智能停车场电气系统设计

智能停车场电气系统设计

林阿斌

35062619770404051X

摘要

随着科学的进步，汽车也越来越普及，但是汽车数量的剧增也使停车难的问题加剧了城市交通的压力。在此背景下，智能停车场的概念应运而生，其作用就是为了保证车辆有序合理的停放，智能引导车辆停车，实时更新车位信息，对入库和出库的汽车进行统计等。

关键词：信息更新；智能停车场；车辆引导；RFID技术

第1章绪论

在传统的停车场的系统中基本上就只有一条出入的道闸，这也直接导致了司机不清楚当前停车场内共有多少车位，以及哪个区域还有空余停车位，信息的不透明使得停车成功率很低。

第2章系统方案原理设计

2.1系统整体设计

车辆识别部分：目前在市面上的停车场主要采用的是利用高清摄像头和强光LED灯对车辆的车牌进行识别，该方 法需要利用深度学习对算法进行优化，复杂程度高。本设计采用传统的RFID射频卡读取技术对车辆进行识别从而取代该功能，简化识别流程。其主要原理是在车辆进入停车场时，发给司机一个ID卡，该ID卡具有固定的ID标签码， 将这些标签码提前植入单片机的程序中，每一个标签码对应唯一的一辆汽车，在进行编程时，利用MFRC522射频卡读 取模块读取ID卡的卡号，并提前写进程序中即可。

主控部分：主控采用STC89C52单片机，在本设计的具体应用过程中，其充当的主要作用是中央处理和控制部分，由MFRC522射频卡读取模块读取IC卡ID号后将ID号通过串口传输至单片机，单片机将其与内部程序预设ID号进行对比后判断车辆所停位置，并将位置信息通过语言播报的方式传递给司机。同时LCD屏幕负责显示车位信息。识别流 程结束后控制舵机执行角度旋转，模拟传统停车场的限位杆。

显示部分：显示部分采用的显示器为LCD1602液晶显示屏，节约成本的同时能够简要显示车位信息，符合本次设 计的要求。其在整个系统设计中充当的主要功能是在车辆进入停车场时，通过单片机编程将总车位数和剩余车位数 的信息实时显示在屏幕上，当车辆刷IC卡出来时，屏幕显示该车停车时间和停车金额(停车金额为时间乘单价的乘积)。

语音输出部分：语音输出部分的作用很简单，其在车辆进入停车场时驱动8欧姆喇叭播报“欢迎光临”，在车辆无线射频信号，目标线圈进入该信号的识别范围后会产生对应的电磁感应，通过对目标信号的信号识别，自动进 行目标线圈IC卡内的相关数据的收集工作。在整个识别过程中，采用模块自带芯片识别IC卡信息，不必考虑其编程工作，RFID读卡设备操作简单，可实现率强，即使是在日常应用中，针对高速移动的目标IC卡也可以实现非接触式的快速读取和识别。

针对RFID技术的应用场合，其技术早期大多运用在军事活动中，然后再慢慢渗透到普通人的日常生活场所中。该项技术主要依靠其对IC卡的快速读取识别能力和射频信号强有力的信息信号穿透性这一特点来实现，同时可以在不同的环境下进行工作，模块体积小，可以嵌入到体积较小的设备中，因此广泛应用于门禁和安防领域。 

第3章系统仿真与硬件测试结果分析

3.1系统的仿真构建

本设计基于Proteus软件对系统进行仿真测试。由于系统中的RC522射频模块和语音模块在Proteus中没有相应的 仿真模块，而且也没有相应的信号可以替代，所以在仿真中将其忽略，不能仿真的模块不会影响设计所要验证的主要功能，设计中采用的车辆出入状态则用开关代替，测试单片机接收传感器发出的电平信号后停车场系统的程序是 否正常运行，用灯来表示车位是否已经停车，在仿真中按键按下表示车位停车，LED灯亮，按键松开表示车位没有停车，LED灯熄灭。

3.2系统仿真测试主要过程

在搭建完仿真的原理图后，还要对软件编程进行调试和修改，本设计采用的软件工具是Keil，利用Keil软件进 行软件代码编写，程序运行无错误后然后进行编译，生成HEX文件，HEX文件是protues仿真图中的处理器需要的运行程序文件，将此文件编辑到主处理器中，然后处理器就会按照程序的逻辑来运行，调试时，其主要过程如下：

(1)在KEIL软件上完成各个模块的程序编写，并解决各个报错和警告，完成程序的编译。

(2) 将编译好的程序生成的hex文件通过STC的下载设备下载到STC89C51单片机中；

(3)在完成程序下载后，首先观察LCD1602的显示状况，看参数显示之类是否正常显示，然后再观察其他功能是否正常；

(4)接着通过按键模块，对相对应的参数进行设置，对相关的功能进行测试;

(5)当出现功能不对时，则复查程序进行修改，重复2步骤，直到正确为止。在仿真中，采用protues软件，把.hex后缀文件加载到单片机中，然后运行，这样就可以直观呈现出软件运行的状况，编辑属性加入hex文件。

3.3系统的仿真与硬件测试结果分析

在仿真结果中，LCD显示模块正常显示智能停车场的车位数和区域，当按键按下的时候，系统显示界面能正常显示，初步验证液晶显示程序无误。

当把左区域的两个按键按下，左区域的LED灯将亮，同时LCD显示器将会显示停车场剩余多少车位，还会显示哪个区域有剩余车位，让用户快速的知道停车场里的车位信息，引导用户到指定的区域停车。

当把左和中区域的五个按键按下，这两个区域的LED灯将亮，这时的LCD显示器的剩余车位数和停车区域也将发生变化，显示剩余车位数3和显示车位在右区域。

当把这三个区域的所有按键按下，LED灯都将亮起，这时的LCD显示器将会显示0车位和区域是000000表示停车场 已经停满车，仿真中的蜂鸣器模块会显示高电平然后发出报警声，提醒用户去寻找其他的停车场。

从以上测试的仿真结果可知设计的智能停车场电气系统设计满足设计要求，达到预期目标。

3.4硬件系统整体测试

系统组装完成后，然后对系统进行调试，先是对实物插上电，然后观察实物运行的情况，待模块初始化完成后 开始系统的功能测试。

当刷IC卡1表示一辆车进入停车场在左区域停车，左区域LED1灯亮，

右边的LCD显示器将会显示左区域剩余车位为1。当IC卡1第二次刷卡时表示车辆离开停车场，这时左边的显示器将会显示车辆停车的时间。

当测试左中区域停满车时，右边的LCD显示器将会显示左和中区域剩余车位为0，引导车主去右区域停车。

当测试左和中区域停满车时，右边的LCD显示器将会显示左、中、右三个停车区域剩余车位为0，提醒车主去其他停车场停车。

通过多次测试，设计的智能停车场电气系统满足设计的要求。

结论

本设计运用了IC卡识别代替了传统停车场的人工开闸和计费，提高了停车场系统的便捷性、实用性。同时使用 LCD显示器显示有关停车场的信息，可以让车主更快、更有效地在停车场里停车，大大的减少了车主寻找车位的时间。

参考文献

[1]俞燕琳，王向燕.上海市黄浦区停车诱导系统发展综述.[J].城市停车，2005(1):10-13.    

[2]王尧，王娜.物联网技术在智能停车场系统中的应用研究[J].现代建筑电气，2012(8):42-45.

[3]刘伟东.停车场智能化管理的探讨[J].建厂科技交流，2004(3):41-43.

[4]杜预.基于无线射频的停车场车位检测系统设计与实现[D].西南交通大学，2012.

[5]任强.传感器选用原则[M].计量工作.2015(170-171).