#智能停車(chē)場(chǎng)學(xué)論1

1、0 / 46目錄摘要 1Abstract2第 1 章緒論 3問(wèn)題提出 3國(guó)內(nèi)外相關(guān)背景 4本文的研究?jī)?nèi)容 4嚴(yán)格收費(fèi)管理 4安全管理 4防偽性高 5耐用可靠 5本文內(nèi)容組織結(jié)構(gòu) 5第 2 章系統(tǒng)方案與總體設(shè)計(jì) 6用戶背景與需求 6總體設(shè)計(jì)原則 7總體設(shè)計(jì) 9系統(tǒng)工作流程 9總體設(shè)計(jì)方案 11系統(tǒng)設(shè)備選取與組成 13小結(jié) 15第 3 章控制器的硬件設(shè)計(jì) 163.1 微控制器的選擇 16時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 17其他部分設(shè)計(jì) 19小結(jié) 20第 4 章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 214.1 控制器操作系統(tǒng) 21任務(wù)分解設(shè)計(jì) 22管理系統(tǒng) 23第 5 章總結(jié)與展望 27參考文獻(xiàn) 29致謝 30附錄 A: 智能停車(chē)系統(tǒng)源代碼

2、 31附錄 B: 系統(tǒng)電路圖 411 / 46摘要隨著人民生活水平的提高，我國(guó)汽車(chē)保有量不斷提升，私家車(chē)的數(shù)量越來(lái) 多，在生活小區(qū)、辦公場(chǎng)所、商場(chǎng)、旅游景點(diǎn)等地方，停車(chē)難問(wèn)題也日益突 出。解決停車(chē)難問(wèn)題，除了加大基礎(chǔ)設(shè)施投入 （擴(kuò)建停車(chē)場(chǎng) 外，有效地對(duì)現(xiàn)有 的停車(chē)場(chǎng)進(jìn)行合理分配、調(diào)度與管理，也是行之有效的措施，因而建設(shè)配套的 停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)，對(duì)停車(chē)位進(jìn)行有序地管理十分必要。目前，無(wú)論在生活小區(qū)或是在寫(xiě)字樓宇的建設(shè)規(guī)劃中，均已對(duì)停車(chē)位的規(guī) 劃配備進(jìn)行了充分考慮，停車(chē)場(chǎng)已成為人們生活服務(wù)的必備場(chǎng)所之一，停車(chē)場(chǎng) 的數(shù) 目增多，對(duì)停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)產(chǎn)生了強(qiáng)大的市場(chǎng)需求?；谏鲜鰞牲c(diǎn)需求，本文 設(shè)計(jì)了一套停

3、車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)，從地感線圈、道閘、吐卡機(jī)、主控板到微機(jī)管理 系統(tǒng)，全套軟硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)場(chǎng)內(nèi)車(chē)位有序地分配與調(diào)度。本文將從整體方 案、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、安裝實(shí)行等方面進(jìn)行全面地介紹該系統(tǒng)。同時(shí)，本 套系統(tǒng)在比較市場(chǎng)同類(lèi)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，獨(dú)到地將停車(chē)管理中的日常處理從上位 機(jī)（微機(jī)移至下位機(jī) （主控板 ，降低了整個(gè)系統(tǒng)對(duì)微機(jī)的依賴(lài)，顯出了自己的 競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。關(guān)鍵詞：停車(chē)場(chǎng)；管理系統(tǒng)；無(wú)線射頻卡/ 46AbstractWith the improvement of living standards ，China S per-capita vehicle volume rising， the number

4、 of private CarS more and more，in the living quarters， office space，shopping malls，tourist attractions and other places，the problem of parking is becoming increasingly obvious Solve the problem of parking ， in addition to increasing investments in infrastructure(extend parking lots ， effectively man

5、agement to the existing parking lots for a reasonable distribution scheduling and management as well as effective measures thus supporting the building of the parking lot management system, the parking spaces for orderly management is very necessaryAt present， both Living Quarter and office-building

6、 program， parking spaces have been right with the planning for a full account， a parking lot has become an essential service life of one of the places ， The number of car parks has increased，raising a greatmarket demand of the Parking Lot Management SystemBased on the above two demands， we designed

7、a calpark management system,from Car sense coil Gate，and the Temple-card machines，Main Board of computer management system,both hardware and software system to achieve the right site parking spaces and orderly distribution and schedulingThis paper presented a total solution，hardware design， software

8、 design，installation ， and other aspects of the implementation of a comprehensive introduction to the system Meanwhile ， the presentation system in acomparable market similar products on the basis of Parking will be unique to the management of day-to-day basis from the PC shifted to he next machine(

9、the control board， reduce the entire system to rely on the computer， showing its competitive meritKeywords ： Parking lot ； Management system； Radio Frequency Identified Card/ 46第 1 章 緒論1.1問(wèn)題提出科技為人服務(wù)，世界上任何先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用無(wú)一不是社會(huì)進(jìn)步的標(biāo)志和社 會(huì)發(fā)展的需求。停車(chē)場(chǎng)的智能化建設(shè)也一樣，隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，人們的 生活方式發(fā)生著深刻的變化。城市的交通擁擠便是這種變化引起的現(xiàn)象之一。 城市因?yàn)榻?/p>

10、通設(shè)施的增加造成的交通擁擠甚至混亂給人們的生活帶來(lái)極大的不 便，這種不便迫使人們?nèi)ふ腋呒夹g(shù)的有效手段去解決這種不便。智能化的停 車(chē)場(chǎng)就是順應(yīng)這一時(shí)代需求的高技術(shù)產(chǎn)物。這不僅可以有效地解決亂停、亂放 造成的交通混亂，而且可以促進(jìn)交通設(shè)施的正規(guī)化建設(shè)，同時(shí)也盡可能地減少 車(chē)主丟車(chē)被盜的憂慮。另外，在技術(shù)方面，其高技術(shù)性匹配于現(xiàn)有其他智能化 系統(tǒng)，具有很好的開(kāi)放性，易于與其它智能化系統(tǒng)組合成更強(qiáng)大的綜合性系 統(tǒng)，順應(yīng)各種綜合方式的高級(jí)管理。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的權(quán)威數(shù)字，截至 2005 年底，中國(guó)民用汽車(chē)保有量為 3160 萬(wàn)輛，其中私人汽車(chē)保有量為 1852 萬(wàn)輛，占總量的 586。私人汽車(chē) 中，

11、載貨汽車(chē) 452 萬(wàn)輛，載客汽車(chē) 1384 萬(wàn)輛。 2006 年中國(guó)銷(xiāo)售了 700 多萬(wàn)輛 各類(lèi)汽車(chē)，粗略估計(jì)，超過(guò) 60為私人購(gòu)買(mǎi)。減去 2006 年報(bào)廢的 100 多萬(wàn)輛 汽車(chē)，加上新增的 400多萬(wàn)輛，專(zhuān)家估計(jì)截至 2006 年底，中國(guó)私人汽車(chē)保有量 接近 2200 萬(wàn)輛。隨著我們汽車(chē)保有量的不升提高，停車(chē)場(chǎng)作為建筑物附屬的功能區(qū)正在凸 顯它的作用。停車(chē)場(chǎng)數(shù)據(jù)的不斷增長(zhǎng)也刺激了對(duì)停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)的需求，學(xué)界 和產(chǎn)業(yè)界 對(duì)停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)的關(guān)注與投入也在提高。目前市場(chǎng)上的停車(chē)場(chǎng)收費(fèi)管理系統(tǒng)售價(jià)普遍偏高，一套完整的停車(chē)收費(fèi)管理系統(tǒng)售價(jià)普遍在 10 萬(wàn)元人民幣以上。高昂的價(jià)格影響了停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)的

12、普 及，目前定位于中低價(jià)位的停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)具有廣闊的市場(chǎng)空間。/ 461.2國(guó)內(nèi)外相關(guān)背景世界各國(guó)在汽車(chē)保量高速增長(zhǎng)初期，就已經(jīng)開(kāi)始重視停車(chē)場(chǎng)建設(shè)與停車(chē)管 理，停車(chē)管理系統(tǒng)技術(shù)條件相對(duì)比較成熟。國(guó)內(nèi)外在停車(chē)場(chǎng)管理方面的研究主 要集中智能系統(tǒng)應(yīng)用到停車(chē)場(chǎng)管理領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)更高自動(dòng)化的停車(chē)管理。智能的 停車(chē)管理包含車(chē)型的自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)開(kāi)關(guān)道閘、自動(dòng)識(shí)別車(chē)牌號(hào)、停車(chē)自動(dòng)誘 導(dǎo)、自動(dòng)計(jì)費(fèi)扣費(fèi)等方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者圍繞這些方面進(jìn)行相關(guān)研究妒比1，部分研究成果已進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域，但多數(shù)仍處在研究階段，無(wú)論從技術(shù)成熟度或 實(shí)用經(jīng)濟(jì)性而言，這些技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際系統(tǒng)還有一定的距離。停車(chē)場(chǎng)作為物業(yè)的一部份，仍離不開(kāi)人的管理，停

13、車(chē)場(chǎng)收費(fèi)管理系統(tǒng)基本 是根據(jù)車(chē)型和停車(chē)時(shí)間進(jìn)行收費(fèi)，人在車(chē)型的判斷、車(chē)號(hào)與車(chē)主的比對(duì)上有著 不可替代的實(shí)際作用。在機(jī)械化程度高、公式計(jì)算等方面，技術(shù)應(yīng)用將大大提 高效率； 停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)中，如車(chē)輛到場(chǎng)、離場(chǎng)的鑒別、道閘開(kāi)關(guān)、費(fèi)率計(jì)算、繳費(fèi)等 工 作，應(yīng)用到這些方面的技術(shù)條件已相對(duì)成熟，且成本低，具有較高的經(jīng)濟(jì)可行 性在項(xiàng)目應(yīng)用領(lǐng)域，技術(shù)應(yīng)用的選擇必須兼顧到技術(shù)的先進(jìn)性、成熟度、經(jīng)濟(jì) 性等因素，本課題正在基于這些因素的綜合考慮，定位于單入口單出口的停車(chē) 場(chǎng)，為業(yè)主提供一套高效益的停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)。1.3本文的研究?jī)?nèi)容本課題從硬件、軟件完整地實(shí)現(xiàn)了一套停車(chē)管理系統(tǒng)，具有自主的知識(shí)產(chǎn) 權(quán)。該系統(tǒng)具有以

14、下優(yōu)點(diǎn)：1.3.1嚴(yán)格收費(fèi)管理對(duì)于目前的人工現(xiàn)金收費(fèi)方式，一方面勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，另外一個(gè)主 要弊端就是財(cái)務(wù)上造成很大的漏洞和現(xiàn)金流失。使用 IDIC 卡收費(fèi)系統(tǒng)車(chē)場(chǎng)的 收費(fèi)都經(jīng)電腦確認(rèn)和統(tǒng)計(jì)，杜絕了失誤和作弊，保障了車(chē)場(chǎng)投資者的利益。/ 461.3.2安全管理一卡一車(chē)，資料存檔，保證車(chē)場(chǎng)停放車(chē)輛的安全。1.3.3防偽性高因?yàn)?ID IC 卡保密性極高，它的加密功能一般電腦花上十年的，時(shí)間也解 不了，所以不容易仿造。1.3.4耐用可靠本系統(tǒng)采用的 ID IC 卡，為無(wú)源的非接觸式的 ID 卡，卡內(nèi)有線圈作數(shù)據(jù) 傳遞和接收能源用，全部密封，所以防塵防水。又因?yàn)椴挥么蓬^讀寫(xiě)，不存在 磨損磁帶或受

15、干擾，或因磁頭積塵而失效。非接觸式ID IC，卡能使用 10 萬(wàn)次以上，在耐用、可靠程度和經(jīng)濟(jì)上遠(yuǎn)優(yōu)于磁卡。同時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮了電 腦主機(jī)故障時(shí)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響，本系統(tǒng)在電腦主機(jī)故障的情況下仍能主控板 的支持下正常地工作，從而不會(huì)影響停車(chē)場(chǎng)的正常業(yè)務(wù)。根據(jù)停車(chē)場(chǎng)的實(shí)際情況，我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)在設(shè)備選型上選用了適合地下、 戶外車(chē)場(chǎng)管理的耐用可靠設(shè)備；在軟件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)上為停車(chē)場(chǎng)提供了一套便于 維護(hù)和運(yùn)行可靠的收費(fèi)系統(tǒng)；它能有效的堵塞收費(fèi)漏洞，降低操作成本，提高 經(jīng)濟(jì)效益和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。本文的工作主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1、制定了全套系統(tǒng)解決方案；(2、自主設(shè)計(jì)了控制器硬件；(3、完成系統(tǒng)軟件編寫(xiě)任

16、務(wù)。1.4本文內(nèi)容組織結(jié)構(gòu)本文在第二章中將介紹本系統(tǒng)的主要功能與整體設(shè)計(jì)方案，分析典型用戶 場(chǎng)前器硬件設(shè)計(jì)；第四章介紹系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)，包含控制器的軟件設(shè)計(jì)、 通訊協(xié)議設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)；第五章將介紹系統(tǒng)的實(shí)行與調(diào) 試，最后進(jìn)行總結(jié)與展景與需求，并對(duì)停車(chē)場(chǎng)的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行分析，制定一套 整體解決方案；在第三章中介紹本系統(tǒng)中控制望。/ 46第 2 章 系統(tǒng)方案與總體設(shè)計(jì)2.1用戶背景與需求本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)以典型的用戶場(chǎng)景為開(kāi)發(fā)背景：某智能大廈內(nèi)有五層停車(chē) 庫(kù)，共有 200 個(gè)車(chē)位?？紤]如下用戶需求： 設(shè)置一進(jìn)一出的停車(chē)場(chǎng)收費(fèi)系統(tǒng)。短距離感應(yīng)：選用的控制器應(yīng)有讀取卡片的功能，能獨(dú)立控制道閘

17、起降 并 能提供其它設(shè)備的控制；讀卡方式：采用近距離讀非接觸式讀卡方式 (5- 15cm。有圖像對(duì)比系：對(duì)進(jìn)出車(chē)輛實(shí)行進(jìn)出監(jiān)控，通過(guò)人工識(shí)別對(duì)比圖片，有 效保障停車(chē)場(chǎng)車(chē)所示：輛的安全。有車(chē)位顯示：入口實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守化，但要求能給司機(jī)提供車(chē)庫(kù)車(chē)位信 息。配備收費(fèi)顯示屏，有語(yǔ)音提示。整個(gè)停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)要求：停車(chē)場(chǎng)出口收費(fèi)電腦與管理中心到更高管理階層 形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。單位內(nèi)部用戶采用固定卡 (月租卡 方式，外面車(chē)采用臨時(shí)卡方式，在外 面設(shè)臨時(shí)車(chē)收費(fèi)亭。卡片的管理 ( 月租卡、臨時(shí)卡 由統(tǒng)一由管理中心來(lái)發(fā)卡與管理。 針對(duì)上述需求，全套系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖 1/ 46圖 2.1 停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2.2

18、總體設(shè)計(jì)原則考慮前述用戶需求，并對(duì)市場(chǎng)同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行了調(diào)研分析，本課題在總體設(shè) 計(jì)時(shí)須遵循以下設(shè)計(jì)原則：錯(cuò)誤 !先進(jìn)性 現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展中最活躍的領(lǐng)域，新產(chǎn)品、新 技術(shù)日新月異，每一個(gè)新技術(shù)的出現(xiàn)都對(duì)我們的工作方式產(chǎn)生極大的影響，對(duì) 我們 工作效率的提高起到極大的推動(dòng)作用。因此本系統(tǒng)必須采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè) 備， 這一方面反映了系統(tǒng)所具有的先進(jìn)水平，另一方面又使得系統(tǒng)具有強(qiáng)大的發(fā)展 潛 力。同時(shí)，因?yàn)楸鞠到y(tǒng)是一實(shí)際使用的項(xiàng)目，因此其技術(shù)和設(shè)備又必須是相對(duì)/ 46 成 熟的。所以，在投資費(fèi)用許可的情況下應(yīng)當(dāng)充分利用現(xiàn)有最新技術(shù)、最可靠的 產(chǎn)品，以使系統(tǒng)在盡可能長(zhǎng)的時(shí)間作用于社會(huì)

19、，從長(zhǎng)遠(yuǎn)方面考慮，這也是最經(jīng) 濟(jì)的。錯(cuò)誤 !經(jīng)濟(jì)性 考慮到停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)的整體造價(jià)及其本身的投資回報(bào)期長(zhǎng)的特點(diǎn)，應(yīng)在滿足 性能要求的前提下盡量使整個(gè)系統(tǒng)能獲得更大的收益。錯(cuò)誤 !可靠性 必須考慮采用成熟的技術(shù)與產(chǎn)品，在設(shè)備選型和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中盡最減少故障的 發(fā)生。錯(cuò)誤 !可維護(hù)性 我們認(rèn)為可維護(hù)性是當(dāng)今應(yīng)用系統(tǒng)成功與否的很重要的因素。這里的可維 護(hù)性包含二層含義： (1 易于故障的排除； (2 日常管理操作簡(jiǎn)便。錯(cuò)誤 !安全性 隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，各種違法犯罪分子的作案手段也不斷翻 新。必須采用有效的高科技措施，防止場(chǎng)內(nèi)車(chē)輛被盜；同時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)作設(shè)計(jì)必 須規(guī)范，保證系統(tǒng)自身的安全和管理人

20、員的安全。因此，對(duì)系統(tǒng)安全的考慮， 應(yīng)當(dāng)足夠重視，必須采用多種手段防止各種形式與途徑的損失。錯(cuò)誤 !整體性 系統(tǒng)的整體性，涉及到方方面面，對(duì)于系統(tǒng)這樣的項(xiàng)目必須對(duì)這些因素統(tǒng)籌考 慮，以構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的綜合管理系統(tǒng)。錯(cuò)誤 !實(shí)用性 設(shè)計(jì)本系統(tǒng)，應(yīng)首先考慮能滿足停車(chē)場(chǎng)功能要求和實(shí)際應(yīng)用的需要，同時(shí)考慮 司機(jī)出入的方便與安全。錯(cuò)誤 !開(kāi)放性 為保證各供應(yīng)商產(chǎn)品的協(xié)同運(yùn)作，同時(shí)考慮到投資者的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益，本系統(tǒng) 必須具有一定的開(kāi)放性，并結(jié)合相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。錯(cuò)誤 !可擴(kuò)充性/ 46本系統(tǒng)考慮今后發(fā)展的需要，因而必須具有在系統(tǒng)產(chǎn)品系列、容量與處理 能力等方面的擴(kuò)充與換代的可能。這種擴(kuò)充不僅充分保護(hù)

21、了原有投資，而且具 有較高的綜合性能價(jià)格比。錯(cuò)誤 !規(guī)范性 因?yàn)楸鞠到y(tǒng)是一個(gè)綜合性系統(tǒng)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建設(shè)初期應(yīng)著手參考各方面 的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，并且應(yīng)遵從該規(guī)范各項(xiàng)技術(shù)規(guī)定，做好系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與管 理工作。2.3 總體設(shè)計(jì)2.3.1系統(tǒng)工作流程入場(chǎng)：如圖 22 所示，臨時(shí)用戶車(chē)輛進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)時(shí)，車(chē)輛感應(yīng)器檢測(cè)車(chē) 到。入口處的 LED顯示屏顯示車(chē)位信息，同時(shí)系統(tǒng)以語(yǔ)音提示客戶按鍵取卡， 客戶按鍵，票箱內(nèi)發(fā)卡器內(nèi)的 ID卡，經(jīng)輸卡機(jī)芯傳送至入口票箱出卡口， 并完成讀卡過(guò)程。同時(shí)啟動(dòng)入口攝像機(jī)，攝錄一幅該車(chē)輛圖像，并依據(jù)相 應(yīng)卡號(hào)，存入中央電腦的數(shù)據(jù)庫(kù)中，中央電腦的位置可以放在監(jiān)控室，一般 放在出口收費(fèi)

22、處。司機(jī)取卡后，自動(dòng)路閘起欄放行車(chē)輛，車(chē)輛通過(guò)車(chē)輛檢 測(cè)線圈后自動(dòng)放下欄桿。月租卡車(chē)輛進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)時(shí)，車(chē)輛感應(yīng)器檢測(cè)車(chē)到， 司機(jī)把月租卡在入口票箱感應(yīng)區(qū) 10一15公分距離內(nèi)掠過(guò)，入口票箱內(nèi) ID 卡 讀寫(xiě)器讀取該卡的特征和有關(guān)信息，判斷其有效性，同時(shí)啟動(dòng)入口攝像機(jī)，攝 錄一幅該車(chē)輛圖像，并依據(jù)相應(yīng)卡號(hào)，存入中央電腦的數(shù)據(jù)庫(kù)中。若有 效，自動(dòng)路閘起欄入行車(chē)輛，車(chē)輛通過(guò)車(chē)輛檢測(cè)線圈后自動(dòng)入下欄桿；若 無(wú)效，則不允入場(chǎng)。/ 46圖 2.2 車(chē)輛入場(chǎng)示意圖出場(chǎng)：如圖 23 所示，臨時(shí)用戶車(chē)輛駛出停車(chē)場(chǎng)時(shí)，在出口處，司機(jī)將非 接觸式 ID 卡交給收費(fèi)員，收費(fèi)員在出口處讀卡器附近晃一下，依據(jù)相應(yīng)卡號(hào)， 存

23、入中央電腦的數(shù)據(jù)庫(kù)中，系統(tǒng)根據(jù) m 卡號(hào)自動(dòng)計(jì)算出應(yīng)交費(fèi)，收費(fèi)員提示司 機(jī)交費(fèi)。收費(fèi)員收費(fèi)后，按確認(rèn)鍵，電動(dòng)欄桿升起。車(chē)輛通過(guò)埋在車(chē)道下的車(chē) 輛檢測(cè)線圈后，電動(dòng)欄桿自動(dòng)落下，同時(shí)收費(fèi)處中央電腦將相關(guān)信息記錄到數(shù) 據(jù)庫(kù)內(nèi)。月租卡車(chē)輛駛出停車(chē)場(chǎng)時(shí)，設(shè)在車(chē)道下的車(chē)輛檢測(cè)線圈檢測(cè)車(chē)到，司 機(jī)把月租卡在出口票箱感應(yīng)器 1015 公分距離內(nèi)掠過(guò)，口票箱內(nèi)讀卡器讀取 該卡的特征和有關(guān) ID 信息，判別有效性。收費(fèi)員確認(rèn)月卡有效，自動(dòng)路閘起欄 桿放行車(chē)輛，車(chē)輛感應(yīng)器檢測(cè)車(chē)輛通過(guò)后，欄桿自動(dòng)落下；若有誤，則不允放 行，提醒人工干預(yù)處理。同時(shí)收費(fèi)處中央電腦將相關(guān)信息記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。/ 46圖 2.3 車(chē)輛出場(chǎng)示意

24、圖 系統(tǒng)的工作流程圖如下框圖所示：11 / 46圖 2.4 系統(tǒng)工作流程圖2.3.2總體設(shè)計(jì)方案針對(duì)該停車(chē)場(chǎng)的實(shí)際情況及用戶反饋意見(jiàn)，計(jì)劃配置了一套由一個(gè)進(jìn)口、 一個(gè)出口組成的非接觸式 ID 卡停車(chē)場(chǎng)收費(fèi)系統(tǒng)，停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)入口無(wú)人看守，入 口配置車(chē)位顯示屏，臨時(shí)車(chē)可以自動(dòng)取卡、刷卡進(jìn)入車(chē)場(chǎng)，月卡車(chē)持卡感應(yīng)進(jìn) 入車(chē)場(chǎng)。出口設(shè)置收費(fèi)控制電腦，收費(fèi)顯示屏和語(yǔ)音提示系統(tǒng)，在非接觸式 ID 卡停車(chē)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上配置圖像捕捉對(duì)比系統(tǒng)與漢字同步提示系統(tǒng)，例如： 當(dāng)車(chē)輛到達(dá)入口時(shí)，漢字顯示系統(tǒng)顯示 “臨時(shí)車(chē)取卡，月卡車(chē)感應(yīng)讀卡 ：當(dāng)月/ 46租卡有效時(shí)，漢字顯示系統(tǒng)顯示 “月租卡有效 ”。電腦中心配發(fā)卡機(jī)一套

25、，以供 管理中心對(duì)月租卡的管理，全套系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖25 所示。圖 2.5 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱DLED顯示屏顯示車(chē)位：(1 在入口的通道間安裝進(jìn)入地感和外出地感 ( 進(jìn)和出必須嚴(yán)格分開(kāi) ， 為了說(shuō)明方便暫設(shè)大門(mén)進(jìn)的地感線圈為 #1( 道閘下的地感 ，大門(mén)出的地感線 圈為#2( 道閘下的地感 ；車(chē)位顯示屏設(shè)為 #3。(2軟件對(duì)地感線圈的識(shí)別與動(dòng)作： 工作流程：當(dāng)車(chē)經(jīng)過(guò) #1、#2 地感時(shí)地感將發(fā)出一個(gè)信號(hào)給控制器，控制器將 相應(yīng)的信號(hào)傳送給停車(chē)場(chǎng)軟件，停車(chē)場(chǎng)軟件將相應(yīng)的信息發(fā)送給顯示屏。 進(jìn)：軟件識(shí)別規(guī)則與動(dòng)作，當(dāng)有車(chē)進(jìn)入時(shí) #1 號(hào)地感線圈發(fā)送一個(gè)信號(hào)給控器 后軟件將車(chē)位自動(dòng)遞減 1并將信號(hào)傳給

26、 #3號(hào)顯示屏； 出：當(dāng)車(chē)出去時(shí)如果控制器收到 #2 號(hào)地感的信號(hào)則車(chē)位自動(dòng)加 1 并將信息傳 送給#3 號(hào)顯示屏。漢字同步 (用于使用出入口票箱，帶吐卡的情況 ：假設(shè) LED 顯示器默認(rèn)顯示為“日期、時(shí)間加其它，并能顯示“請(qǐng)取 卡，讀卡“請(qǐng)通過(guò)”、“無(wú)效卡”三種狀態(tài)，此三種狀態(tài)由控制器控制 觸發(fā)。/ 46控制器與顯示器連接的方法： 假設(shè)用戶要求顯示器在平時(shí)顯示“日期，時(shí)間或其它”當(dāng)吐卡機(jī)地感感應(yīng)到 有車(chē)時(shí)，通過(guò)吐卡機(jī)的內(nèi)部繼電開(kāi)關(guān)使吐卡機(jī)吐卡設(shè)備與讀卡機(jī)讀卡變?yōu)橛?效，LED 顯示屏顯示“請(qǐng)取卡，讀卡具體接線端由吐卡機(jī)提供；當(dāng)讀卡 頭感應(yīng)到有效 卡時(shí)，道閘升起并且顯示器顯示“請(qǐng)通過(guò)”。當(dāng)感應(yīng)

27、到為無(wú)效卡時(shí)，顯示屏 顯示“無(wú)效卡 ，具體的接法是，顯示器的地線與控制器的D0 輸出點(diǎn) 1 的COM點(diǎn)相連，常開(kāi)點(diǎn) (No與請(qǐng)通過(guò)相連，無(wú)效卡則與控制器的 Do輸出點(diǎn) 2 的 NO聯(lián)接(在控制器中設(shè)置無(wú)效卡產(chǎn)生的動(dòng)作為 Do輸出點(diǎn)動(dòng)作 。圖像對(duì)比： A月租車(chē)：進(jìn)入時(shí)對(duì)其月租車(chē)進(jìn)行拍照，在其外出時(shí)對(duì)其拍照并調(diào)出此車(chē)的 資料庫(kù)及進(jìn)入時(shí)的圖片通過(guò)人工進(jìn)行識(shí)別。B臨時(shí)車(chē)：進(jìn)入時(shí)對(duì)其臨時(shí)車(chē)進(jìn)行拍照，在其外出時(shí)對(duì)其拍照并調(diào)出此車(chē)的 資料庫(kù)及進(jìn)入時(shí)的圖片通過(guò)人工進(jìn)行識(shí)別。收費(fèi)顯示及語(yǔ)音提示：(1收費(fèi)顯示：停車(chē)場(chǎng)軟件對(duì)外出車(chē)輛時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)計(jì) 算出停車(chē)費(fèi)用，并將其傳輸?shù)?LED 收費(fèi)顯示屏，控制方

28、式為電腦軟件直接控 制。(2語(yǔ)音提示：通過(guò)語(yǔ)音編碼器對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行編碼，如：“謝謝，你的停車(chē)收費(fèi)為， IC 元，對(duì)語(yǔ)音提示金額與顯示屏顯示一致的問(wèn)題： A 在停車(chē)場(chǎng) 軟件中規(guī)定時(shí)間收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)； B 在語(yǔ)音編碼器中編碼為：時(shí)段收費(fèi)為5 元，時(shí)段為 10 元； C根據(jù)以上約定，以后通過(guò)傳輸停車(chē)時(shí)間段就可以報(bào)出收費(fèi) 情況。2.4系統(tǒng)設(shè)備選取與組成如上述方案所述，全套系統(tǒng)由如圖 26 所示的部件組成/ 46入口控制器自電動(dòng)子發(fā)顯卡示機(jī)屏自 動(dòng) 擋 車(chē) 閘語(yǔ)音提示機(jī)控制中心系統(tǒng)車(chē)輛圖像識(shí)別出口控制器管理 PC 及軟 件智能卡讀寫(xiě)機(jī)智能卡讀寫(xiě)機(jī)數(shù)字車(chē)輛檢測(cè)電臨子時(shí)顯卡示發(fā)屏行器自 動(dòng) 擋 車(chē) 閘圖 2.6 系統(tǒng)

29、部件框圖主控部分：(1自主開(kāi)發(fā)主控制器，具有獨(dú)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和工作的能力，在沒(méi)有與上位機(jī)通 訊的情況下不影響車(chē)輛的進(jìn)出；(2讀卡頭采用與控制器配套 125Khz 無(wú)線射頻讀卡器系列讀頭或其它 (跟據(jù) 用戶要求距離而定 ；(3ID 卡片采用射頻卡， EM 只讀卡。(4道閘選用智能防砸車(chē)道閘。(5整個(gè)停車(chē)場(chǎng)軟件采用自由開(kāi)發(fā)的停車(chē)場(chǎng)管理軟件，實(shí)現(xiàn)管理中心與出口 收費(fèi)電腦數(shù)據(jù)共享。出入口設(shè)備組成：入口部分主要由吐卡機(jī)一個(gè) (內(nèi)含 ID 卡讀卡器、 ID 卡出卡機(jī)、車(chē)輛感應(yīng)器、對(duì)講分機(jī) 、控制器一個(gè)、自動(dòng)路閘一個(gè)、車(chē)輛檢測(cè)線圈二個(gè)、LED 顯示屏一個(gè)自動(dòng)攝像機(jī)一個(gè)等組成。收費(fèi)管理處：錯(cuò)誤 !收費(fèi)管理處內(nèi)設(shè)備由

30、收費(fèi)管理電腦、 ID 卡控制器、報(bào)表打印機(jī)、對(duì)講/ 46主機(jī)系統(tǒng)、收費(fèi)顯示屏、語(yǔ)音系統(tǒng)、操作臺(tái)、月租卡發(fā)卡設(shè)備一套組成錯(cuò)誤 !收費(fèi)管理電腦除負(fù)責(zé)與出入口票箱讀卡器、發(fā)卡器通信外，還負(fù)責(zé)對(duì)報(bào) 表打印機(jī)和收費(fèi)顯示屏發(fā)出相應(yīng)控制信號(hào)，同時(shí)完成車(chē)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集下載、讀用 戶 ID 卡、查詢打印報(bào)表、統(tǒng)計(jì)分析、系統(tǒng)維護(hù)和月租卡發(fā)售功能。2.5小結(jié)本章通過(guò)了解與分析用戶的需求，按總體設(shè)計(jì)的原則要求，理清了停車(chē)場(chǎng)系 統(tǒng)的工作流程，確定了系統(tǒng)的整體方案，對(duì)全套系統(tǒng)進(jìn)行了總體規(guī)劃設(shè)計(jì)，并 列 出系統(tǒng)所需設(shè)備，明確了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)目標(biāo)：自主開(kāi)發(fā)的控制器與上位機(jī)軟件管理 系 統(tǒng)，在接下來(lái)的章節(jié)中將對(duì)本文自主開(kāi)發(fā)的部分進(jìn)行詳細(xì)

31、介紹。/ 46第 3 章 控制器的硬件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)控制器以單片機(jī)為核心，硬件結(jié)構(gòu)如下圖所示?？刂破饔布到y(tǒng)包 括： 電源部分、輸出指示部分、實(shí)時(shí)時(shí)鐘部分、存儲(chǔ)部分、上位機(jī)通訊部分、 RS485 通訊接口部分。設(shè)計(jì)過(guò)程采用 Protel99se 繪制電路原理圖及 PCB布線圖。圖 3.1 控制器硬件結(jié)構(gòu)圖3.1 微控制器的選擇STC系列單片機(jī)是由 STMicroelectronics 公司生產(chǎn)，并由宏晶公司做大陸代 理的。 STMicroelectronics 即意法半導(dǎo)體公司是 1987年 6月在意大利的 SGS微 電子公司和法國(guó)的湯姆遜微電子公司合并后產(chǎn)生的。 1998 年 5 月，公司由原來(lái)

32、 的 SGS 湯 姆 遜 (SGSTHOMSON 微 電 子 公 司 改 名 為 意 法 半 導(dǎo) 體 公 司 (STMicroelectronics，簡(jiǎn)稱(chēng) ST公司。 STC 單片機(jī)的具有如下優(yōu)點(diǎn)使它成為本文 首選：(1、加密性強(qiáng)，很難解密或破解，解密費(fèi)用很高、國(guó)內(nèi)能解密的人少， 一般的仿制者望而退步；(2、超強(qiáng)抗干擾：/ 46 高抗靜電 (ESD保護(hù) 輕松過(guò) 2KV 4KV 快速脈沖干擾 (EFT 測(cè)試 寬電壓，不怕電源抖動(dòng) 寬溫度范圍， -40一 85IO 口經(jīng)過(guò)特殊處理 單片機(jī)內(nèi)部的電源供電系統(tǒng)、時(shí)鐘電路經(jīng)過(guò)特殊處理 單片機(jī)內(nèi)部的復(fù)位電路、看門(mén)狗電路經(jīng)過(guò)特殊處理(3、具有降低單片機(jī)時(shí)鐘對(duì)

33、外部電磁輻射的措施： 禁止 ALE 輸出；時(shí)鐘機(jī)器周期，外部時(shí)鐘頻率可降一半； 單片機(jī)時(shí)鐘振蕩器增益可設(shè)為 1 2Gain。(4、超低功耗： 掉電模式：典型功耗 01 UA 空閑模式：典型功耗 2mA 正常工作模式：典型功耗 4mA 7mA 掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于電池供電系統(tǒng)，如水表、氣表、便攜設(shè)備 等在系統(tǒng)可編程，無(wú)需編程器，可遠(yuǎn)程升級(jí)(5、可送 STC-ISP 下載編程器， 1萬(wàn)片人天。(6、可供應(yīng)內(nèi)部集成 MAX810 專(zhuān)用復(fù)位電路的單片機(jī)只有 D 版本才有內(nèi) 部集成 專(zhuān)用復(fù)位電路，原復(fù)位電路可以保留，可以不用；若不用，將 RESET 腳直接 短接到地即可。(7、STC單片機(jī)直

34、接替換 ATMEL ，PHILIPS，Winbond 產(chǎn)品，管腳與流行 的 8051 兼容。3.2時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路主要給系統(tǒng)提供時(shí)間，當(dāng)有操作發(fā)生時(shí)可記錄系統(tǒng)時(shí)間，以便日/ 46后操作查詢。本課題選用的時(shí)鐘芯片是 DSl302，該芯片采用串行接口協(xié)議，它 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷和 31 字 節(jié)靜態(tài) RAM 。通過(guò)簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷電路提 供秒、分、時(shí)、日、月、年、星期、每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)，可自動(dòng)調(diào)整時(shí) 鐘操作，可通過(guò) AMPM 指示決定采用 24 或 12d,時(shí)格式。 DSl302 與單片機(jī)之 間能簡(jiǎn)單地采用同步串行

35、的方式進(jìn)行通信，僅需用到三個(gè)口線：RES 復(fù)位、IO 數(shù)據(jù)線 SCLK 串行時(shí)鐘；時(shí)鐘 RAM 的讀寫(xiě)數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá) 31 個(gè)字節(jié)的字符組方式通信。 DSl302 工作時(shí)功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí) 功率小于 lmW 。DSl302 有主電源和備用電源的雙電源引腳，可編程的 Vccl 慢 速充電器及 7 個(gè)附加字節(jié)的高速暫存存儲(chǔ)器。可通過(guò)外部電池加電以長(zhǎng)時(shí)期保 存數(shù)據(jù)，并能慢速為電池充電。 Ycc2 在電源系統(tǒng)中提供主電源，由 Vccl 和 Vcc2 兩者中較大者供電。在正常工作時(shí)，由 Vcc2 供電， Vccl 處于充電狀態(tài)。 這非常有手于系統(tǒng)在斷電以后，能過(guò)備用電源維持時(shí)鐘內(nèi)的實(shí)時(shí)

36、時(shí)間信息以及 數(shù)據(jù)。通過(guò)簡(jiǎn)單的 3 線串行方式接口，能在 2 5-55V 電源下可靠工作，在 25V 時(shí)耗電小于 300nA。管腳描述 晶體的選擇：任何實(shí)時(shí)時(shí)鐘的核心都是晶振，它為分頻計(jì)數(shù)器提供精確的與低 功耗的時(shí)基信號(hào)，它可以用于產(chǎn)生秒、分、時(shí)、日等信息。為了確保時(shí)鐘長(zhǎng)期 的準(zhǔn)確性，晶振必須工作正常，不能受到干擾。除了晶體之外，所有必須的元 件都被集成在器件之內(nèi)。如果有額外的諸如電容和電阻等元件被連接到 Xl 和 X2 引腳，晶振將不能正常工作。這種情況下，直流工作點(diǎn)將發(fā)生偏移，晶振頻 率也會(huì)偏移，甚至在上電時(shí)，晶振不能正常起振。具有 lOpF 電容和 IOM 阻抗 的被動(dòng)示波器探針也會(huì)影響

37、晶振正常工作。所有的32 768KHZ 晶體都有等效電容。市場(chǎng)上最為普遍的 32KHZ 晶體有兩種類(lèi)型： 6pF 和 125pF。在操作 時(shí)，晶體必須符合推薦的容性特性，也就是說(shuō)， X1X2 引腳的容性負(fù)載必須 為 6pF。在進(jìn)行晶振的 PCB布局時(shí)， X1 和 X2 晶體引腳均為高阻引腳，必須小 心處理。需確保晶體與 X1、 X2 引腳之間的連線距離最短，必須小于 5ms。 自動(dòng)對(duì)時(shí)：如前述，因?yàn)榭刂破鲿r(shí)鐘的精度有限 （出于成本考慮 ，在每過(guò)幾 天可能就會(huì)產(chǎn)生幾秒的時(shí)間誤差，這方面的缺陷將采用軟件方式來(lái)彌補(bǔ)，本課/ 46題中在控制器與上位機(jī)通訊程序中加入自動(dòng)對(duì)時(shí)功能代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖 3.2 定

38、時(shí)時(shí)鐘電路圖3.3其他部分設(shè)計(jì)蜂鳴器電路：主要是為用戶同時(shí)也是為停車(chē)系統(tǒng)起報(bào)警作用。圖 3.3 蜂鳴器電路3.4小結(jié)本章詳細(xì)介紹了控制器的硬件設(shè)計(jì)，包含器件的選擇、關(guān)鍵元器件的性能 參數(shù)及實(shí)現(xiàn)電路原理圖等。同時(shí)也了解到 IC 卡讀寫(xiě)電路，通信端口電路，蜂鳴 電路的工作原理，同時(shí)也查看如定時(shí)器電路，計(jì)時(shí)器電路的設(shè)計(jì)原理，從元器 件的選擇，到參數(shù)的選擇，再到自己的整體布局，設(shè)計(jì)以上電路圖，能讓學(xué)生/ 46更好的理解這些原理與運(yùn)用21 / 46第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1控制器操作系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)中，使用 RTOS(Real Time Operating System，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 是大勢(shì)所趨，因

39、為在大多數(shù)情況下編程效率比執(zhí)行效率重要。利用 Small RTOS 多任務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以使 51 單片機(jī)發(fā)揮的更有效，并且今后的軟件維護(hù)和改進(jìn) 更方便，更可靠。現(xiàn)在基于單片機(jī)軟件的發(fā)展已經(jīng)從單一的線程結(jié)構(gòu)方式逐漸 變?yōu)槎嗳蝿?wù)的設(shè)計(jì)思想，和其他的 RTOS 一樣，單片機(jī) OS 也是采用了微內(nèi)核 的結(jié)構(gòu)，內(nèi)核提供的功能有：任務(wù)的調(diào)度、任務(wù)之間的通信與同步、內(nèi)存管 理、時(shí)鐘管理、中斷管理等。其他的應(yīng)用組件可由用戶自己添加，以系統(tǒng)進(jìn)程 或函數(shù)的方式工作，因而系統(tǒng)是可以裁減的。目前在嵌入式系統(tǒng)中， 8 位單片機(jī)應(yīng)用還是較為廣泛的。在 51 多任務(wù)操作 系統(tǒng)中， Keil C51 所帶的 RTX51 Fu

40、ll 太大(6KB 多，且需要外部 RAM ，又無(wú)源 代碼，很多時(shí)候不實(shí)用。 RTX51 Tiny 雖然小 (900 多字節(jié) ，但是任務(wù)沒(méi)有優(yōu)先 級(jí) 和中斷管理，也無(wú)源代碼，也不太實(shí)用。而 uCOS II 雖有源代碼，但是它太 大，又需要外部 RAM ，所有函數(shù)又必須是重入函數(shù)，用在 51這類(lèi)小片內(nèi) RAM 的單 片機(jī)上有點(diǎn)勉強(qiáng)。 Small RTOS51為小 RAM 系統(tǒng)設(shè)計(jì)， RAM 需求小，比較適合 51這種資源比較少的系統(tǒng)上嵌入式系統(tǒng)內(nèi)核。Small RTOS51多任務(wù)操作系統(tǒng)：Small RTOS 是一個(gè)源代碼公開(kāi)的多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)， Small RTOS 51 是其在 8051系

41、列處理器上的移植 (使用 Keil C51。Small RTOS可以簡(jiǎn)化那些復(fù)雜而 且時(shí)間要求嚴(yán)格的項(xiàng)目的軟件設(shè)計(jì)工作。Small RTOS有以下的特點(diǎn)： 公開(kāi)源代碼。只要遵循許可協(xié)議，任何人可以免費(fèi)獲得源代碼?？梢浦病１M量把與 CPU相關(guān)部分壓縮到最小，與 CPU 無(wú)關(guān)部分用 ANSIC 編寫(xiě)。/ 46可固化。 Small RTOS 為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，如果有固化手段，它可以嵌入 到產(chǎn)品中成為產(chǎn)品的一部分。占先式。 Small RTOS 可以管理 17 個(gè)任務(wù)，用戶最多可以使用 16 個(gè)任 務(wù)，每個(gè)任務(wù)優(yōu)先級(jí)不同。中斷管理。中斷可以使正在執(zhí)行的任務(wù)掛起。如果優(yōu)先級(jí)更高的任務(wù)被 中斷喚醒，則高優(yōu)

42、先級(jí)的任務(wù)在中斷嵌套全部退出后立即執(zhí)行。中斷嵌套層數(shù) 可達(dá) 255 層。如果需要，亦可禁止中斷嵌套管理。RAM 需求小。 Small RTOS 為小 RAM 系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因而 RAM 需求小，相 應(yīng)的，系統(tǒng)服務(wù)也少。目前， Small RTOS 的最新版本為 120O?？梢赃M(jìn)行任務(wù)的建立、刪除、動(dòng) 態(tài)內(nèi)存分配等操作。本課題的控制器 OS 將在此內(nèi)核的基礎(chǔ)上利用內(nèi)核中的消息隊(duì)列的函數(shù)實(shí) 現(xiàn) 串口通信的功能，先建立消息的發(fā)送和接收隊(duì)列，為了使發(fā)送和接收不沖突， 再建立信號(hào)量，實(shí)現(xiàn)消息隊(duì)列訪問(wèn)的互斥。串口通信是使用中斷的方式發(fā)送和 接收 數(shù)據(jù)的，要發(fā)送或接收的任務(wù)把數(shù)據(jù)放入發(fā)送或接收的消息隊(duì)列中，串口

43、發(fā)送 或 接收中斷依次從消息隊(duì)列中取出數(shù)據(jù)并發(fā)送或接收。當(dāng)消息隊(duì)列中沒(méi)有數(shù)據(jù)， 不 會(huì)產(chǎn)生中斷。4.2任務(wù)分解設(shè)計(jì)控制器任務(wù)主要包括輸出處理、節(jié)點(diǎn)通信處理、實(shí)時(shí)時(shí)鐘處理、片外 EEPROM 處理、看門(mén)狗喂狗處理等模塊，由中斷處理進(jìn)行串口收發(fā)通信。因此，將任務(wù) 分解為命令處理、輸入處理、輸出處理、喂看門(mén)狗，共 4 個(gè)任務(wù)。/ 46 主程序進(jìn)行系統(tǒng)初始化以后，順序建立 4 個(gè)任務(wù)，進(jìn)入 CPU休眠狀態(tài)。各個(gè) 任務(wù)運(yùn)行后，首先進(jìn)入任務(wù)休眠狀態(tài)，等待相應(yīng)任務(wù)的喚醒。任務(wù)被喚醒以 后， 進(jìn)行相應(yīng)處理，再次進(jìn)入休眠狀態(tài)。這樣，可以減少任務(wù)切換，減輕系統(tǒng)負(fù) 擔(dān)。串口數(shù)據(jù)到來(lái)時(shí)，引發(fā)串口中斷，串口中斷處理程序

44、喚醒數(shù)據(jù)接收任務(wù)。數(shù) 據(jù)接收任務(wù)完成數(shù)據(jù)包的接收，并根據(jù)通信數(shù)據(jù)包的特點(diǎn)進(jìn)行錯(cuò)誤處理。數(shù)據(jù) 包 被正確接收后，喚醒命令處理任務(wù)。命令處理任務(wù)判斷數(shù)據(jù)包的校驗(yàn)和，若正 確就處理相應(yīng)的命令。命令處理完成以后，將回應(yīng)數(shù)據(jù)打包，然后喚醒發(fā)送數(shù) 據(jù)任務(wù)，將數(shù)據(jù)通過(guò)串口發(fā)送出去。圖 4.1 控制器主程序流程圖/ 464.3管理系統(tǒng)管理系統(tǒng)主要對(duì)兩大對(duì)象 ID 卡和車(chē)輛停車(chē)記錄進(jìn)行管理， ID 卡管理包括 卡 的發(fā)放、掛失、注銷(xiāo)、變更及卡主檔案資料管理等模塊；停車(chē)收費(fèi)記錄是本系 統(tǒng) 的主要功能與目的，車(chē)輛進(jìn)入情況由控制器接收發(fā)送至上位機(jī)存儲(chǔ)管理，在主 控 板與上位機(jī)的通訊協(xié)議及通訊線程中，本文已介紹了進(jìn)出記

45、錄格式及采集接 收，管理系統(tǒng)中，主要對(duì)這些記錄查詢、統(tǒng)計(jì)及打印生成各類(lèi)報(bào)表，進(jìn)而也可以 對(duì)停車(chē)場(chǎng)的使用、收費(fèi)情況進(jìn)行更高一層次的數(shù)據(jù)挖掘分析。對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定，也是上位機(jī)程序要完成的功能之一。這些參數(shù)包括通 訊 參數(shù)、收費(fèi)費(fèi)率及 LED 提示文字等。面對(duì)部分主要功能模塊進(jìn)行介紹：詢/ 46圖 4.7 管理系統(tǒng)功能模塊圖用戶管理 這里的用戶指的是系統(tǒng)操作用戶，用戶管理提供創(chuàng)建用戶、刪除用戶、用戶資料管理、密碼設(shè)定、分組及權(quán)限分配等功能。本文將系統(tǒng)操作用戶分為兩 類(lèi)： 系統(tǒng)管理員和一般操作員 ( 主要是停車(chē)場(chǎng)收費(fèi)保安 ，停車(chē)場(chǎng)具有不停營(yíng)運(yùn)的特 殊性，不同的時(shí)間段，保安輪崗值守時(shí)需要重新登錄 ( 系

46、統(tǒng)提供交接班功能菜 單， 無(wú)須關(guān)閉重啟系統(tǒng) 。操作員管理運(yùn)行界面圖 48 所示圖 4.9 用戶權(quán)限設(shè)置界面錯(cuò)誤 !操作日志操作日志在處理糾紛時(shí)十分重要，因?yàn)楸鞠到y(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)采用 Access,Access 數(shù)據(jù)庫(kù)本身不提供數(shù)據(jù)庫(kù)日子的功能，操作員對(duì)系統(tǒng)的處理記錄需通過(guò)采用系 統(tǒng)編程實(shí)現(xiàn)。本文的操作系統(tǒng)日志功能目前僅記錄至菜單一級(jí)的日志功能，對(duì) 操作員對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的變動(dòng)進(jìn)行記錄很有必要，這些將有效的解決操作員間 操作糾紛。錯(cuò)誤 !卡管理下面為固定用戶的發(fā)卡表單。系統(tǒng)中，臨時(shí)用戶的發(fā)卡在車(chē)輛入場(chǎng)時(shí)由吐 卡機(jī)發(fā)給車(chē)主，在出差時(shí)由管理收費(fèi)處回收。對(duì)卡的掛失，凍結(jié)管理，由 IC card 表中的 card

47、 useer status 標(biāo)識(shí)，我 們對(duì)卡的狀態(tài)作以下約定。/ 460：正常使用1：欠費(fèi)2：掛失3：凍結(jié)錯(cuò)誤 !收費(fèi)管理對(duì)車(chē)輛的進(jìn)出場(chǎng)進(jìn)行記錄與收費(fèi)是本系統(tǒng)的主要目的，因而收費(fèi)管理 也是本系統(tǒng)的核心內(nèi)容，系統(tǒng)對(duì)進(jìn)出的車(chē)輛進(jìn)出進(jìn)行拍照存儲(chǔ)，方便收費(fèi) 員進(jìn)行對(duì)比。收費(fèi)管理包括對(duì)數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)及收費(fèi)功能的打印等功 能。因?yàn)楣δ苣K比較多，不做一一介紹。下面是軟件的仿真結(jié)果。 1：車(chē)輛到達(dá)登記界面，當(dāng)用戶到達(dá)停車(chē)場(chǎng)，系統(tǒng)對(duì)進(jìn)入的車(chē)輛進(jìn)行登記，比如 圖形顯示的是湘 D8888,位置為一號(hào)位置，到達(dá)時(shí)間為 10： 112：車(chē)輛離開(kāi)登記界面，當(dāng)車(chē)輛出停車(chē)場(chǎng)時(shí)，車(chē)輛離開(kāi)的的時(shí)間為10： 40，所以停車(chē)金額

48、為 1.45 元，并完成車(chē)輛出停車(chē)場(chǎng)的登記。留出空位。/ 463：車(chē)輛登記查詢 當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)，如果用戶不知道在哪，你可以輸入車(chē)輛 的信息，從而能得到自己要的信息。4：退出系統(tǒng)界面第 5 章 總結(jié)與展望本課題屬于項(xiàng)目項(xiàng)目與開(kāi)發(fā)類(lèi)，屬商用項(xiàng)目。從系統(tǒng)立項(xiàng)到設(shè)計(jì)、實(shí)行， 我 們充分考慮了用戶的需求、項(xiàng)目的可行性、經(jīng)濟(jì)性等因素。整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)包 括 方案制訂、設(shè)備選取、硬件設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)及應(yīng)用系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)等幾大部 分。本文從系統(tǒng)的全局出發(fā)，從大處著眼、小處著手，進(jìn)行了以下工作：1對(duì)用戶需求和典型場(chǎng)景進(jìn)行了分析，進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)方案與系統(tǒng)設(shè)計(jì)；2對(duì)系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備控制器進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)，以它為核心控制

49、著本系 統(tǒng)的主要連接設(shè)備 （顯示屏、語(yǔ)音提示系統(tǒng)、道閘、吐卡機(jī)、票據(jù)打印機(jī)等 / 463控制器軟件實(shí)現(xiàn)，選用開(kāi)源 Small RTOS51 為控制器操作系統(tǒng)，并在它 的 基礎(chǔ)上加入了控制器相關(guān)任務(wù)處理代碼。4制定了控制器與上位機(jī)的一套通訊協(xié)議，該協(xié)議除滿足目前的系統(tǒng)需求 外，還具有較好的可擴(kuò)充性。5上位機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了它與主控板的通訊，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理功 能，車(chē)輛進(jìn)出圖像抓取等功能。在本課題的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，我們的場(chǎng)景對(duì)象是一進(jìn)一出的停車(chē)場(chǎng)，這僅是現(xiàn) 實(shí)生活中一種典型樣板；實(shí)際應(yīng)用中存在著多進(jìn)多出等更為復(fù)雜的停車(chē)場(chǎng)，其 地理 位置的距離等問(wèn)題將對(duì)系統(tǒng)提出更高的要求，對(duì)此類(lèi)場(chǎng)所的管理問(wèn)題，我們

50、力 將 在此課題的基礎(chǔ)上在下一版本中進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理來(lái)滿足用戶的需求。同 時(shí)，作為一個(gè)商用項(xiàng)目，本課題僅從實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性角度實(shí)現(xiàn)了一套完整的停 車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)，在系統(tǒng)中，仍有一些課題方向值得深入研究：1車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別。系統(tǒng)中我們對(duì)車(chē)輛到來(lái)的檢測(cè)，采用的是地感線圈，對(duì) 車(chē)輛的身份采用的是 ID 卡識(shí)別；已有研究成果實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)牌號(hào)的自動(dòng)識(shí)別，但這 類(lèi)商用模塊售價(jià)較高，且中低端用戶對(duì)此仍不太敏感，故本系統(tǒng)尚未實(shí)現(xiàn)此功 能。也有學(xué)者應(yīng)用 Matlab實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)牌號(hào)的識(shí)別，如何將 Matlab 的識(shí)別結(jié)果與上 位機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，仍是一個(gè)值得投入的方向。2停車(chē)管理系統(tǒng)與物業(yè)安防監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)合。系統(tǒng)中我們對(duì)

51、進(jìn)出的車(chē)輛進(jìn) 行了拍照存檔，有的停車(chē)場(chǎng)在各主要的出入口處已布置了安防監(jiān)控系統(tǒng)，如果 這兩者在應(yīng)用軟件中能提供些接口結(jié)合在一起，對(duì)各自的系統(tǒng)的功能將是很大 的提高，在信息查詢方面尤為明顯。3停車(chē)位調(diào)配問(wèn)題。本課題僅實(shí)現(xiàn)在進(jìn)出口處對(duì)車(chē)輛進(jìn)出的控制與管理， 對(duì)車(chē)場(chǎng)內(nèi)車(chē)位的情況，僅有一空閑車(chē)位數(shù)數(shù)據(jù)顯示提醒給車(chē)主，對(duì)車(chē)場(chǎng)內(nèi)的車(chē) 位布置、調(diào)度等問(wèn)題尚未作考慮，如何對(duì)場(chǎng)內(nèi)車(chē)位的調(diào)配，以及對(duì)車(chē)主停車(chē)時(shí) 的導(dǎo)航等功能，也是智能停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)中一項(xiàng)重大的功能。4控制器硬件升級(jí)。本課題中的主控板采用了單片機(jī)作為主芯片，因?yàn)檐?chē)/ 46場(chǎng)車(chē)輛進(jìn)出對(duì)實(shí)時(shí)性的要求不是特別高， 5l 的單片機(jī)已能勝任，隨著硬件成本 的降低，采

52、用嵌入式系統(tǒng)或是 SoC 芯片作為主控板的核心硬件對(duì)系統(tǒng)成本影響 將很小，但對(duì)系統(tǒng)的性能將有很大提高，尤其在存儲(chǔ)擴(kuò)展方面。因?yàn)橐档蛯?duì) 上位機(jī)的依賴(lài)，設(shè)計(jì)中，日常的數(shù)據(jù)在上位機(jī)與主控板各存有一份，但主控板 的存儲(chǔ)空間相當(dāng)緊張，如果能采用嵌入式系統(tǒng)，應(yīng)用更大的 FLASH 存儲(chǔ)，對(duì) 主控板將是一大解放，更多存儲(chǔ)將提供給主控板更大功能實(shí)現(xiàn)空間。參考文獻(xiàn)鄧應(yīng)偉停車(chē)場(chǎng)智能管理系統(tǒng) D ：（ 碩士學(xué)位論文 長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)， 2006馬可，苗志全，張波智能停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) M 華北科技學(xué)院學(xué) 報(bào) 2006.李傳軍計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在智能停車(chē)場(chǎng)中的應(yīng)用 D ：（ 碩士學(xué)位論文 北 京：北京理工大學(xué)， 200

53、3滕繼濤智能交通系統(tǒng)中車(chē)輛調(diào)度問(wèn)題的遺傳算法研究 J 北京航空航天 大學(xué)學(xué)報(bào)， 2003.林瑜，陳紅潔，肖永來(lái)基于車(chē)牌識(shí)別的交通分析應(yīng)用研究 J 中國(guó)交通 信息產(chǎn)業(yè)， 2009.李傳軍，李興城，儲(chǔ)世玉計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在智能停車(chē)場(chǎng)中的應(yīng)用研究J 計(jì)算機(jī)仿真， 2003.阮秋奇數(shù)字圖像處理學(xué) M 北京：電子工業(yè)出版社， 2007韓力群人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)教程 M 北京：北京郵電大學(xué)出版社， 2006張可，張高燕，吳蘇等基于 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的字符識(shí)別系統(tǒng) J 計(jì)算機(jī)與現(xiàn) 代化， 2009.叢爽，陸婷婷，戴誼遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)研究 J 計(jì)算機(jī)應(yīng)用， 2004.高潔基于非接觸式 Ic 卡的大型停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)的研究

54、D ，2006.沈慶陽(yáng) 8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用 M 北京：清華大學(xué)出版社 2002.盧玫談?wù)劸徑獬鞘型＼?chē)難問(wèn)題的出路 J 交通世界， 2007（2 3： 97- 98/ 4615 李群 先 智能 化停車(chē)場(chǎng) EIP 的 Linux 實(shí)現(xiàn)J 計(jì)算 機(jī)項(xiàng)目與 設(shè)計(jì)31 / 46致謝首先要感謝我的指導(dǎo)老師老師，他實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的作風(fēng)，是我 學(xué)習(xí)的楷模；王老師敏銳的學(xué)術(shù)思維給了我很大的啟迪，將使我終身受益。在 學(xué)習(xí)上，我得到了王老師無(wú)微不至的關(guān)懷，值此論文完成之際，特向王老師致 以最誠(chéng)摯的謝意。感謝所有給我授過(guò)課的老師，他們?yōu)槲业恼撐耐瓿纱蛳铝藞?jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；感 謝 我的室友，他們給我年輕的激情、創(chuàng)新

55、的靈感；在項(xiàng)目研發(fā)過(guò)程中，我深刻體 會(huì)到了團(tuán)隊(duì)合作以及創(chuàng)新精神的重要性。感謝我的家人，在我本科學(xué)習(xí)期間對(duì) 我的理解與支持，讓他們生活地更好，是我不斷學(xué)習(xí)、努力工作的原動(dòng)力。感謝各位評(píng)閱老師和評(píng)委，在百忙之中抽出時(shí)間閱讀和評(píng)閱本文。最后要 感謝母校，為我們提供了良好的學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)環(huán)境，四年的本科學(xué)習(xí)即將結(jié)束， 但我的學(xué)習(xí)從未結(jié)束。附錄 A:智能停車(chē)系統(tǒng)源代碼#include#include#include using namespace st。d#define MAX 3 / 停車(chē)場(chǎng)車(chē)位數(shù)#define price 0.05 /每分鐘收取的費(fèi)用typedef struct timeint hour

56、 。int min 。Time 。/定義時(shí)間結(jié)點(diǎn)typedef struct nodestring num。/ 46Time reach。Time leave。 CarNode。/定義每輛車(chē)的牌號(hào)，進(jìn)入時(shí)刻，開(kāi)出時(shí)刻 typedef struct NODECarNode *stackMAX+1 。int top 。SeqStackCar。/用棧定義，構(gòu)造停車(chē)場(chǎng) typedef struct carCarNode *data。 struct car *next。 QueueNode。/用隊(duì)列結(jié)點(diǎn)定義，構(gòu)造停車(chē)場(chǎng)外的單個(gè)等候車(chē)輛 typedef struct NodeQueueNode *head

57、。 QueueNode *rear。LinkQueueCar。/用隊(duì)列定義，構(gòu)造停車(chē)場(chǎng)外的等候便道 void InitStack(SeqStackCar *。 /初始化堆棧函數(shù)聲明 int InitQueue(LinkQueueCar * 。 /初始化隊(duì)列頭結(jié)點(diǎn)函數(shù)聲明 int Arrival(SeqStackCar *,LinkQueueCar * 。 /車(chē)輛進(jìn)入時(shí)登記函數(shù)聲明 void Leave(SeqStackCar *,SeqStackCar *,LinkQueueCar * 。 /車(chē)輛離開(kāi)時(shí)函數(shù)聲 明void List(SeqStackCar,LinkQueueCar。 /查看停車(chē)

58、場(chǎng)內(nèi)車(chē)輛情況及便道上車(chē)輛情 況的函數(shù)聲明void main( SeqStackCar Enter,Tem。p / 初始棧，中轉(zhuǎn)棧LinkQueueCar Wait。 / 便道隊(duì)列/ 46int a。InitStack(&Enter 。InitStack(&Temp 。InitQueue(&Wait 。 / 初始化while(1cout*endl 。*endl。cout* 歡迎光臨劉瓊設(shè)計(jì)的停車(chē)場(chǎng) cout *endl 。coutendl請(qǐng)按 1 endlcout請(qǐng)按 2 endl。cout請(qǐng)按 3 endl。cout請(qǐng)按 4 endl 。cout*cina 。if(a=1&a break 。e

59、lse coutendl/ 46case 1:Arrival(&Enter,&Wait 。break。 /調(diào)用入停車(chē)場(chǎng)函數(shù)case 2:Leave(&Enter,&Temp,&Wait。 break。 / 調(diào)用出停車(chē)場(chǎng)函數(shù) case 3:List(Enter,Wait。 break。/調(diào)用查看函數(shù)case 4:exit(0。default: break。int Arrival(SeqStackCar *Enter,LinkQueueCar *W CarNode *p。QueueNode *t。p=new CarNode。coutendlcout 車(chē)輛到達(dá)登記開(kāi)始： endl。coutendlp-num 。if(Enter-top/ 如果車(chē)位未滿則進(jìn)停車(chē)場(chǎng)內(nèi)Enter-top+。cout( 例：coutendl車(chē)輛在車(chē)場(chǎng)第 top位置 .endl。 coutendlp-reach.hourp-reach.min。 coutendl車(chē)輛到達(dá)登記完畢 !endl 。coutstackEnter-top=p。return 1。/ 46else /如果車(chē)位已滿，則?？吭诒愕郎蟘outendlcoutendl 車(chē)位已滿，請(qǐng)稍等 data=p。 t-next=NULL 。W-rear-next=t。W-rear=t。return 1。