智能停車系統(tǒng)設(shè)計方案

1、-可編輯修改 -1. 引言1.1背景目錄1.2 智能停車系統(tǒng)定義 12. 系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計概述 23. 智能停車系統(tǒng)分析 33.1 系統(tǒng)設(shè)計的基本思路 33.2 可行性分析 33.3 需求分析 33.4 發(fā)展趨勢分析 54. 智能停車系統(tǒng)設(shè)計 64.1 單片機軟件設(shè)計 64.1.1 紅外傳感器檢測 64.1.2 無線模塊軟件設(shè)計 84.2 上位機顯示程序軟件設(shè)計 94.2.1串行通信函數(shù)模塊 1.0.4.2.2 圖像顯示模塊 1.1.4.2.3 附加功能模塊 1.2.5. 結(jié)論 1.36. 參考文獻 1.41. 引言1.1背景隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平的提升，汽車市場的繁榮引發(fā)了停車難題。據(jù)統(tǒng)計

2、，“全國機動車與停車位之比例約為 3: 1”經(jīng)濟發(fā)達的大中城市這一比 例則更高，停車場建設(shè)已成為城市發(fā)展所面臨的大問題。 根據(jù)我國機動車數(shù)量與 停車位之比，以及國外發(fā)達國家停車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來看， 停車難問題催生出了一個 巨大的智能停車場管理設(shè)備市場。新型的車位引導(dǎo)系統(tǒng)作為停車場管理系統(tǒng)的有力補充，從而形成了智能化更高的停車場管理系統(tǒng)。車位引導(dǎo)系統(tǒng)能夠?qū)M出停車場的車輛進行有效引導(dǎo)和管 理。本系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能是引導(dǎo)人們更加方便快捷地停車，使停車場車位管理更加規(guī)范、有序，并且進一步提高停車場車位利用率?！爸悄芡＼囈龑?dǎo)系統(tǒng)”在國外已得到了廣泛應(yīng)用，但是在國內(nèi)只有較少大型停車場有類似的車位引導(dǎo)系統(tǒng)，因

3、此本設(shè)計也有一定的實際意義。1.2智能停車系統(tǒng)定義智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)是為了對停車場車位狀態(tài)進行判斷，然后對停車場達到智 能管理作用而設(shè)計的系統(tǒng)。停車場車位引導(dǎo)系統(tǒng)主要用于大中型停車場，其工作 原理是通過一定1的車位檢測技術(shù)進行檢測車位，從而判斷出車位有無停放車輛， 然后將各個車位停車情況通過一定的通信方式與控制計算機相連，控制計算機經(jīng) 過數(shù)據(jù)處理，將引導(dǎo)信號傳給引導(dǎo)指示器，引導(dǎo)司機快速將汽車駛?cè)肟瘴?。停?場車位引導(dǎo)系統(tǒng)不但能夠提高了停車場的使用率， 使停車場管理更加便捷，還降 低了大中型停車場的經(jīng)營成本，大大提高了停車場的社會效益和經(jīng)濟效益。從上面的信息我們可以清晰的看出：“智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)”

4、是一個應(yīng)用于停 車場，通過車位檢測模塊檢測數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊處理數(shù)據(jù)，并在引導(dǎo)指示 模塊顯示信息的智能化系統(tǒng)。2. 系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計概述根據(jù)設(shè)計要求，可將系統(tǒng)分為車位檢測及引導(dǎo)顯示模塊、無線通信模塊和上 位機顯示程序模塊。其中車位檢測及引導(dǎo)顯示模塊包括：主控制器、車位檢測模 塊、引導(dǎo)顯示模塊；無線通信模塊包括：下位機無線通信模塊和上位機無線通信 模塊。圖2.1 : “智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)”的基本模塊方框圖-可編輯修改-3. 智 能停車系統(tǒng)分析3.1 系統(tǒng)設(shè)計的基本思路本設(shè)計使用單片機為停車場的核心控制器，單片機系統(tǒng)采用 C 語言編程， 接受外部輸入信號， 控制引導(dǎo)的顯示； 采用微型計算機為顯示中心

5、和數(shù)據(jù)處理核 心中心，顯示程序采用 Delphi 語言； 采用無線串行通信為單片機和微型計算機 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；人機接口方面采用 LED燈，可以通過LED燈來顯示引導(dǎo)信息；同時 為了配合上述實現(xiàn)， 還需要 A/D 轉(zhuǎn)換器， 電平標準轉(zhuǎn)換等多種元器件或者芯片。3.2 可行性分析近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步， 人們的生活水平與方式都發(fā)生了翻天覆 地的變化， 智能停車場管理系統(tǒng)作為一個高度網(wǎng)絡(luò)化、 智能化、 信息化小區(qū)的一 個重要組成部分，已經(jīng)成為現(xiàn)代人們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常接觸的一套智能化管理系 統(tǒng)。對停車場管理信息系統(tǒng)所需要的當前

6、軟硬件技術(shù)能夠得到滿足， 而且還有一 大批高技術(shù)、高水平的研發(fā)隊伍， 這就對知識以及技術(shù)的應(yīng)用提供了良好的保障， 此外，領(lǐng)導(dǎo)還給我們提供了良好的外部力量進行開發(fā)， 使我們開發(fā)停車場管理信 息系統(tǒng)成功率大大的提高。3.3 需求分析在巨大的市場需求推動下，停車場管理系統(tǒng)行業(yè)取得了快速的發(fā)展。根據(jù) 2006 年-2014 年中國出入口控制與管理系統(tǒng)細分市場研究及重點企業(yè)競爭力 深度調(diào)研報告數(shù)據(jù)，2009 年國內(nèi)停車場管理系統(tǒng)的市場規(guī)模達到了 11.5 億元， 2010 年國內(nèi)停車場管理系統(tǒng)市場需求達到 14.5 億元 ;2011 年國內(nèi)停車場管理系 統(tǒng)市場規(guī)模約可以達到 18 億元。據(jù)數(shù)據(jù)初步估算，

7、 2014 年，停車場市場需求 將可能超過 37 億元。根據(jù)國內(nèi)停車場管理系統(tǒng)一套價格平均在 3-6 萬元之間，據(jù)此推算，2014 年國內(nèi)停車場管理系統(tǒng)需求量約為 8 萬套左右。由此可見，停車場市場潛力較大， 行業(yè)前景較好。據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示， 目前國內(nèi)停車場管理系統(tǒng)市場三分天下： 國產(chǎn)的、 組裝 的、純國外的，價格也分為三等。市場占有率方面，大致是國產(chǎn)占市場份額的一 半，另外兩份占一半 ;或者說，國產(chǎn)和組裝的加起來占市場份額的 80% ，純國外 的占 20% 。目前一般的小區(qū)、中低檔寫字樓基本用國產(chǎn)，而機場、會展中心等 則多用進口設(shè)備。 盡管各種類型的停車場都需要出入口控制系統(tǒng)， 但是不同類型

8、的停車場面對的用戶有所差異， 所以停車場管理系統(tǒng)系統(tǒng)需求也稍有不同。 比如， 小區(qū)與機場停車場的區(qū)別在于， 小區(qū)進出的車輛多為業(yè)主的車輛， 多數(shù)屬于長期 停車用戶，車輛進出時間集中在早晚上下班時間，其他時間進出的車輛不多;而機場停車場除員工車輛外，多為乘客的臨時車輛，一整天都有大量的車輛進出。 所以，停車場管理系統(tǒng)在設(shè)計時多考慮到這些因素， 根據(jù)應(yīng)用場所特點來配置設(shè) 備。在停車場管理系統(tǒng)應(yīng)用方面，停車場出入口控制系統(tǒng)的普及程度還不錯。 在一個中等城市， 我們就經(jīng)常會看到小區(qū)、 機關(guān)、寫字樓的出入口安防這種設(shè)備。-可編輯修改 -據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，目前深圳的普及率是全國最高，大約在在90%左右。因為

9、諸多停車場生產(chǎn)企業(yè)都集中在深圳，已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化。其次是北京、上海，普及率 在50%左右，其他地區(qū)則更少一些。3.4發(fā)展趨勢分析傳統(tǒng)的停車場管理系統(tǒng)只解決了出入口控制的問題 ，對于停車場內(nèi)部的停車 引導(dǎo)、找車、快速進出等功能則鞭長莫及，并且在收費這個環(huán)節(jié)上也存在繳費方 式單一、人工管理效率低下、存在收費漏洞等問題，更別說進行停車場整體的系統(tǒng)整合及資源優(yōu)化配置了。全視頻智慧停車場綜合解決方案在集成停車場系統(tǒng)資 源方面有著卓越的優(yōu)勢，實現(xiàn)從車輛快速進場、快速停車，到車主返回車場時快速 找車、快速繳費等一系列完整的、全自動化的功能，從而有效解決包括商場、機場等公共場所在內(nèi)的停車場由于車流量大造成的停車

10、慢、繳費慢、停車難、找車難等社會問題，將停車場的資源充分化和數(shù)字化，這是功能單一、系統(tǒng)協(xié)作性差的 傳統(tǒng)停車場管理系統(tǒng)所遠不能及的。-可編輯修改 -144. 智能停車系統(tǒng)設(shè)計4.1 單片機軟件設(shè)計單片機系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要采用 C 語言，對單片機進行編程實現(xiàn)各項功能。 程序設(shè)計環(huán)境：PC機，Windows XP ；程序設(shè)計軟件： Keil Vision 軟件及星研仿真軟件。程序功能：實現(xiàn)單片機通過紅外傳感器對車位的檢測、對信息發(fā)送與接收以 及 LED 燈按信息顯示等功能。4.1.1 紅外傳感器檢測實現(xiàn)停車場智能引導(dǎo)的前提是如何準確的把車位信息通過有效的方式檢測 出來。在本設(shè)計中采用了紅外傳感器進行

11、車位的檢測。根據(jù)上面電路原理，紅外傳感器檢測主要通過檢測反射紅外線的強弱，輸出 相應(yīng)的電壓，通過 A/D 轉(zhuǎn)換輸出數(shù)字信號，從而進行判斷。-可編輯修改 -圖4.1 :紅外檢測流程圖紅外傳感器電壓數(shù)據(jù)的采集是通過 AD轉(zhuǎn)換器TLC549來完成的。每次要采集A/D上元件的電壓值時，先選中TLC549的片選信號線，使其進行轉(zhuǎn)換工作, 然后進過一定的延時后，依照TLC549的數(shù)據(jù)手冊上的時序圖，從數(shù)據(jù)口讀取數(shù)據(jù)。是否迭通?圖 4.2 :數(shù)據(jù)采集流程圖TIC549的時序操作根據(jù)下圖可知，先將 CS拉低選中A/D轉(zhuǎn)換器，再給CL0CK8個下跳沿用于數(shù)據(jù)采集，之后拉高CS放棄選中，再拉低CS，之后的8個CL

12、OCK下跳沿后就可以讀出該次轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)operating sequenceCLMK tLi*熬宀沁且一z“一l七冷Ui(Ci)C/cl B4Sa mole-佔鈕H艷曲 r-*! r 皿|CycItCC5DATAOUT*Wl|CS) *Ha-ZState鬧一I 切 Previous Conrversi-Dn Cats A詩II USELSBIM甜|11 MSBjT|皆IHrzailear、ZCofiwrscm data ELSB MSB-可編輯修改 -NO7ES;A. Tie學(xué)已 wh-ch Tcpres 30 nt&TOltemdocic ptTois (17 raxiur i. is ini

13、rt ttghti LCdocis. pulserail ng mcgm ater ZS壇貞 fac：he chanreladr-ess essir menniary a: the tiirs.EL 6芒rrost &gnrtcanbt |A71 i&auioTialcal-|JacmtiheDflCTA OUT bus alter CS 咅broaghtlDw. The ren,= rg se陽仃?ils(A8-A0) are 曰心電吧 gix erfrsl seven /0 言bdifnMrg eiges. B7-D 2 falawii in the sarwe Tanrer.15圖 4.

14、3 : TLC549 時序圖“轉(zhuǎn)換結(jié)果（OUT ）采集到的電壓（IN）基準電壓（REF）28 ”15公式4.1 : TLC549（8位ADC）讀取數(shù)值的轉(zhuǎn)換公式4.1.2無線模塊軟件設(shè)計為保證單片機與上位機之間串行通信的準確率，需要雙方約定一定的協(xié)議，但 考慮到傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀比較小而且傳輸?shù)木嚯x不遠，因此采用較為簡單的數(shù)據(jù)檢錯格 式。雙方傳輸?shù)囊粋€數(shù)據(jù)幀為兩個字節(jié)，第一個字節(jié)為信息字節(jié)，即所有信息都包 含在這以一字節(jié)內(nèi)。第二個字節(jié)為檢錯字節(jié)，檢錯的方法是：兩個字節(jié)相加為 0XFF（十進制255）為準確信息，其它為錯誤信息。程序開始時雙方的握手信號為 0XFF，0XFF。單片機使用定時器1作為波特

15、率發(fā)生器，串行發(fā)送使用查詢方式,接收使用終端方式，具體流程圖如下:/圖4.4 :單片機串行通信流程圖4.2上位機顯示程序軟件設(shè)計上位機顯示程序系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用 Delphi編程語言，主要是對PC機串口 編程與圖像的顯示。程序設(shè)計環(huán)境：PC機，Windows XP ；程序設(shè)計軟件：Delphi 7.0 。程序功能：通過串口接收下位機傳送的車位，進行實時的現(xiàn)實停車場所有車位狀況，并且依照引導(dǎo)方式計算引導(dǎo)路徑顯示路徑， 并把路徑信息轉(zhuǎn)換后傳輸給 單片機。程序主要分三個模塊：串行通信函數(shù)模塊、圖像顯示模塊和附加功能模421串行通信函數(shù)模塊上位機串行通信的協(xié)議與單片機串行協(xié)議相同。具體通信流程如下:開

16、妬打幵串n圖4.5 :上位機串行通信流程圖Spcomm串口通信控件的基本屬性、方法和事件說明如下：CommName 屬性：計算機串口端口號的名字，COM1、COM2等，在打開串口前，必須填寫好此值。Parity 屬性：校驗位 None、Odd、Even、Mark、Space 等。BaudRate :設(shè)定支持串口通信用的波特率9600 , 4800等，根據(jù)實際需要來定，在串口打開后也可更改波特率，實際波特率隨之更改。ByteSize 屬性：表示一個字節(jié)中，使用多少個數(shù)據(jù)位收發(fā)數(shù)據(jù)，根據(jù)具體情 況設(shè)定 5、6、7、8等。StopBits 屬性：表示一個字節(jié)中，使用停止位的位數(shù)，根據(jù)具體情況設(shè)定1、

17、1.5、2等。SendDataEmpty 屬性：布爾屬性，為 True 時表示發(fā)送緩存為空，或者發(fā)送 隊列里沒有信息；為False時表示表示發(fā)送緩存不為空，或者發(fā)送隊列里有信息。StartComm 方法：用來打開通信串口，開始通信。如果失敗，則會導(dǎo)致串 行口錯誤。 錯誤類型大致分為串行口己處于打開狀態(tài)， 所以不能打開串行口， 不 能創(chuàng)建讀寫進程，不能建立串行口緩沖區(qū)等。StopComm 方法：用來停止通信串行口的所有進程，關(guān)閉串口。WriteCommData(pDataToWrite:PChar;dwSizeofDataToWrite:Word) 方法是帶有布爾型返回值的函數(shù)， 其中參量 ps

18、zStr-ingToWrite 是要寫入串行口 的字符串， DwSizeaf- DataToWrite 是要寫入的字符串的長度。該函數(shù)通過一 個寫線程向串行口輸出緩沖區(qū)發(fā)送數(shù)據(jù)。 發(fā)送操作將在后臺默認執(zhí)行。 如果寫線 程 PostMessage 成功，則返回值是 True ，若寫線程失敗，返回值是 False。OnReceiveData(Buffer:Pointer;BufferLength:Word) ，其中 Buffer 是指向 輸入緩沖區(qū)的指針。 BufferLength 是從緩沖區(qū)收到的數(shù)據(jù)長度。當輸入緩沖區(qū) 收到數(shù)據(jù)時， 該事件被觸發(fā)。 當輸入緩存有數(shù)據(jù)時將觸發(fā)該事件， 對從串口收到

19、 的數(shù)據(jù)進行處理。4.2.2 圖像顯示模塊圖像顯示主要的功能是： 1.根據(jù)車位信息顯示停車場總體狀況；2.依據(jù)計算-可編輯修改 -的引導(dǎo)路徑顯示路徑/開始圖4.6 :圖像顯示流程圖-可編輯修改 -4.2.3附加功能模塊附加功能模塊主要是vip的設(shè)定，當然這只是一個簡單的VIP設(shè)定，并沒有 連接數(shù)據(jù)庫，因此只能在程序運行時作一個簡單的演示，一旦程序關(guān)閉將不能保存VIP信息。設(shè)定VIP車位之后，在此車位顯示不能?？?，在車位引導(dǎo)時不作 為空車位引導(dǎo)。附加功能模塊還包括幫助模塊和關(guān)于我們模塊，這兩模塊不做實際作用5. 結(jié)論本系統(tǒng)以單片機 AT89S52 為核心部件，以上位機為顯示中心，利用紅外檢 測技術(shù)和無線傳輸技術(shù)綜合設(shè)計實現(xiàn)模擬停車場引導(dǎo)功能。 因為時間及各條件因 素，該系統(tǒng)需要改進的地方很多，包括通信協(xié)議、系統(tǒng)穩(wěn)定及 bug 修正、缺乏 實際效用等等?？v觀整個系統(tǒng)的設(shè)計，大體可以分為如下幾個步驟： 提出問題，并分析“智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)”的原理及應(yīng)用條件。對原理進行功能上的分解，把 “智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)”按功能劃分模塊，提 出可行的方案并初步?jīng)Q定最合適的方案；選取各個方案所要求的硬件設(shè)備，并編寫軟件代碼對各個