基于單片機停車場智能管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
2015-01-01 00:00:00張慶華孫春志
【摘 要】基于單片機AT89C52的停車場智能管理系統(tǒng)，采用單片機AT89C52為主控制器，利用紅外線對管來檢測停車場的情況，將檢測的信息傳遞給單片機處理，通過單片機控制LCD12864液晶顯示器和點陣的輸出。該系統(tǒng)保證車主能夠及時了解停車場內(nèi)的空余車位數(shù)和空車位的具體位置，這樣就能使車主節(jié)省了時間，方便了車主，也為停車場的管理人員減少了麻煩。
【關(guān)鍵詞】AT89C52單片機；紅外線對管；點陣
隨著人們生活水平的不斷提高，家用小轎車逐漸增多，這就給停車場的管理帶來了挑戰(zhàn)，司機進入傳統(tǒng)的停車場前不知道停車場內(nèi)的情況，盲目的進入停車場可能會造成沒車位的尷尬局面，浪費了大量的精力和財力，針對于上述問題，本論文設計了基于單片機AT89C52的智能停車場管理系統(tǒng)，本設計符合國家制定標準，靈敏度高，便于安裝、能夠適用于各種環(huán)境。
1.停車場智能管理系統(tǒng)的硬件設計
1.1 總體設計
基于單片機AT89C52的停車場智能管理系統(tǒng)包含電源模塊、傳感器模塊、控制模塊、顯示模塊。電源模塊為傳感器模塊、控制模塊、顯示模塊提供5V電源；傳感器模塊采集信息，輸出當前停車場的車位數(shù)、空車位位置，處理模塊接收傳感器的輸出信息，運行內(nèi)部程序從I/O端口輸出高低電平，從而控制顯示器的顯示。
1.2電源模塊設計
供電模塊的主電源是由220V交流電，需要給單片機控制器及傳感器提供5v直流電源[1]。該電源的輸入電壓范圍是85～265VAC，并且對50Hz或者60Hz的電網(wǎng)頻率均適用。其電壓調(diào)整率為±0.15%，負載調(diào)整率為±0.2%，輸出功率為5W，輸出紋波電壓為50mV。電路共使用3片集成電路IC：U1（VIP22A型單片開關(guān)電源），U2（PC817型光電耦合器），U3（TL431型可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器）。
1.3 傳感器模塊設計
光電傳感器是通過把光強度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來控制的。光電傳感器由發(fā)送器、接收器和檢測電路三部分構(gòu)成。
發(fā)送器對準目標發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導體光源，發(fā)光二極管（LED）、激光二極管及紅外發(fā)射二極管[2]。接收器由光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學元件如透鏡和光圈等，后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應用該信號。
光電開關(guān)的結(jié)構(gòu)元件中還有發(fā)射板和光導纖維。三角反射板是結(jié)構(gòu)牢固的發(fā)射裝置。它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光束準確地從反射板中返回，可以在與光軸0到25的范圍改變發(fā)射角，使光束幾乎是從一根發(fā)射線，過反射后，還是從這根反射線返回。紅外收發(fā)對管是一種利用紅外線的開關(guān)管，接受管在接受和不接受紅外線時電阻發(fā)生明顯的變化，利用外圍電路可以時輸出產(chǎn)生明顯的高低電平的變化，高低電平的變化輸入單片機就可使之識別，從而實現(xiàn)智能控制。在輸入電壓小于1.5伏時單片機識別為低電平，在輸入電壓大于1.85伏時單片機識別為高電平。本電路電路簡單，性能穩(wěn)定，安裝方便，但距離比較近。當阻擋了接收管接收紅外線的強度時，產(chǎn)生一個低電平的脈沖信號，由于對管的發(fā)射口徑較小，單光束發(fā)射，小球相對紅外裝置正交落下時，很容易檢測處理[3]。
1.4 控制模塊設計
單片機芯片是整個控制系統(tǒng)的核心，負責系統(tǒng)任務的調(diào)配，程序的執(zhí)行和監(jiān)控，是整個系統(tǒng)的主控中心[4]。本設計的單片機選擇AT89C52，它用來處理傳感器檢測到的信息，以及對停車位的顯示控制，此控制器性能安全穩(wěn)定，可靠性強，經(jīng)濟適用。
單片機與LCD12864液晶顯示屏、點陣、傳感器、開關(guān)相連，傳感器模塊獲取停車場停車位的位置信息傳遞給控制器，單片機采集鍵盤信息得到停車場的初始位置信息，經(jīng)過對信息的計算處理，可以經(jīng)空余停車位的數(shù)量及其停車位的具體位置通過點陣的形式呈現(xiàn)給即將進入停車場的駕駛員，并且引導駕駛員以最短的路徑進入停車位。
1.5 顯示模塊設計
顯示模塊實時顯示當前停車場的各種信息。包括可以顯示停車場停車位總數(shù)，已用多少停車位，剩余停車位以及剩余停車位的具體位置等等[5]。本設計采用帶中文字庫的12864是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面，也可完成圖形顯示。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。
2.停車場智能管理系統(tǒng)軟件設計
根據(jù)停車場智能管理系統(tǒng)的硬件電路設計，檢測儀軟件運行的過程可以表述為：
主程序：單片機AT89C52上電后，CPU和所有的特殊功能寄存器都自動進行復位后處于特定的初始狀態(tài)，調(diào)用初始化語句使得12864液晶顯示器正常使用[6]。進入大循環(huán)函數(shù)，不停得檢測停車場的信息，實時檢測停車場的動態(tài)。
LCD12864液晶顯示器：LCD12864液晶顯示器帶有字庫，因此不需要提取字碼，只需要編譯寫指令函數(shù)和寫數(shù)據(jù)函數(shù)，每個步驟需要有一定的延遲，避免屏幕處理不及時出現(xiàn)亂碼的現(xiàn)象[7]。
3.結(jié)論
基于單片機AT89C52的停車場智能管理系統(tǒng)以AT89C52單片機為控制核心，采用C語言進行編程，各模塊參數(shù)在實際操作過程中進行調(diào)試，并選擇合適的參數(shù)，該系統(tǒng)經(jīng)過實際的系統(tǒng)測試，系統(tǒng)運行安全穩(wěn)定，而且可以引導駕駛員找到最近停車位，完全能夠滿足停車場的智能管理的需求，保證了車主及時了解停車場內(nèi)的空余車位數(shù)和空車位的具體位置，這樣就能使車主節(jié)省了時間，方便了車主，也為停車場的管理人員減少了麻煩。
【參考文獻】
[1]戴佳，戴衛(wèi)恒.51單片機C語言應用程序設計實例精講[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.4.
[2]潘新民，王艷芳.微型計算機控制技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.
[3]沈紅衛(wèi).基于單片機的智能系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.1.
[4]張迎新.單片微型計算機原理、應用及接口技術(shù)（第二版）[M].北京：國防工業(yè)出版社，2005.9.
[5]潘新民，王艷芳.微型計算機控制技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.
[6]沈紅衛(wèi).基于單片機的智能系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.1.
[7]AT89C52 DATA SHEEP Philips Semiconductors，1999.doc.
