智能停車系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)概述 23. 智能停車系統(tǒng)分析 33.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根本思路 33.2 可行性分析 33.3 需求分析 33.4 開(kāi)展趨勢(shì)分析 54. 智能停車系統(tǒng)設(shè)計(jì) 64.1 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì) 64.1.1 紅外傳感器檢測(cè) 64.1.2 無(wú)線模塊軟件設(shè)計(jì) 84.2 上位機(jī)顯示程序軟件設(shè)計(jì) 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(xiàn) 1.41. 引言1.1背景隨著經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展,人民生活水平的提升,汽車市場(chǎng)的繁榮引發(fā)了停車難題.據(jù)統(tǒng)計(jì)

2、,“全國(guó)機(jī)動(dòng)車與停車位之比例約為 3: 1經(jīng)濟(jì)興旺的大中城市這一比 例那么更高,停車場(chǎng)建設(shè)已成為城市開(kāi)展所面臨的大問(wèn)題. 根據(jù)我國(guó)機(jī)動(dòng)車數(shù)量與 停車位之比,以及國(guó)外興旺國(guó)家停車產(chǎn)業(yè)的開(kāi)展來(lái)看, 停車難問(wèn)題催生出了一個(gè) 巨大的智能停車場(chǎng)治理設(shè)備市場(chǎng).新型的車位引導(dǎo)系統(tǒng)作為停車場(chǎng)治理系統(tǒng)的有力補(bǔ)充,從而形成了智能化更高的停車場(chǎng)治理系統(tǒng).車位引導(dǎo)系統(tǒng)能夠?qū)M(jìn)出停車場(chǎng)的車輛進(jìn)行有效引導(dǎo)和管 理.本系統(tǒng)實(shí)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(chǎng)車位治理更加標(biāo)準(zhǔn)、有序,并且進(jìn)一步提升停車場(chǎng)車位利用率.“智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)在國(guó)外已得到了廣泛應(yīng)用,但是在國(guó)內(nèi)只有較少大型停車場(chǎng)有類似的車位引導(dǎo)系統(tǒng),因此

3、本設(shè)計(jì)也有一定的實(shí)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(duì)停車場(chǎng)車位狀態(tài)進(jìn)行判斷,然后對(duì)停車場(chǎng)到達(dá)智 能治理作用而設(shè)計(jì)的系統(tǒng).停車場(chǎng)車位引導(dǎo)系統(tǒng)主要用于大中型停車場(chǎng),其工作 原理是通過(guò)一定1的車位檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)車位,從而判斷出車位有無(wú)停放車輛, 然后將各個(gè)車位停車情況通過(guò)一定的通信方式與限制計(jì)算機(jī)相連,限制計(jì)算機(jī)經(jīng) 過(guò)數(shù)據(jù)處理,將引導(dǎo)信號(hào)傳給引導(dǎo)指示器,引導(dǎo)司機(jī)快速將汽車駛?cè)肟瘴?停車 場(chǎng)車位引導(dǎo)系統(tǒng)不但能夠提升了停車場(chǎng)的使用率, 使停車場(chǎng)治理更加便捷,還降 低了大中型停車場(chǎng)的經(jīng)營(yíng)本錢(qián),大大提升了停車場(chǎng)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益.從上面的信息我們可以清楚的看出：“智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)是一

4、個(gè)應(yīng)用于停 車場(chǎng),通過(guò)車位檢測(cè)模塊檢測(cè)數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)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(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)概述根據(jù)設(shè)計(jì)要求,可將系統(tǒng)分為車位檢測(cè)及引導(dǎo)顯示模塊、無(wú)線通信模塊和上 位機(jī)顯示程序模塊.其中車位檢測(cè)及引導(dǎo)顯示模塊包括：主限制器、車位檢測(cè)模 塊、引導(dǎo)顯示模塊；無(wú)線通信模塊包括：下位機(jī)無(wú)線通信模塊和上位機(jī)無(wú)線通信 模塊.圖2.1 : “智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)的根本模塊方框圖-可編輯修改-3. 智 能停車系統(tǒng)分析3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根本思路本設(shè)計(jì)使用單片機(jī)為停車場(chǎng)的核心限制器,單片機(jī)系統(tǒng)采用 C 語(yǔ)言編程, 接受外部輸入信號(hào), 限制引導(dǎo)的顯示； 采用微型計(jì)算機(jī)為顯示中央和數(shù)據(jù)

5、處理核 心中央,顯示程序采用 Delphi 語(yǔ)言； 采用無(wú)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(hào)的采集是通過(guò)紅外傳感器, 將探測(cè)到的車位信息送交 從單片機(jī)；人機(jī)接口方面采用 LED燈,可以通過(guò)LED燈來(lái)顯示引導(dǎo)信息；同時(shí) 為了配合上述實(shí)現(xiàn), 還需要 A/D 轉(zhuǎn)換器, 電平標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換等多種元器件或者芯片.3.2 可行性分析近年來(lái),隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)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(chǎng)治理系統(tǒng)作為一個(gè)高度網(wǎng)絡(luò)化、 智能化、 信息化小區(qū)的一 個(gè)重要組成局部,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治理系 統(tǒng).對(duì)停車場(chǎng)治理信息系統(tǒng)所需要的當(dāng)前軟硬件

6、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(duì)伍, 這就對(duì)知識(shí)以及技術(shù)的應(yīng)用提供了良好的保證, 此外,領(lǐng)導(dǎo)還給我們提供了良好的外部力量進(jìn)行開(kāi)發(fā), 使我們開(kāi)發(fā)停車場(chǎng)治理信 息系統(tǒng)成功率大大的提升.3.3 需求分析在巨大的市場(chǎng)需求推動(dòng)下,停車場(chǎng)治理系統(tǒng)行業(yè)取得了快速的開(kāi)展.根據(jù)? 2006 年-2021 年中國(guó)出入口限制與治理系統(tǒng)細(xì)分市場(chǎng)研究及重點(diǎn)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力 深度調(diào)研報(bào)告?數(shù)據(jù),2021 年國(guó)內(nèi)停車場(chǎng)治理系統(tǒng)的市場(chǎng)規(guī)模到達(dá)了 11.5 億元, 2021 年國(guó)內(nèi)停車場(chǎng)治理系統(tǒng)市場(chǎng)需求到達(dá) 14.5 億元 ;2021 年國(guó)內(nèi)停車場(chǎng)治理系 統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模約可以到達(dá) 18 億元.據(jù)數(shù)據(jù)初步估算,

7、2021 年,停車場(chǎng)市場(chǎng)需求 將可能超過(guò) 37 億元.根據(jù)國(guó)內(nèi)停車場(chǎng)治理系統(tǒng)一套價(jià)格平均在 3-6 萬(wàn)元之間,據(jù)此推算,2021 年國(guó)內(nèi)停車場(chǎng)治理系統(tǒng)需求量約為 8 萬(wàn)套左右.由此可見(jiàn),停車場(chǎng)市場(chǎng)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(guó)內(nèi)停車場(chǎng)治理系統(tǒng)市場(chǎng)三分天下： 國(guó)產(chǎn)的、 組裝 的、純國(guó)外的,價(jià)格也分為三等.市場(chǎng)占有率方面,大致是國(guó)產(chǎn)占市場(chǎng)份額的一 半,另外兩份占一半 ;或者說(shuō),國(guó)產(chǎn)和組裝的加起來(lái)占市場(chǎng)份額的 80% ,純國(guó)外 的占 20% .目前一般的小區(qū)、中低檔寫(xiě)字樓根本用國(guó)產(chǎn),而機(jī)場(chǎng)、會(huì)展中央等 那么多用進(jìn)口設(shè)備. 盡管各種類型的停車場(chǎng)都需要出入口限制系統(tǒng), 但是不同類型

8、的停車場(chǎng)面對(duì)的用戶有所差異, 所以停車場(chǎng)治理系統(tǒng)系統(tǒng)需求也稍有不同. 比方, 小區(qū)與機(jī)場(chǎng)停車場(chǎng)的區(qū)別在于, 小區(qū)進(jìn)出的車輛多為業(yè)主的車輛, 多數(shù)屬于長(zhǎng)期 停車用戶,車輛進(jìn)出時(shí)間集中在早晚上下班時(shí)間,其他時(shí)間進(jìn)出的車輛不多;而機(jī)場(chǎng)停車場(chǎng)除員工車輛外,多為乘客的臨時(shí)車輛,一整天都有大量的車輛進(jìn)出. 所以,停車場(chǎng)治理系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)多考慮到這些因素, 根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)所特點(diǎn)來(lái)配置設(shè) 備.在停車場(chǎng)治理系統(tǒng)應(yīng)用方面,停車場(chǎng)出入口限制系統(tǒng)的普及程度還不錯(cuò). 在一個(gè)中等城市, 我們就經(jīng)常會(huì)看到小區(qū)、 機(jī)關(guān)、寫(xiě)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(guó)最高,大約在在90%左右.由于

9、諸多停車場(chǎng)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)那么更少一些.3.4開(kāi)展趨勢(shì)分析傳統(tǒng)的停車場(chǎng)治理系統(tǒng)只解決了出入口限制的問(wèn)題 ,對(duì)于停車場(chǎng)內(nèi)部的停車 引導(dǎo)、找車、快速進(jìn)出等功能那么鞭長(zhǎng)莫及,并且在收費(fèi)這個(gè)環(huán)節(jié)上也存在繳費(fèi)方 式單一、人工治理效率低下、存在收費(fèi)漏洞等問(wèn)題,更別說(shuō)進(jìn)行停車場(chǎng)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(chǎng)綜合解決方案在集成停車場(chǎng)系統(tǒng)資 源方面有著卓越的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)從車輛快速進(jìn)場(chǎng)、快速停車,到車主返回車場(chǎng)時(shí)快速 找車、快速繳費(fèi)等一系列完整的、全自動(dòng)化的功能,從而有效解決包括商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)等公共場(chǎng)所在內(nèi)的停車場(chǎng)由于車流量大造成的

10、停車慢、繳費(fèi)慢、停車難、找車難等社會(huì)問(wèn)題,將停車場(chǎng)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(chǎng)治理系統(tǒng)所遠(yuǎn)不能及的.-可編輯修改 -144. 智能停車系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要采用 C 語(yǔ)言,對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能. 程序設(shè)計(jì)環(huán)境：PC機(jī),Windows XP ；程序設(shè)計(jì)軟件： Keil Vision 軟件及星研仿真軟件.程序功能：實(shí)現(xiàn)單片機(jī)通過(guò)紅外傳感器對(duì)車位的檢測(cè)、對(duì)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(cè)實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)智能引導(dǎo)的前提是如何準(zhǔn)確的把車位信息通過(guò)有效的方式檢測(cè) 出來(lái).在本設(shè)計(jì)中采用了紅外傳感器

11、進(jìn)行車位的檢測(cè).根據(jù)上面電路原理,紅外傳感器檢測(cè)主要通過(guò)檢測(cè)反射紅外線的強(qiáng)弱,輸出 相應(yīng)的電壓,通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換輸出數(shù)字信號(hào),從而進(jìn)行判斷.-可編輯修改 -圖4.1 :紅外檢測(cè)流程圖紅外傳感器電壓數(shù)據(jù)的采集是通過(guò) AD轉(zhuǎn)換器TLC549來(lái)完成的.每次要采集A/D上元件的電壓值時(shí),先選中TLC549的片選信號(hào)線,使其進(jìn)行轉(zhuǎn)換工作, 然后進(jìn)過(guò)一定的延時(shí)后,依照TLC549的數(shù)據(jù)手冊(cè)上的時(shí)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(shí)序操作根據(jù)下列圖可知,先將 CS拉低選中A/D轉(zhuǎn)換器,再給CL0CK8個(gè)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

12、個(gè)CLOCK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(zhàn)鈕H艷曲 r-*! r 皿|CycItCC5DATAOUT*Wl|CS) *Ha-ZState鬧一I 切 Previous Conrversi-Dn Cats A詩(shī)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 rax

13、iur i. is inirt ttghti" LCdocis. pulserail ng mcgm ater ZS壇貞 fac：he chanreladr-ess essir menniary a: the tiirs.EL 6芒rrost &gnrtcan'bt |A71 i&auioTialcal-|JacmtiheDflCTA OUT bus alter CS 咅broaghtlDw. The ren,= rg se陽(yáng)仃?ils(A8-A0) are 曰心電吧 gix erfrsl seven /0 言bdifnMrg eiges. B7-D 2 fa

14、lawii in the sarwe Tanrer.15圖 4.3 : TLC549 時(shí)序圖“轉(zhuǎn)換結(jié)果OUT 采集到的電壓IN基準(zhǔn)電壓REF28 15公式4.1 : TLC5498位ADC讀取數(shù)值的轉(zhuǎn)換公式4.1.2無(wú)線模塊軟件設(shè)計(jì)為保證單片機(jī)與上位機(jī)之間串行通信的準(zhǔn)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)幀比擬小而且傳輸?shù)木嚯x不遠(yuǎn),因此采用較為簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)檢錯(cuò)格 式.雙方傳輸?shù)囊粋€(gè)數(shù)據(jù)幀為兩個(gè)字節(jié),第一個(gè)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(gè)字節(jié)為檢錯(cuò)字節(jié),檢錯(cuò)的方法是：兩個(gè)字節(jié)相加為 0XFF十進(jìn)制255為準(zhǔn)確信息,其它為錯(cuò)誤信息.程序開(kāi)始時(shí)雙方的握手信號(hào)為 0X

15、FF,0XFF.單片機(jī)使用定時(shí)器1作為波特率發(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(jī)串行通信流程圖4.2上位機(jī)顯示程序軟件設(shè)計(jì)上位機(jī)顯示程序系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用 Delphi編程語(yǔ)言,主要是對(duì)PC機(jī)串口 編程與圖像的顯示.程序設(shè)計(jì)環(huán)境：PC機(jī),Windows XP ；程序設(shè)計(jì)軟件：Delphi 7.0 .程序功能：通過(guò)串口接收下位機(jī)傳送的車位,進(jìn)行實(shí)時(shí)的現(xiàn)實(shí)停車場(chǎng)所有車位狀況,并且依照引導(dǎo)方式計(jì)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(jī).程序主要分三個(gè)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(jī)串行通信的協(xié)議

16、與單片機(jī)串行協(xié)議相同.具體通信流程如下:開(kāi)妬打幵串n圖4.5 :上位機(jī)串行通信流程圖Spcomm串口通信控件的根本屬性、方法和事件說(shuō)明如下：CommName 屬性：計(jì)算機(jī)串口端口號(hào)的名字,COM1、COM2等,在翻開(kāi)串口前,必須填寫(xiě)好此值.Parity 屬性：校驗(yàn)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(shí)際需要來(lái)定,在串口翻開(kāi)后也可更改波特率,實(shí)際波特率隨之更改.ByteSize 屬性：表示一個(gè)字節(jié)中,使用多少個(gè)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(gè)字節(jié)

17、中,使用停止位的位數(shù),根據(jù)具體情況設(shè)定1、1.5、2等.SendDataEmpty 屬性：布爾屬性,為 True 時(shí)表示發(fā)送緩存為空,或者發(fā)送 隊(duì)列里沒(méi)有信息；為False時(shí)表示表示發(fā)送緩存不為空,或者發(fā)送隊(duì)列里有信息.StartComm 方法：用來(lái)翻開(kāi)通信串口,開(kāi)始通信.如果失敗,那么會(huì)導(dǎo)致串 行口錯(cuò)誤. 錯(cuò)誤類型大致分為串行口己處于翻開(kāi)狀態(tài), 所以不能翻開(kāi)串行口, 不 能創(chuàng)立讀寫(xiě)進(jìn)程,不能建立串行口緩沖區(qū)等.StopComm 方法：用來(lái)停止通信串行口的所有進(jìn)程,關(guān)閉串口.WriteCommData(pDataToWrite:PChar;dwSizeofDataToWrite:Word) 方

18、法是帶有布爾型返回值的函數(shù), 其中參量 pszStr-ingToWrite 是要寫(xiě)入串行口 的字符串, DwSizeaf- DataToWrite 是要寫(xiě)入的字符串的長(zhǎng)度.該函數(shù)通過(guò)一 個(gè)寫(xiě)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(tái)默認(rèn)執(zhí)行. 如果寫(xiě)線 程 PostMessage 成功,那么返回值是 True ,假設(shè)寫(xiě)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(zhǎng)度.當(dāng)輸入緩沖區(qū) 收到數(shù)據(jù)時(shí), 該事件被觸發(fā).

19、 當(dāng)輸入緩存有數(shù)據(jù)時(shí)將觸發(fā)該事件, 對(duì)從串口收到 的數(shù)據(jù)進(jìn)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(chǎng)總體狀況；2.依據(jù)計(jì)算-可編輯修改 -的引導(dǎo)路徑顯示路徑/開(kāi)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(dāng)然這只是一個(gè)簡(jiǎn)單的VIP設(shè)定,并沒(méi)有 連接數(shù)據(jù)庫(kù),因此只能在程序運(yùn)行時(shí)作一個(gè)簡(jiǎn)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(shí)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(shí)際作用5. 結(jié)論本系統(tǒng)以單片機(jī) AT89S52 為核心部件,以上位機(jī)為顯示中央,利用紅外檢 測(cè)技術(shù)和無(wú)線傳輸技術(shù)綜合設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)模擬停車場(chǎng)引導(dǎo)功能. 由于時(shí)間及各條件因 素,該系統(tǒng)需要改良的地方很多,包括通信協(xié)議、系統(tǒng)穩(wěn)定及 bug 修正、缺乏 實(shí)際效用等等.縱觀整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),大體可以分為如下幾個(gè)步驟： 提出問(wèn)題,并分析“智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)的原理及應(yīng)用條件.對(duì)原理進(jìn)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定最適宜的方案；選取各個(gè)方案所要求的硬件設(shè)備,并編寫(xiě)軟件代碼對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行初步調(diào) 試,確定各個(gè)方案的可行性；連接各個(gè)模塊