地下停車場車位引導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)專業(yè)

地下停車場車位引導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘 要停車引導(dǎo)系統(tǒng)一般用在對車輛進(jìn)出以及?？块_展高效的指導(dǎo)以及監(jiān)管，其是停車場管理系統(tǒng)的重要補(bǔ)充體系，全面提升了停車場管理系統(tǒng)的科技化水平。依照車庫詳細(xì)狀況，在車庫入口的地方設(shè)定車位資料顯示屏，全面展現(xiàn)車庫中各有關(guān)地區(qū)的車位剩余情況和車位使用等狀況，在眾多地區(qū)設(shè)定車位情況顯示屏，上述顯示屏可依照車輛進(jìn)出狀況自主更新公開的實(shí)際內(nèi)容，全面展現(xiàn)此地區(qū)的車位剩余數(shù)量和閑置的車位狀況。在眾多車位上裝配上車輛探測器自主感應(yīng)車輛內(nèi)容，且把信息傳送給區(qū)位節(jié)點(diǎn)控制器。中央控制器利用得到區(qū)位節(jié)點(diǎn)控制器的內(nèi)容，自主統(tǒng)計(jì)車庫剩下的車位和眾多車位的占用情況，按時(shí)刷新車位公開內(nèi)容。本設(shè)計(jì)基于停車場引導(dǎo)技術(shù)的鉆研，探究其觀點(diǎn)。之后通過紅外傳感器當(dāng)做車位檢測裝置；采取AT89系列單片機(jī)當(dāng)做重要的系控制器，控制指導(dǎo)顯示；采取無線串行通信作當(dāng)做通信信道；將個(gè)人計(jì)算機(jī)當(dāng)做重要的顯示界面；最終設(shè)計(jì)完成“智能引導(dǎo)”的功能。 關(guān)鍵詞：紅外線探測 無線傳輸 單片機(jī)IAbstractParking guidance system is mainly used for vehicle access and dock effective guidance and management, which is a powerful supplement parking management system, parking management system more intelligent. According to the specific circumstances of the garage, set up at the entrance of the garage parking information display, dynamic display in the garage of the corresponding region of the remaining number of parking spaces and parking spaces occupied. In each region settings area parking information display, the display automatically updated according to vehicle access data content displayed dynamically display the remaining number of parking spaces for the region as well as free parking. Vehicle detectors installed on each parking space auto-sensing vehicle information, and the information is fed back to the location node controller. Central controller by collection location node controller, automatically calculate the remaining garage parking spaces and parking spaces occupied state, refresh a parking space in a timely manner to display information.The design for the parking lot guide technology research, analysis the principle. Then use the infrared sensor as a the parking detection device; AT 8 9 series micro-controller as the system controller to control the boot display; wireless serial communication as a communication channel; using a personal computer as a car park display interface; finally realize with "intelligent guidance" function.Keywords：Infrared Detection Wireless Transmission Micro-controllerIV 目 錄緒論11 系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述31.1 車位引導(dǎo)系統(tǒng)的工作原理31.2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路31.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架31.2.2 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)方案41.3 各模塊方案的選擇與論證過程41.3.1 控制模塊41.3.2 車位檢測模塊51.3.3 引導(dǎo)顯示模塊71.3.4 無線通信模塊72 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)92.1 系統(tǒng)主要硬件的設(shè)計(jì)92.1.1 紅外線車位檢測器電路設(shè)計(jì)92.1.2 中央控制器電路設(shè)計(jì)102.1.3 LED顯示屏電路設(shè)計(jì)102.1.4 無線串行模塊電路設(shè)計(jì)152.2 系統(tǒng)其它硬件162.2.1 節(jié)點(diǎn)控制器162.2.2 紅綠指示燈163 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)173.1 車位引導(dǎo)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)173.2 車位引導(dǎo)功能的實(shí)現(xiàn)173.2.1 出入場功能實(shí)現(xiàn)173.2.2 車位狀態(tài)的檢測與顯示183.2.3 室內(nèi)引導(dǎo)過程設(shè)計(jì)183.3 系統(tǒng)安裝分布詳解193.3.1 車場各個(gè)入口193.3.2 車場內(nèi)部岔道口193.3.3 每個(gè)停車位203.3.4 節(jié)點(diǎn)控制器203.3.5 中控室214 系統(tǒng)測試224.1 紅外線測試224.1.1 測試所需儀器224.1.2 測試流程224.2 車位引導(dǎo)系統(tǒng)綜合測224.2.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能22結(jié) 論23參 考 文 獻(xiàn)24致 謝25緒 論伴隨社會的進(jìn)步，大眾生活質(zhì)量的提升，更多的機(jī)動、非機(jī)動車輛進(jìn)入都市中，導(dǎo)致交通堵塞和停車需要的明顯提高，隨之產(chǎn)生的就是對停車場設(shè)施以及停車氛圍的要求也逐漸提升，但是我國現(xiàn)在大多數(shù)停車場，大部分使用人工管理方式，最關(guān)鍵的就是車輛安全防護(hù)艱難，監(jiān)管工作繁雜，車輛通行率以及安全性不高，不能計(jì)算車輛的出入資料，管理人員不能開展合理的調(diào)度；此外車主也不能掌握車位有關(guān)內(nèi)容，浪費(fèi)大量的時(shí)間去尋找空位，導(dǎo)致停車艱難，時(shí)間更長等眾多問題。為全面提升停車場技術(shù)化、智能化監(jiān)管水平，給車主準(zhǔn)備良好的比較平穩(wěn)、舒服、便利、快速以及開放的環(huán)境，完成停車場運(yùn)作的高效化、節(jié)約化、環(huán)?；?，本次設(shè)計(jì)融合我國真實(shí)狀況，分析設(shè)計(jì)了完善的停車場車位引導(dǎo)系統(tǒng)，用在現(xiàn)實(shí)車位引導(dǎo)活動中，強(qiáng)化停車地區(qū)的信息化監(jiān)管，平穩(wěn)的管控、管理車輛進(jìn)出；上述系統(tǒng)可自主引導(dǎo)車輛高速步入空車位，去除探尋車位的問題，節(jié)約時(shí)間，讓停車場形象符合現(xiàn)實(shí)需要。 國內(nèi)停車產(chǎn)業(yè)在短暫的二三十年中得到了顯著的發(fā)展以及明顯的結(jié)果。分析停車業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，大體上可以劃分成三個(gè)時(shí)期：二十世紀(jì)八十年代開始，伴隨汽車在國內(nèi)的大量使用，車位就轉(zhuǎn)變成全新的建筑必備部分，停車場重點(diǎn)工作就是管理存放的車輛；二十一世紀(jì)早期，我國停車場創(chuàng)建數(shù)目持續(xù)增多，與之相關(guān)的管理系統(tǒng)非常簡單，只是簡單的出入口收費(fèi)監(jiān)管；現(xiàn)在，伴隨物聯(lián)網(wǎng)使用的持續(xù)深化和城市智能交通系統(tǒng)（ITS）進(jìn)程的持續(xù)加快，停車場信息化管理需要持續(xù)增加，車位引導(dǎo)系統(tǒng)也隨之出現(xiàn)，標(biāo)志全新的智能型停車場管理系統(tǒng)的出現(xiàn)。從市場調(diào)研狀況可知，我國以及國外的車位引導(dǎo)系統(tǒng)大體位于相同的發(fā)展時(shí)期，基本上是在持續(xù)普及的時(shí)期。分析時(shí)間都很短，此外國內(nèi)外的產(chǎn)品競爭在科技部分并未出現(xiàn)顯著的差異，甚至國內(nèi)的發(fā)展更加領(lǐng)先。市場上首代車位引導(dǎo)系統(tǒng)，只是在戶外簡單的懸掛LED屏且讓人 工 統(tǒng)計(jì)閑置的車位數(shù)，不能精準(zhǔn)指導(dǎo)車輛停泊，車位引導(dǎo)基本上不存在。紅外光車位引導(dǎo)系統(tǒng)可自主指導(dǎo)車輛高效步入空車位，不只減少管理人員費(fèi)用，此外去除尋找車位的問題，節(jié)約車主時(shí)間，提升停車場的外在形象。紅外線探測器裝置在不同的車位上方，通過紅外線探測及時(shí)籌集停車場車位內(nèi)容。連接節(jié)點(diǎn)控制器持續(xù)依次檢測眾多探測器的工作情況且籌集信息輸送到中央控制器，中央控制器完成全部數(shù)據(jù)整理之后把數(shù)據(jù)反應(yīng)到LED車位引導(dǎo)屏公開閑置車位數(shù)。在步入停車場之后，利用標(biāo)識閑置車位的室內(nèi)LED引導(dǎo)屏指導(dǎo)行駛地區(qū)。把車停入車位的時(shí)候，上方的綠色指示燈轉(zhuǎn)變成紅色，表明車位被占據(jù)。車位引導(dǎo)系統(tǒng)優(yōu)勢為： 1 .計(jì)數(shù)準(zhǔn)確，可以指示全部閑置位置。 2 .系統(tǒng)精準(zhǔn)平穩(wěn)，科技化水平高，不需要人工維護(hù)。 3 .可以高效處理在顧客停車場內(nèi)繞圈、抵效率行駛尋找車位造成的通道問題。 4 .可以更好效取代停車場中的車輛指導(dǎo)職員，節(jié)約物管成本。減少廢氣以及噪音問題。 5 .可以為停車顧客節(jié)省燃油，提升效率以及顧客對停車場的認(rèn)可度。 6 .可以為物管減少地下停車場抽氣換新風(fēng)的成本，減少損耗。 7 .可以提高顧客停車的心理享受以及物業(yè)規(guī)格，提升車位使用率。 8 .系統(tǒng)帶有的信息公開作用，利用升級顯示屏，可及時(shí)公開廣告內(nèi)容、物業(yè)管理內(nèi)容，便于監(jiān)管，提升收入。 9 .系統(tǒng)具備自修正作用，斷電或問題修復(fù)之后可以自主計(jì)數(shù)，不需要后續(xù)的人工計(jì)數(shù)。 1 0 .系統(tǒng)可以對總額和停車場車位實(shí)施全面監(jiān)控，準(zhǔn)備大量的統(tǒng)計(jì)圖標(biāo)，便于物管職員做出合理的決定。251 系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述 1.1 車位引導(dǎo)系統(tǒng)的工作原理 在停車場眾多車位上設(shè)定車位探測裝置。在車輛步入以及離開車位的時(shí)候，探測器就會檢測車輛，且把信息傳送到控制器?？刂破鞲鶕?jù)特定規(guī)則把數(shù)據(jù)壓縮編碼之后利用無線通信傳送給中央計(jì)算機(jī)。之后讓中央計(jì)算機(jī)實(shí)施數(shù)據(jù)處理，且把處理之后的信息傳送到眾多LED引導(dǎo)屏展現(xiàn)出空車位信息，然后完成指導(dǎo)車輛步入空余車位的過程。1-1 功能原理圖（無線通訊）1.2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路 1.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架根據(jù)課題要求，可將系統(tǒng)分為車位檢測模塊、引導(dǎo)顯示模塊、控制模塊以及無線通信模塊。其中控制模塊分為：中央控制器和節(jié)點(diǎn)控制器；引導(dǎo)顯示模塊分為：出入口引導(dǎo)和室內(nèi)引導(dǎo)；無線通信模塊包括：下位機(jī)無線通信模塊和上位機(jī)無線通信模塊。 控制器下位機(jī)無線通信模塊車位檢測模塊引導(dǎo)顯示模塊上位PC機(jī)顯示程序上位機(jī)無線通信模塊圖1-2“車位引導(dǎo)系統(tǒng)”的基本模塊方框圖1.2.2 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)使用單片機(jī)為停車場的中央控制器，單片機(jī)系統(tǒng)采用C語言編程，接受外部輸入信號，控制引導(dǎo)的顯示；采用微型計(jì)算機(jī)為顯示中心和數(shù)據(jù)處理核心中心；采用無線串行通信為單片機(jī)和微型計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸通道；外部信號的采集是通過紅外傳感器將探測到的車位信息送交從單片機(jī)；引導(dǎo)顯示方面是采用LED顯示屏，可以通過LED顯示屏來顯示引導(dǎo)信息。1.3 各模塊方案的選擇與論證過程1.3.1 控制模塊中央控制處理模塊是綜合系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。首先其是車位信息的籌集部分，將車位檢測到的內(nèi)容傳送到重要控制處理模塊進(jìn)行整理，就可馬上更新綜合停車場的車位信息。其次其管控?zé)o線通信模塊，也就是即時(shí)車位信息利用無線通信模塊傳送給中央計(jì)算機(jī)。最后其利用無線通信模塊收到中央計(jì)算機(jī)傳送的指導(dǎo)信息，利用處理控制對應(yīng)的引導(dǎo)燈顯示，傳送給泊車者停車信息。依照上述需要可被挑選的方案為：方案一：PLC輸入PLC(可編程邏輯控制器)就是數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，主要適用于工業(yè)環(huán)境。其使用良好的可編程存儲器，用在自身內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯計(jì)算、順序管控、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)操作等針對用戶的指令，且利用數(shù)字或模擬式/輸出控制多種種類的機(jī)械或生產(chǎn)流程?？删幊炭刂破骱推湎嚓P(guān)設(shè)施，全部和工業(yè)控制系統(tǒng)組成綜合系統(tǒng)，容易延伸其功能的原則設(shè)計(jì)。PLC具備穩(wěn)定性高、抗干擾水平高、強(qiáng)通用性、設(shè)計(jì)性強(qiáng)、集成度高的特征，不只滿足集成工藝規(guī)則化標(biāo)準(zhǔn)，此外還可以達(dá)到眾多用戶的個(gè)性需要。方案二：單片機(jī)“單片機(jī)是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力(如算術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理)的微處理器(CPU)，隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，只讀程序存儲器(ROM)，輸入輸出電路(I/O口)，可能還包括定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行通信口(SCI)，顯示驅(qū)動電路(LCD或LED驅(qū)動電路)，脈寬調(diào)制電路(PWM)，模擬多路和A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到相同單塊芯片上，創(chuàng)建最小卻非常健全的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。上述電路可以在軟件的管控下精準(zhǔn)、有效、合理的完成程序設(shè)計(jì)者提前要求的工作。使用單片機(jī)完成可縮減系統(tǒng)的外圍電路，讓內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加簡單、功能更為平穩(wěn)，且提升功能的修改以及擴(kuò)展性?！彪m然PLC與單片機(jī)相比有更高的學(xué)習(xí)效率和更高的運(yùn)行效率，但是由于本系統(tǒng)需要的運(yùn)算速度和基本數(shù)據(jù)處理能力單片機(jī)已大大滿足，考慮到成本及復(fù)雜度，選用單片機(jī)已經(jīng)足夠。并且根據(jù)實(shí)際情況，選用AT89S52單片機(jī)比較合適。1.3.2 車位檢測模塊“智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)”的主要技術(shù)點(diǎn)是怎樣準(zhǔn)確的檢測停車位情況。微處理器以及中央計(jì)算機(jī)必須利用合適的車位狀態(tài)內(nèi)容才可以對車位顯示以及引導(dǎo)路線的選擇開展全面的管控。因此精準(zhǔn)的車位檢測方式就是系統(tǒng)完成的關(guān)鍵基礎(chǔ)?，F(xiàn)在，主要的泊車位檢測方式一般就是四中：超聲波，地感線圈，視頻圖像以及紅外檢測。方案一：超聲波檢測因?yàn)槌暡ㄜ囄粰z測器不就受到外部影響，安裝便利，把此傳感器裝置到車位上，向下傳送超聲波，超聲波通過地面或車輛頂部反射讓傳感器接收，可得到超聲波傳輸?shù)臅r(shí)間，然后統(tǒng)計(jì)出超聲波傳輸?shù)拈L度。在泊位出現(xiàn)車輛的時(shí)候，超聲波傳輸長度和無車的時(shí)候并不相同,因此我們就可以知道泊位上是否出現(xiàn)車輛。方案二：地感線圈車位檢測地感線圈檢測車輛的基本原理如圖1-3所示： 圖1-3地感線圈檢測原理圖上面沒有車輛時(shí)，車輛感應(yīng)器和地感線圈之間產(chǎn)生一個(gè)平衡點(diǎn)，車輛感應(yīng)器輸出一個(gè)低電平到CPU；當(dāng)?shù)馗芯€圈上面有車圖1-3地感線圈檢測原理圖。地感線圈檢測具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、使用簡單，感應(yīng)器只需要220V市電和12V直流供電；2、檢測準(zhǔn)確，采用了先進(jìn)的鎖相環(huán)技術(shù)；3、靈敏度高，具有很高的檢測靈敏度，靈敏度可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。方案三：視頻圖像車位檢測一般來說，攝像頭可全面管控眾多車位，然而在檢測場地視頻圖像中，車位信息明顯會受到四周物體比如樹木、建筑物等陰影以及天氣情況下雨天以及太陽光照明顯時(shí)等因素的影響。利用對眾多檢測場地視頻圖像的探究我們就可以知道，車位上是否泊車存在三個(gè)特征：1對于單個(gè)車位，沒有出現(xiàn)泊車的時(shí)候，上述地區(qū)出現(xiàn)比較靠近的灰度值，進(jìn)而具備較小方差，出現(xiàn)車輛停留的時(shí)候，車位范疇內(nèi)的車體、地面、車窗、車輪等展現(xiàn)出不一樣的灰度，展現(xiàn)出明顯的方差；2對于單個(gè)車位，沒有泊車的時(shí)候，即便因?yàn)樘鞖?、環(huán)境、光照等作用，上述地區(qū)圖像和背景圖像出現(xiàn)明顯的線性相關(guān)性。出現(xiàn)車停留時(shí)，范疇內(nèi)車輛信息和背景圖像缺少線性相關(guān)關(guān)系；3車輛不管顏色、大小都展現(xiàn)出非常多的邊緣信息，在天氣變動的時(shí)候邊緣信息會保留，缺少泊車時(shí)，車位內(nèi)邊緣信息不多，即便出現(xiàn)陰影，但是邊緣信息明顯減少，但是有車的時(shí)候，車位內(nèi)車輛信息邊緣增加。之后通過符合的圖像處理方式來解決圖像開展評判。比如：多特征車位檢測算法通過車位內(nèi)有、無泊車特點(diǎn)差異的特征，提取出眾多車位的眾多特征參數(shù)，且通過上述參數(shù)開展聯(lián)合判決，然后得到最終的結(jié)果。方案四：紅外車位檢測紅外光是一種不可見光波，它具有光的直線傳播特性，紅外光發(fā)射器發(fā)出紅外光后，若遇阻礙物阻擋，將會產(chǎn)生紅外光漫反射，當(dāng)反射足夠強(qiáng)時(shí)，紅外光接收器能夠接收并解調(diào)出該紅外光信號。換言之，當(dāng)紅外光接收器接收到紅外光發(fā)射器所發(fā)射的信號后，說明在有效探測區(qū)域中有阻礙物存在。當(dāng)車位上有物體時(shí)就能在接收信號上出現(xiàn)變化，從而判別車位上是否有車。1.3.3 引導(dǎo)顯示模塊LED顯示屏的發(fā)光顏色和發(fā)光效率與制作LED的材料和工藝有關(guān)，目前廣泛使用的有紅、綠、藍(lán)三種。由于LED工作電壓低（僅1.5-3V），能主動發(fā)光且有一定亮度，亮度又能用電壓（或電流）調(diào)節(jié)，本身又耐沖擊、抗振動、壽命長（10萬小時(shí)），且具有亮度高、響應(yīng)速度快、低電壓、功耗小、耐震動、耐沖擊、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，使其成為室內(nèi)外信息顯示終端的主要發(fā)光器件，所以在大型的顯示設(shè)備中，目前尚無其他的顯示方式與LED顯示方式匹敵。所以引導(dǎo)顯示模塊直接選擇LED顯示屏。1.3.4 無線通信模塊無線通信一般完成無線數(shù)據(jù)傳輸活動。無線傳輸?shù)木珳?zhǔn)率和穩(wěn)定率是綜合系統(tǒng)的重點(diǎn)，其是綜合系統(tǒng)的通信信道?，F(xiàn)在的無線通信模式一般包含：無線電、藍(lán)牙以及無線收發(fā)模塊。方案一：藍(lán)牙通信藍(lán)牙無線技術(shù)使用擴(kuò)展窄帶信號頻譜的數(shù)字編碼科技，錄用編碼運(yùn)算增加出送比特的數(shù)目，增加使用的帶寬。藍(lán)牙通過跳頻模式來增加頻譜。跳頻擴(kuò)頻導(dǎo)致帶寬上信號的功率譜密度減少，然后提升系統(tǒng)抗電磁干擾、抗串話干擾的水平，讓藍(lán)牙無線數(shù)據(jù)運(yùn)送更穩(wěn)定。方案二：無線串行通信無線通信模塊來完成無線數(shù)據(jù)傳送，目前無線通信模塊非常多，因此將一般無線通信模塊當(dāng)做案例，通常接口就是TTL電平，可以馬上與單片機(jī)的異步通信口聯(lián)系起來。數(shù)據(jù)發(fā)送以及接收全部是透明式的，用戶不需要了解其通信的細(xì)微理論，只需要直接設(shè)置以及使用就可以。本系統(tǒng)下位機(jī)系統(tǒng)電路為TTL電路，而上位機(jī)系統(tǒng)是標(biāo)準(zhǔn)的RS-232接口，所以需要進(jìn)行電壓標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換。MSC-51單片機(jī)通過無線傳輸模塊接收上位機(jī)(PC機(jī))發(fā)來的命令，判斷后執(zhí)行相應(yīng)的程序。電腦COM插座，為一八針插座，插針位置及各接口定義如下。 圖1-4 插針位置表2-1各接口定義雖然藍(lán)牙科技被敘述的非常好，但是此科技依在現(xiàn)在的發(fā)展中并不健全，在現(xiàn)實(shí)生活中的通訊速率低，在現(xiàn)在數(shù)據(jù)爆炸的社會，也許會對其發(fā)展帶來影響。此外其通信會受到比如微波爐、無繩電話、科研儀器、工業(yè)或醫(yī)療設(shè)施的影響。其中無線串行通信就不會出現(xiàn)上述情況，使用范圍更加廣泛，所以結(jié)合本次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求本文們選擇了無線串行通信。2 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2.1 系統(tǒng)主要硬件的設(shè)計(jì)2.1.1 紅外線車位檢測器電路設(shè)計(jì)TCRT5000傳感器是采用高發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光電晶體管組成。重點(diǎn)應(yīng)用部分為：電度表脈沖資料采樣，傳真機(jī)碎紙機(jī)紙張檢測，障礙以及黑白線檢測?！霸跈z測的時(shí)候傳感器紅外發(fā)射二極管持續(xù)輸送紅外線，在輸送出的紅外線沒有被發(fā)射回來或被反射之后強(qiáng)度不夠的時(shí)候，光敏三極管始終位于關(guān)斷局面，這個(gè)時(shí)候模塊輸出端就是低電平，指示二極管始終位于熄滅局面；被檢測物體位于檢測范疇的時(shí)候，紅外線被反射回來且強(qiáng)度符合大，光敏三極管飽和，這個(gè)時(shí)候的模塊輸出端是高電平?！备鶕?jù)TCRT5000紅外傳感器的數(shù)據(jù)手冊顯示，紅外線反射接收到之后輸出的電流約為0.001A，因此串聯(lián)一個(gè)5歐電阻輸出其電壓。通過AD轉(zhuǎn)換芯片（TLC549）進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，單片機(jī)根據(jù)數(shù)據(jù)判斷停車位狀態(tài)。主要電路圖如圖2-1所示：圖2-1紅外檢測及A/D轉(zhuǎn)換電路圖由P00來發(fā)出片選信號，啟動TLC549進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。運(yùn)行時(shí)紅外傳感器產(chǎn)生的電壓轉(zhuǎn)換到ANLGIN上，經(jīng)AD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，單片機(jī)可以通過P20讀取相應(yīng)的磁場的數(shù)值量。2.1.2 中央控制器電路設(shè)計(jì)主控制電路即單片機(jī)的最小系統(tǒng)，如圖2-2所示。 圖2-2 AT89S52的最小系統(tǒng)和外圍電路2.1.3 LED顯示屏電路設(shè)計(jì)電路大體可以被劃分成單片機(jī)系統(tǒng)和外圍電路、列驅(qū)動電路、行驅(qū)動電路三方面。圖2-3顯示屏電路框圖a.單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路單片機(jī)采用MSC-51或其兼容系列芯片，采用24MHZ或更高頻率晶振，以獲得較高的刷新頻率，時(shí)期顯示更穩(wěn)定。單片機(jī)的串口與列驅(qū)動器相連，用來顯示數(shù)據(jù)。P1口低4位與行驅(qū)動器相連，送出行選信號；P1.5P1.7口則用來發(fā)送控制信號。P0口和P2口空著，在有必要的時(shí)候可以擴(kuò)展系統(tǒng)的ROM和RAM。1616的點(diǎn)陣顯示屏的硬件原理圖如圖：圖2-4 單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路圖2-5 16X16點(diǎn)陣原理圖b.列驅(qū)動電路列驅(qū)動電路有集成電路74HC595構(gòu)成。其具備一個(gè)8位串入并出的移位寄存器以及8位輸出鎖存器的結(jié)構(gòu)，此外前者以及后者的管控是單獨(dú)出現(xiàn)的，可完成在顯示本行列數(shù)據(jù)的時(shí)候，傳送此后的列數(shù)據(jù)，可以完成重疊處理的任務(wù)。74HC595的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。它的輸入側(cè)有8個(gè)串行移位寄存器，每個(gè)移位寄存器的輸出都連接一個(gè)輸出鎖存器。引腳SI是串行數(shù)據(jù)的輸入端。引腳SCK是移位寄存器的移位時(shí)鐘脈沖，在其上升沿發(fā)生移位，并將SI的下一個(gè)數(shù)據(jù)打入最低位。移位之后的的多位各位信號出現(xiàn)在各移位寄存器的輸出端，是輸出鎖存器的輸入端。RCK是輸出鎖存器的打入信號，其上升沿將移位寄存器的輸出打入輸出鎖存器。引腳G是輸出三態(tài)門的開放信息，必須在其是低時(shí)鎖存器的輸出才可以，不然就是高組態(tài)。SCLR信號是移位寄存器清零輸入端，在其是低時(shí)移位寄存器的輸出都是零。因?yàn)镾CK以及RCK信號是單獨(dú)出現(xiàn)的，因此可以做到輸入串行移位和輸出鎖存互補(bǔ)影響。芯片的輸出端為QAQH，最高位QH可作為多片74HC595級聯(lián)應(yīng)用時(shí)，向上一級的級聯(lián)輸出。但因?yàn)镼H受輸出鎖存器的打入控制，所以還從輸出鎖存器前引出QH，作為與移位寄存器完全同步的級聯(lián)輸出。圖2-6 74HC595外形及引腳圖2-7 列驅(qū)動電路c.行驅(qū)動器單片機(jī)P1口低4位輸出的行號經(jīng)4/16線譯碼器74LS154譯碼后生成16條行選通信號線，再經(jīng)過驅(qū)動器驅(qū)動對應(yīng)的行線。一條行線上要帶動16列的LED進(jìn)行顯示，按每一LED器件20MA電流計(jì)算，16個(gè)LED同時(shí)發(fā)光時(shí)，需要320MA電流，選通三極管8550作為驅(qū)動管可滿足要求。圖2-8 行驅(qū)動電路2.1.4 無線串行模塊電路設(shè)計(jì)無線串行模塊分為兩部分：單片機(jī)無線模塊和上位機(jī)無線模塊。單片機(jī)通過P3.0口（RXD）和P3.1口（TXD）傳發(fā)數(shù)據(jù)，無線模塊同樣以這兩個(gè)口收發(fā)。在無線模塊和上位機(jī)相連的電路中，因?yàn)闊o線模塊電壓標(biāo)準(zhǔn)與上位機(jī)不同。無線模塊電壓為2.7-3.6V，可以與單片機(jī)的I/O口直連，但是上位機(jī)電壓標(biāo)準(zhǔn)為RS232標(biāo)準(zhǔn)（邏輯“1”為-5V-15V,邏輯“0”為+5V+15V），所以需要接MAX232芯片進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。具體電路圖如下：圖2-9 單片機(jī)無線模塊電路圖2-10 上位機(jī)無線模塊電路2.2 系統(tǒng)其它硬件2.2.1 節(jié)點(diǎn)控制器節(jié)點(diǎn)控制器就是超聲波車位探測體系的中間層，主要對超聲波探測器實(shí)施分組監(jiān)管，多次檢測所轄探測器的內(nèi)容，且把相關(guān)內(nèi)容傳送到中央控制器。節(jié)點(diǎn)控制器可管控40到64個(gè)車位探測器。2.2.2 紅綠指示燈裝配在車位的前方，用來展現(xiàn)現(xiàn)在車位情況。在指示燈是綠色的時(shí)候，表明車位是空；在指示燈是紅色的時(shí)候，表示車位上出現(xiàn)車輛。3 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)3.1 車位引導(dǎo)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3-1 車位引導(dǎo)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.2 車位引導(dǎo)功能的實(shí)現(xiàn)3.2.1 出入場功能實(shí)現(xiàn) a.停車場主要分為三層，主要是：負(fù)一層，負(fù)二層，負(fù)三層。b.在每層入口以及出口都裝置車輛感探測器，空位計(jì)數(shù)器以及戶外LED引導(dǎo)屏。c.戶外LED引導(dǎo)屏是全天無休運(yùn)作，其得到中央控制器的車位具體信息，通過數(shù)字以及文字方式及時(shí)公開現(xiàn)在眾多停車場的具體信息。用戶可依照戶外LED引導(dǎo)屏上公開的信息選擇是否進(jìn)入或者即進(jìn)入具體哪個(gè)地方。D.在用戶車輛步入地感檢測范疇中，被地感處理器檢測到信息之后，信息需要從地感處理器傳送到中央控制器，之后繼續(xù)發(fā)送到中央計(jì)算整理，最終讓戶外LED引導(dǎo)屏公開閑置的車位。3.2.2 車位狀態(tài)的檢測與顯示在眾多車位正中心處上裝置紅外線探測器，從上到下發(fā)散超聲波，依照發(fā)射以及得到的聲波距離以及錐度面積的差異來明確車位上是否出現(xiàn)汽車，總共200個(gè)。不同紅外線探測器將車位的號碼和對照車位號的車位是否閑置等內(nèi)容全面輸送到節(jié)點(diǎn)控制器，不同節(jié)點(diǎn)控制器管控四十個(gè)超聲波探測器。之后讓節(jié)點(diǎn)控制器將信息傳輸?shù)街醒肟刂破鳎谕咨铺幚碇髮⑵湔宫F(xiàn)在LED引導(dǎo)屏上。3.2.3 室內(nèi)引導(dǎo)過程設(shè)計(jì)a在停車場各地區(qū)內(nèi)眾多交叉路口設(shè)置引導(dǎo)屏，公開各行駛方向的目前車位數(shù)，在車輛步入各停車地區(qū)（或?qū)樱┑臅r(shí)候，車主利用眾多交叉路口前設(shè)定的引導(dǎo)屏，挑選有閑置車位的方向，探尋合適的位置。圖3-2引導(dǎo)過程圖b.在停車場內(nèi)各停車位前設(shè)置指示燈，車位指示燈在車位閑置的時(shí)候，是綠燈，在車位被使用的時(shí)候就是亮紅燈，車主可依照具體指示燈的內(nèi)容，挑選符合的位置。圖3-3指示燈圖3.3 系統(tǒng)安裝分布詳解3.3.1 車場各個(gè)入口車場的每個(gè)入口均應(yīng)該安裝入口車位信息總顯示屏，用于顯示停車場內(nèi)車位信息。顯示屏由高亮度戶外LED模塊、驅(qū)動電路、控制電路、支架等部分組成，根據(jù)停車場所劃分的區(qū)域數(shù)量來設(shè)定總?cè)肟诘腖ED小屏數(shù)量，分別顯示各個(gè)區(qū)域的車位數(shù)信息。它接收中央控制器（CCU）的車位統(tǒng)計(jì)信息，用數(shù)字和文字形式實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前停車場空閑車位數(shù)量，提示準(zhǔn)備入場的車輛司機(jī)，可24小時(shí)全天候使用。內(nèi)部程序還可以根據(jù)用戶要求隨時(shí)修改，顯示用戶需要的其它信息。圖3-4安裝效果圖3.3.2 車場內(nèi)部岔道口車場內(nèi)部重要的岔道口建議安裝車位引導(dǎo)顯示屏，車位引導(dǎo)顯示屏數(shù)量和顯示文字內(nèi)容根據(jù)客戶需要來定制，顯示屏由室內(nèi)高亮度LED模塊、驅(qū)動電路、控制電路、支架等部分組成。它接收中央控制器的輸出信息，用數(shù)字、箭頭和文字等形式顯示車位方位，引導(dǎo)司機(jī)快速找到系統(tǒng)分配的空車位。停車場中央控制器（CCU）通過網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)路口的任意方向引導(dǎo)，從而將車流分配到停車場內(nèi)最合適的位置，保證停車場的暢通和充分利用車位。裝置效果圖：三向區(qū)域引導(dǎo)屏：通常放在車場中的岔路口，裝置的位置一般在車主開車前往三岔路口時(shí)可以看到的顯著地區(qū)。公開內(nèi)容：公開三岔路口各自方向的閑置車位數(shù)。圖3-5三向引導(dǎo)屏樣式雙向引導(dǎo)屏：通常放在車場中有兩個(gè)方向的岔路口，裝置的位置一般在車主開車前往雙岔路口時(shí)可看到的顯著地區(qū)。公開內(nèi)容：一般公開兩個(gè)路口方向的閑置空車位。圖3-6雙向引導(dǎo)屏樣式單向引導(dǎo)屏：通常放在車場拐彎的地方,裝置的位置需要在車主開車前往拐彎時(shí)可以看到的顯著的地區(qū)。公開內(nèi)容：一般公開拐彎之后剩下的空車位。圖3-7單向引導(dǎo)屏樣式3.3.3 每個(gè)停車位不通用停車位上都要裝置對應(yīng)的車位探測器以及車位指示燈。后者直接從車位探測器上接線。便于工作。對不同車位的占用或閑置情況實(shí)施樣檢測。在眾多車位上方裝置紅外傳感器探就可以探測到有沒有車輛出現(xiàn)在車位中。假如有，探測器控制車位指示燈就會展現(xiàn)出紅色。不然就是綠燈。3.3.4 節(jié)點(diǎn)控制器節(jié)點(diǎn)控制器是車位引導(dǎo)系統(tǒng)三層網(wǎng)絡(luò)總線的中間層，對確保系統(tǒng)平穩(wěn)、穩(wěn)定以及有效運(yùn)作有關(guān)鍵的影響。節(jié)點(diǎn)控制器循環(huán)檢測所接探測器的局面，且把相關(guān)內(nèi)容傳送到中央控制器。主要是不同節(jié)點(diǎn)控制器連接管控40個(gè)探測器。其一般連接中央控制器以及車位探測器、LED顯示屏等。3.3.5 中控室中控室裝置在中央控制器（主控制器）以及車位引導(dǎo)系統(tǒng)管理軟件。其可遠(yuǎn)離計(jì)算機(jī)運(yùn)作，單獨(dú)管控綜合車位引導(dǎo)系統(tǒng)的運(yùn)作。因此車位引導(dǎo)系統(tǒng)管理軟件可有可無。用其查看以及計(jì)算車場的停車情況。4 系統(tǒng)測試為了明確綜合系統(tǒng)的功能性、平穩(wěn)性和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的符合情況，本文對系統(tǒng)重要部分以及系統(tǒng)功能實(shí)施現(xiàn)實(shí)測試。重點(diǎn)目標(biāo)就是探尋系統(tǒng)的問題以及缺點(diǎn)，尋找出原因且依照上述因素對系統(tǒng)硬件和軟件開展維護(hù)，來滿足系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。4.1 紅外線測試4.1.1 測試所需儀器測試使用的儀器設(shè)備如表4-1所示。表4-1測試使用的儀器序號名稱、型號數(shù)量1直流電壓源MPS-3005L-312UNI-T數(shù)字萬用表13PC機(jī)14白紙8（其中白紙是用來模擬車輛的）4.1.2 測試流程開展紅外傳感器測試的目標(biāo)就是掌握紅外傳感器探測距離，進(jìn)而了解具體的安裝地區(qū)。測試程序是將白紙逐漸接近紅外傳感器，在輸出端通過萬用表實(shí)施測量，查看結(jié)果且記載。測試結(jié)果可知紅外傳感器在距離1-3厘米時(shí)收到反射的紅外線最明顯，所以可依照上述距離裝置設(shè)備。4.2 車位引導(dǎo)系統(tǒng)綜合測最終開展全部模塊的組合檢測，用來明確綜合系統(tǒng)的功能完成完整性以及平穩(wěn)性，此外眾多模塊的不平穩(wěn)性在整體檢測時(shí)會出現(xiàn)一定的放大，在大部分時(shí)候會對眾多失敗結(jié)果進(jìn)行檢測，探究最終因素，持續(xù)改良。4.2.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能（1）系統(tǒng)啟動后，上位機(jī)顯示程序同步顯示模擬停車場的信息，并且模擬停車場顯示相應(yīng)的引導(dǎo)信息；（2）當(dāng)停車場有車輛?？炕蛘唠x開時(shí)，顯示程序和引導(dǎo)信息同步刷新；（3）上位機(jī)顯示程序選擇引導(dǎo)方式后，在停車場中能夠顯示相應(yīng)的引導(dǎo)信息。結(jié) 論本系統(tǒng)以單片機(jī)AT89S52為核心部件，以上位機(jī)為顯示中心，利用紅外檢測技術(shù)和無線傳輸技術(shù)綜合設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)模擬停車場引導(dǎo)功能。在“車位引導(dǎo)系統(tǒng)”技術(shù)部分，最關(guān)鍵部分就是紅外檢測的穩(wěn)定性以及無線串行傳送的正確性和平穩(wěn)性。紅外檢測在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中下可以了解具體信息，然而在現(xiàn)實(shí)使用的時(shí)候紅外檢測會受到外部環(huán)境的作用。無線串行傳輸在距離很近的時(shí)候可以精準(zhǔn)完成，然而假如距離很遠(yuǎn)誤碼率提高時(shí)，本系統(tǒng)所采取的協(xié)議可靠性會隨之降低，此外無線串行模塊的信號強(qiáng)弱也有顯著的現(xiàn)實(shí)影響。在上述系統(tǒng)設(shè)計(jì)中即便遭遇眾多困難，例如串行通行調(diào)試等，然而在遭遇困難以后通過個(gè)人奮斗以及老師的幫助下處理大多數(shù)問題。上述情況讓我深刻的了解到在面對多種情況的時(shí)候需要全面查看、探究，不能毫無目的進(jìn)行調(diào)節(jié)，需要分析其根源，尋找處理方案。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使本文更加深入地學(xué)習(xí)了51單片機(jī)和無線串行通信，不但使本文的能力有所提升，更培養(yǎng)了本文一種自本文解決問題的能力。 參 考 文 獻(xiàn)1陳秋玲.停車場車位引導(dǎo)系統(tǒng)探析J.智能建筑，2006，07：35-39.2李想.軟件無線電技術(shù)在衛(wèi)星通信中的應(yīng)用M.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008：30-363張丹、賀西平.基于單片機(jī)的超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J.紡織高?；A(chǔ)科學(xué)學(xué)報(bào)，2008，01：15-17.4高旭東、曹姍姍.超聲波車位檢測器系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.黑龍江科技信息，2008，03：32-335夸克霍.停車場車輛管理策劃(平)M.上海：中國金融出版社，2003：53-61.6張丹、賀西平.基于單片機(jī)的超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計(jì).紡織高校基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)報(bào)，2008，01：59-60.7王安敏、張凱.89C52單片機(jī)的超聲波測距系統(tǒng)J.儀表技術(shù)與傳感器，2006，06：91-99.8申莉莉.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與ACCESS教程M.北京：清華大學(xué)出版社，2003：12-25.9王樹欣、伍湘彬.地感線圈在交通控制領(lǐng)域中的應(yīng)用J.電子世界，2005，08：63-65.10蔣大林、鄧紅麗、平或、韋燕鳳.基于視頻圖像的多特征車位檢測算法J.北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,10:52-54.11杜梅、賈輝然.基于VC的PC機(jī)與單片機(jī)無線串行通信的實(shí)現(xiàn)J.電腦知識與技術(shù),2006,20:36-37.12童鍵、彭可.VB、Delphi的串行通訊編程及其比較J.電腦與信息技術(shù)，1999,01:89-9013何立民.單片機(jī)中級教程原理與應(yīng)用M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999:65-69.14張麗霞.智能停車場系統(tǒng)集成與應(yīng)用維護(hù)M.北京:高等教育出版社，2010:36-42.15過秀成.城市停車場規(guī)劃與設(shè)計(jì).北京：中國鐵道出版社，2008：32-35.致 謝這篇論文給我的大學(xué)生活畫上了一個(gè)完美的句號，同時(shí)也開啟了我走出校園走向社會的一個(gè)新的起點(diǎn)。通過大學(xué)幾年的學(xué)習(xí)生活，我不僅學(xué)到了很多專業(yè)知識，同時(shí)也對本專業(yè)實(shí)踐所需要的技能有了一定的掌握，經(jīng)過幾個(gè)月的認(rèn)真撰寫和修改，終于完成了這篇論文?；叵肫鸫髮W(xué)中的美好時(shí)光，我深深的感受到我是幸運(yùn)的，大學(xué)幾年讓我認(rèn)識了很多奮發(fā)向上的同學(xué)和諄諄教誨的老師。感謝我的母校，為我的學(xué)習(xí)和成長提供了一個(gè)良好的環(huán)境，感謝學(xué)院為我的學(xué)習(xí)和成長提供充足的資源，在大學(xué)幾年的學(xué)習(xí)和生活中，我的老師對我的學(xué)習(xí)嚴(yán)格監(jiān)督，在論文撰寫初期就給我提出了十分中肯的指導(dǎo)意見，從論文的選題，到論文的修改，一直到最終完成都凝聚了老師的心血。在論文完成的過程中，老師犧牲了很多私人時(shí)間，為我修改、完善論文提出了很多有用的意見，才能使得這篇論文圓滿完成。導(dǎo)師對待學(xué)問一絲不茍，對待學(xué)生如沐春風(fēng)，都對我的人生產(chǎn)生了很大的影響。感謝所有的同學(xué)。時(shí)光穿梭歲月流逝，與同學(xué)共同度過的大學(xué)時(shí)光是我一生中難忘的回憶，感謝你們一路陪我走過大學(xué)時(shí)光。雖然論文的寫作馬上就完成了，但是我并沒有因此而放松，我自知社會經(jīng)驗(yàn)還不夠，論文的寫作也并不是十全十美的，但是時(shí)間匆促，只有等到以后在進(jìn)行補(bǔ)修和完善的工作。謹(jǐn)向四年來對我進(jìn)行諄諄教導(dǎo)的各位老師致以崇高的敬意！