有車輛，轉s305。

s302，向自動門閘的啟閉驅動電路發出“開門”信號，觸發自動門閘打開。

使用者進入車輛出入口內部的暫存車輛區域，選擇以下兩種操作的其中一種：

操作一，選擇當前暫存的車輛，駛離車輛出入口，然后按下“退出”按鍵。

操作二，選擇一個未被使用的空閑充電插頭插入車輛的充電插口，向車輛充電；然后，退出車輛出入口的內部區域，按下“退出”按鍵。

s303，向自動門閘的啟閉驅動電路發出“關門”信號，觸發自動門閘關閉。

j303，判斷車輛出入口內部的暫存車輛區域是否存在車輛；

若沒有車輛，轉s310；“沒有車輛”，表明使用者已經駕駛暫存車輛離開。

j304，判斷車庫出入口內部的車輛暫存區域的車輛是否已經插入充電插頭；

若沒有插入，轉s310；“沒有插入”，表明剛才離開的使用者沒有進行任何操作。

s304，根據已插入插頭的物理編號查出對應的車位編號，然后，向車位調度機電裝置的運行驅動電路發出使得該車位編號的車位復位信號，把當前位于車庫出入口內部的暫存區域的車輛調度至該車位編號對應的車位。

s305，掃描全部充電樁的通訊接入端口，讀取正在使用的充電插頭的相關信息，為使用者選擇其中一臺車輛，選擇方式預先設定。

建議按以下方式設定：首先，選擇已經完成充電的車輛，若已經完成充電的車輛多于一臺，則隨機選擇其中一臺或者按車輛調度的時間最短來選擇其中一臺車輛；若不存在已經完成充電的車輛，則選擇充電電量相對最大的一臺車輛，若達到最大充電電量的車輛多于一臺，則隨機選擇其中一臺或者按車輛調度的時間最短來選擇其中一臺車輛；

s306，向使用者提供的車輛選定之后，根據該車輛對應的車位編號向車位調度機電裝置的運行驅動電路發出使得該車位編號的車輛調度至車庫出入口的內部區域的指令信號。

s307，向自動門閘的啟閉驅動電路發出“開門”信號，觸發自動門閘打開；

使用者進入車庫出入口的內部區域，把車輛的充電插頭拔出；

使用者把車輛駛離車庫；

使用者按下“退出”按鍵。

s308，向自動門閘的啟閉驅動電路發出“關門”信號，觸發自動門閘關閉。

j305，判斷車輛出入口內部的暫存車輛區域是否存在車輛；

若沒有車輛，轉s310。

j306，判斷車庫出入口內部的車輛暫存區域的車輛是否已經插入充電插頭；

若沒有插入，轉s311；“沒有插入”，表明剛才離開的使用者拔出充電插頭之后，并沒有開走車輛。

s309，根據已插入插頭的物理編號查出對應的車位編號，然后，向車位調度機電裝置的運行驅動電路發出使得該車位編號的車位復位信號，把當前位于車庫出入口內部的暫存區域的車輛調度至該車位編號對應的車位。

s310,本次用車操作完成。

s311，發出“車輛未充電”的異常警示，該異常警示作為當前狀態予以儲存，本次用車操作終止。

s312，向人機界面的信息提示單元發出“無車輛”的提示信息，向使用者作出提示，本次用車操作終止。

進一步地，基于前述的一種充電式共享汽車機械車庫的技術方案，其特征在于：在車庫出入口內部的車輛暫存區域設置多普勒檢測裝置，該裝置與車庫管理系統信號連接；在自動門閘觸發關閉至車輛位置調度運行之前的時間段，若該裝置檢測發現有物體在活動，則觸發緊急取消車輛位置的調度運行，并作出故障警示，系統運行暫停；在載車板升降調度運行的中間時間段（即載車板在高于車庫出入口所在層高度的區域運行的時間段），若該裝置檢測發現有物體在活動，則觸發緊急取消載車板升降調度運行，并作出故障警示，系統運行暫停。

與現有技術相比，本發明具有如下優點與有益效果：針對停放充電式共享汽車的需求，專門為機械車庫設計相關機構，并提出相應的車庫管理系統的智能化控制方法，達到智能化無人管理，以低成本的技術方案徹底解決當前充電式共享汽車在使用中存在的停車難和充電難的問題。

附圖說明

圖1是本發明一種充電式共享汽車機械車庫及控制方法其中一個實施例的系統連接示意圖。圖中，1-1第1號充電樁，1-m第m號充電樁，2-1第1號車位檢測裝置，2-n第n號車位檢測裝置，3操作界面，4暫存區域檢測裝置，5車庫管理系統，6自動門閘驅動裝置，7車位調度機電裝置。圖2至圖10是車庫管理系統對停放充電式共享汽車的機械車庫實現智能化無人管理的控制方法所涉及的三組控制程序的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細的描述。

圖1所示，為本發明一種充電式共享汽車機械車庫及控制方法其中一個實施例的系統連接示意圖，該圖顯示車庫管理系統5與相關裝置的信號連接。

圖中可見，本實施例總共有m個充電樁，這些充電樁的編號分別為第1號充電樁1-1至第m號充電樁1-m，這些充電樁分別與車庫管理系統5信號連接。一個充電樁可以設置一個或多個充電插頭，充電樁的設置數量須保證使得充電插頭的數量至少等于車庫內部停放車輛的車位的數量；若充電插頭的數量多于車位的數量，則多出的充電插頭作為備用插頭；每一個正常使用的充電插頭對應一個車位，其物理編號與車位編號一一對應；在備用插頭更換使用、成為正常使用的充電插頭的時候，須同時更新相關充電插頭的物理編號與車位編號的對應關系。充電樁與車庫管理系統5信號連接之后，車庫管理系統5即可讀取到包括充電樁是否正常的信息；當充電插頭插入充電式共享汽車的充電插口之后，還可以讀到包括電池或充電過程是否正常的信息，包括插頭已插上、電池故障、正在充電、充電比例、充電完成、插頭已拔出的信息。

圖中可見，本實施例總共設置有n個車位檢測裝置，這些車位檢測裝置的編號分別為第1號車位檢測裝置2-1至第n號車位檢測裝置2-n，這些車位檢測裝置分別與車庫管理系統5信號連接。通常是一個車位位置配套設置一個車輛檢測裝置，故本實施例一共有n個車位。檢測裝置可以是超聲波檢測裝置或者雷達檢測裝置，檢測裝置與車庫管理系統5信號連接之后，車庫管理系統5即可讀取到對應車位是否存在車輛的信息。

圖中可見，本實施例設置有一個操作界面3，操作界面3與車庫管理系統5信號連接，使用者在操作界面3進行的按鍵操作信號輸出至車庫管理系統5。

圖中可見，本實施例設置有一個暫存區域檢測裝置4，該暫存區域檢測裝置4設置在車庫出入口內部的車輛暫存區域，與車庫管理系統5信號連接，車庫管理系統5可讀取到車庫出入口內部的車輛暫存區域是否存在車輛的信息。

圖中可見，本實施例設置有一個自動門閘，該自動門閘由自動門閘驅動裝置6驅動開啟或者關閉。自動門閘驅動裝置6與車庫管理系統5信號連接，車庫管理系統5向自動門閘驅動裝置6發出驅動信號，使得自動門閘開啟或者關閉。

圖中可見，車位調度機電裝置7與車庫管理系統5信號連接，車庫管理系統5向車位調度機電裝置7下達車位調度指令，使得車輛能夠從車庫出入口內部的車輛暫存區域被調度至預定的車位位置；或者，車輛能夠從預定的車位位置被調度至車庫出入口內部的車輛暫存區域。

圖2至圖10所示，是車庫管理系統對停放充電式共享汽車的機械車庫實現智能化無人管理的控制方法所涉及的三組控制程序的流程圖。這三組控制程序分別是圖2、圖3所示的程序一系統主程序，圖4、圖5、圖6所示的程序二使用者還車程序和圖7、圖8、圖9、圖10所示的程序三使用者用車程序。相關程序的流程走向及功能說明在圖中已有清晰表示，這里不作贅述。

上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。