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基于单片机的智能停车场系统设计

广东海洋大学寸金学院 杜永峰,林思潮,张善凌 2020/11/22 10:44:08

   课题信息:课题来源:2019年度校级大创项目;课题名称:基于单片机的智能停车场系统设计;课题编号:2020CJXYDCYB05;课题主持人:杜永峰;课题参与人:林思潮、张善凌、郭文凯、吴家辉。
  
   摘  要:本文提出一套运用51单片机作为主控,集成了刷卡识别身份系统、车位情况显示功能、自动计费功能、闸门智能升降系统的智能停车场系统设计方案。它解决了传统人工管理低效率烦琐、费时等问题,提高了效率,解决了停车场出口经常拥堵的场面,具有广阔的应用前景和实用价值。
   关键词:单片机,智能停车场,系统设计
  
   0 引言
   目前为了提高停车场的容纳量,减少车主停车难、入口和出口拥堵等问题,需要设计一款低成本、性价比高的智能停车场管系统。本设计采用51系列单片机作为主控制芯片,使用RFID技术来实现身份识别后,自动升降电机闸道将会升起打开,车辆进入或开出停车场,然后自动升降闸道再落下。智能停车场系统将对该小车记录其停用的时间 ,在出停车场时采用了同样的方法来取车IC卡识别身份,从而达到了智能停车入库、智能取车和自动收费的目的, 其适合运用于中小型的停车场。
   1 智能停车场系统主要功能
   (1)射频识别功能
   射频识别功能采用RC522IC卡感应模块,使用方便,成本低廉,适用于设备开发、读卡器开发等高级应用的用户、需要进行射频卡终端设计/生产的用户。本模块可直接装入各种读卡器模具,模块采用电压为3.3V,通过SPI接口简单的几条线就可以直接与用户任何CPU主板相连接通信,可以保证模块稳定可靠的工作、读卡距离远。访客想要进入停车场,就必须刷卡,通过刷卡可以知道是否能进入停车;同样当访客离开停车场时,通过刷卡可以,可以得知自己停车时间、以及收费等情况,通过结算相应费用才可离开停车场。
   (2)智能停车场信息显示功能
   停车场信息显示功能是主要用来显示年月日以及星期等时间信息;还用来显示车位信息,如总车位数,已停车位、空余车位等;还可以用来显示现实收费情况等。本设计的显示器件采用LCD12864液晶显示屏,它是一种图形点阵液晶显示器,它主要由行驱动器/列驱动器及128×64 全点阵液晶显示器组成,可完成图形显示,也可以显示8×4 个(16×16 点阵)汉字或者显示16×4个(8×16阵)ASCII码。因为要设置和显示实时时间,还会用到DS1302时钟模块,DS1302芯片内含一个实时时钟/日历和31字节静态RAM,通过简单的串行接口与单片机通信且功耗很低。
   为限制停车场内车辆数量,保证场内秩序、安全和道路畅通,只有通过刷卡的访客,屏幕上会为访客指示停车场车位总数量和剩余车位情况、当前卡号、实时时间及停车收费标准。车辆刷卡进入停车场后,车位剩余数量相对应减少1位,并启动自动计费功能。如果该IC卡有效,刷卡时会发出“哔”的一声,屏幕才会正常显示以上信息。如果刷的是无效IC卡,刷卡时会连续“哔”三下,并且显示“此卡无效”的字样。
   (2)电机闸道自动升降功能
   在驱动电机闸道自动升降方面,采用sg90舵机。Sg90舵机内部有一个基准电压,微处理器产生的PWM信号通过信号线进入舵机产生直流偏置电压,与舵机内部的基准电压作比较,获得电压差输出。电压差的正负输出到电机驱动芯片上,从而决定正反转。当舵机开始旋转的时候,舵机内部通过级联减速齿轮带动电位器旋转,使得电压差为零,电机停止转动。
   访客刷卡后,如果屏幕上显示停车场内还有剩余车位,电机闸道会打开,车辆通过后,电机闸道将会自动落下。如果屏幕上显示该停车场场内剩余停车位数量为零,电机闸道不打开。为了预防电机闸道在车辆通过时关闭,在程序方面给加一段延时程序,让电机闸道延迟一段时间落下,这样即可起到保护车辆的作用。
   (3)自动计费功能
   刷卡后电机升降闸门模拟汽车驶入,开始收费;第二次刷卡电机升降闸门模拟车辆驶出停车场,计费结束。液晶屏会显示当前停车位、停车时长、本次停车费用。可以通过按键设置计费标准,如3元/小时,具体停车费用单价设置以当地实际情况通过设置按键进行灵活设置。也可以通过按键设置当前时间。
   2 系统设计
   (1)系统整体运行机制
   智能停车场系统以AT89S52为控制核心,由5V电源来供电。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。AT89S52具有:32位I/O 口线、3个16位定时器/(未完,下一页

  

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