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基于單片機(jī)的智能停車場(chǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
廣東海洋大學(xué)寸金學(xué)院 杜永峰，林思潮，張善凌 2020/11/22 10:44:08
課題信息：課題來源：2019年度校級(jí)大創(chuàng)項(xiàng)目；課題名稱：基于單片機(jī)的智能停車場(chǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；課題編號(hào)：2020CJXYDCYB05；課題主持人：杜永峰；課題參與人：林思潮、張善凌、郭文凱、吳家輝。
摘 要：本文提出一套運(yùn)用51單片機(jī)作為主控，集成了刷卡識(shí)別身份系統(tǒng)、車位情況顯示功能、自動(dòng)計(jì)費(fèi)功能、閘門智能升降系統(tǒng)的智能停車場(chǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。它解決了傳統(tǒng)人工管理低效率煩瑣、費(fèi)時(shí)等問題，提高了效率，解決了停車場(chǎng)出口經(jīng)常擁堵的場(chǎng)面，具有廣闊的應(yīng)用前景和實(shí)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，智能停車場(chǎng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)
0 引言
目前為了提高停車場(chǎng)的容納量,減少車主停車難、入口和出口擁堵等問題，需要設(shè)計(jì)一款低成本、性價(jià)比高的智能停車場(chǎng)管系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用51系列單片機(jī)作為主控制芯片,使用RFID技術(shù)來實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別后,自動(dòng)升降電機(jī)閘道將會(huì)升起打開，車輛進(jìn)入或開出停車場(chǎng)，然后自動(dòng)升降閘道再落下。智能停車場(chǎng)系統(tǒng)將對(duì)該小車記錄其停用的時(shí)間 ,在出停車場(chǎng)時(shí)采用了同樣的方法來取車IC卡識(shí)別身份,從而達(dá)到了智能停車入庫、智能取車和自動(dòng)收費(fèi)的目的, 其適合運(yùn)用于中小型的停車場(chǎng)。
1 智能停車場(chǎng)系統(tǒng)主要功能
（1）射頻識(shí)別功能
射頻識(shí)別功能采用RC522IC卡感應(yīng)模塊，使用方便，成本低廉，適用于設(shè)備開發(fā)、讀卡器開發(fā)等高級(jí)應(yīng)用的用戶、需要進(jìn)行射頻卡終端設(shè)計(jì)/生產(chǎn)的用戶。本模塊可直接裝入各種讀卡器模具，模塊采用電壓為3.3V,通過SPI接口簡(jiǎn)單的幾條線就可以直接與用戶任何CPU主板相連接通信,可以保證模塊穩(wěn)定可靠的工作、讀卡距離遠(yuǎn)。訪客想要進(jìn)入停車場(chǎng)，就必須刷卡，通過刷卡可以知道是否能進(jìn)入停車；同樣當(dāng)訪客離開停車場(chǎng)時(shí)，通過刷卡可以，可以得知自己停車時(shí)間、以及收費(fèi)等情況，通過結(jié)算相應(yīng)費(fèi)用才可離開停車場(chǎng)。
（2）智能停車場(chǎng)信息顯示功能
停車場(chǎng)信息顯示功能是主要用來顯示年月日以及星期等時(shí)間信息；還用來顯示車位信息，如總車位數(shù)，已停車位、空余車位等；還可以用來顯示現(xiàn)實(shí)收費(fèi)情況等。本設(shè)計(jì)的顯示器件采用LCD12864液晶顯示屏，它是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器,它主要由行驅(qū)動(dòng)器/列驅(qū)動(dòng)器及128×64 全點(diǎn)陣液晶顯示器組成，可完成圖形顯示，也可以顯示8×4 個(gè)(16×16 點(diǎn)陣)漢字或者顯示16×4個(gè)(8×16陣)ASCII碼。因?yàn)橐O(shè)置和顯示實(shí)時(shí)時(shí)間，還會(huì)用到DS1302時(shí)鐘模塊，DS1302芯片內(nèi)含一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM，通過簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)通信且功耗很低。
為限制停車場(chǎng)內(nèi)車輛數(shù)量，保證場(chǎng)內(nèi)秩序、安全和道路暢通，只有通過刷卡的訪客，屏幕上會(huì)為訪客指示停車場(chǎng)車位總數(shù)量和剩余車位情況、當(dāng)前卡號(hào)、實(shí)時(shí)時(shí)間及停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。車輛刷卡進(jìn)入停車場(chǎng)后，車位剩余數(shù)量相對(duì)應(yīng)減少1位，并啟動(dòng)自動(dòng)計(jì)費(fèi)功能。如果該IC卡有效，刷卡時(shí)會(huì)發(fā)出“嗶”的一聲，屏幕才會(huì)正常顯示以上信息。如果刷的是無效IC卡，刷卡時(shí)會(huì)連續(xù)“嗶”三下，并且顯示“此卡無效”的字樣。
（2）電機(jī)閘道自動(dòng)升降功能
在驅(qū)動(dòng)電機(jī)閘道自動(dòng)升降方面，采用sg90舵機(jī)。Sg90舵機(jī)內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電壓，微處理器產(chǎn)生的PWM信號(hào)通過信號(hào)線進(jìn)入舵機(jī)產(chǎn)生直流偏置電壓，與舵機(jī)內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓作比較，獲得電壓差輸出。電壓差的正負(fù)輸出到電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片上，從而決定正反轉(zhuǎn)。當(dāng)舵機(jī)開始旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，舵機(jī)內(nèi)部通過級(jí)聯(lián)減速齒輪帶動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)，使得電壓差為零，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
訪客刷卡后，如果屏幕上顯示停車場(chǎng)內(nèi)還有剩余車位，電機(jī)閘道會(huì)打開，車輛通過后，電機(jī)閘道將會(huì)自動(dòng)落下。如果屏幕上顯示該停車場(chǎng)場(chǎng)內(nèi)剩余停車位數(shù)量為零，電機(jī)閘道不打開。為了預(yù)防電機(jī)閘道在車輛通過時(shí)關(guān)閉，在程序方面給加一段延時(shí)程序，讓電機(jī)閘道延遲一段時(shí)間落下，這樣即可起到保護(hù)車輛的作用。
（3）自動(dòng)計(jì)費(fèi)功能
刷卡后電機(jī)升降閘門模擬汽車駛?cè)�，開始收費(fèi)；第二次刷卡電機(jī)升降閘門模擬車輛駛出停車場(chǎng)，計(jì)費(fèi)結(jié)束。液晶屏?xí)@示當(dāng)前停車位、停車時(shí)長(zhǎng)、本次停車費(fèi)用。可以通過按鍵設(shè)置計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，如3元/小時(shí)，具體停車費(fèi)用單價(jià)設(shè)置以當(dāng)?shù)貙?shí)際情況通過設(shè)置按鍵進(jìn)行靈活設(shè)置。也可以通過按鍵設(shè)置當(dāng)前時(shí)間。
2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
（1）系統(tǒng)整體運(yùn)行機(jī)制
智能停車場(chǎng)系統(tǒng)以AT89S52為控制核心，由5V電源來供電。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。AT89S52具有：32位I/O 口線、3個(gè)16位定時(shí)器/（未完，下一頁）
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