基于STM32的停車場導(dǎo)引系統(tǒng)終端設(shè)計(jì)

韓力，王磊，孫慧婷

（蘇州科技大學(xué)光電信息技術(shù)研究所，江蘇蘇州215009）

基于STM32的停車場導(dǎo)引系統(tǒng)終端設(shè)計(jì)

韓力，王磊，孫慧婷

（蘇州科技大學(xué)光電信息技術(shù)研究所，江蘇蘇州215009）

為解決城市停車難問題，結(jié)合地感車輛檢測、433 MHz無線遙控、GPRS無線通信等技術(shù)，提出一種以STM32為核心控制器，利用SIM900A進(jìn)行無線傳輸?shù)耐＼噲鰧?dǎo)引系統(tǒng)終端的設(shè)計(jì)方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：該終端車輛檢測精準(zhǔn)、數(shù)據(jù)傳送延時(shí)低，可大幅提高車位利用效率，減輕城市停車難的問題。

STM32；無線遙控；SIM900A

隨著世界汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，國內(nèi)停車位的建設(shè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上城市車輛的增加，停車位供不應(yīng)求，造成城市停車難的問題。目前停車場大多信息封閉，只通過一臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行簡單的內(nèi)部管理，而外界車主無法得知停車場剩余車位數(shù)等信息，導(dǎo)致停車位利用率不高。針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種可將車場剩余車位數(shù)等信息發(fā)送至服務(wù)器供車主訪問的停車場導(dǎo)引系統(tǒng)終端設(shè)計(jì)方法。

1　導(dǎo)引終端方案設(shè)計(jì)

導(dǎo)引終端設(shè)計(jì)了車輛檢測、GPRS無線傳輸、遙控器設(shè)置、車位顯示4個(gè)模塊，系統(tǒng)框圖如圖1。通過車輛傳感器檢測汽車的進(jìn)出，將產(chǎn)生的電平信號(hào)傳輸至STM32，主控制器在原來剩余車位數(shù)基礎(chǔ)上對(duì)車位數(shù)進(jìn)行加1或減1，并把剩余車位數(shù)顯示出來。為有效傳輸數(shù)據(jù)，系統(tǒng)終端在有車輛通行情況下，每15 s向服務(wù)器發(fā)送一次數(shù)據(jù)包；沒有車輛通行時(shí)，每分鐘發(fā)送一次心跳包。當(dāng)停車場出現(xiàn)異常斷電導(dǎo)致終端無法對(duì)進(jìn)出車倆進(jìn)行檢測，再次上電時(shí)，終端上顯示的剩余車位數(shù)與車場的實(shí)際剩余車位數(shù)存在誤差，此時(shí)可以使用遙控器修改終端剩余車位數(shù)［1］，并將修改后的數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器。

圖1　導(dǎo)引終端系統(tǒng)框圖

2　導(dǎo)引終端硬件設(shè)計(jì)

主控器選用ST公司的STM32F103VCT6，32位的ARM內(nèi)核，最高工作頻率可達(dá)72 MHz，存儲(chǔ)器最高可達(dá)512 K字節(jié)，2個(gè)直接內(nèi)存訪問控制器（DMA），7個(gè)定時(shí)器、2個(gè)ADC、1個(gè)SPI、5個(gè)UART，采用串行單線（SWD）和JTAG接口調(diào)試［2］。GPRS無線傳輸模塊采用SIMcom公司SIM900A芯片，工作頻率多樣，尺寸緊湊且可靠性高。內(nèi)置ARM9216EJ-S內(nèi)核能夠滿足大部分GPRS無線傳輸。STM32通過AT命令對(duì)SIM900A操作。遙控器采用深圳芯威科技有限公司的CC1100 RF無線發(fā)送模塊，傳輸頻率在433 MHz頻段，支持FSK、GFSK、ASK/OOK、MSK，可編程配置傳輸速率1.2-500 kbps，CC1100 RF無線接收模塊與主控器采用SPI接口。車輛傳感器采用地感型號(hào)為PD132，當(dāng)有車輛進(jìn)出，傳感器將產(chǎn)生一個(gè)低電平信號(hào)傳送至STM32處理。顯示采用點(diǎn)陣屏，接口簡單。硬件連接圖如圖2所示。

圖2　硬件連接圖

3　導(dǎo)引終端軟件設(shè)計(jì)

3.1SIM900A無線GPRS傳輸程序設(shè)計(jì)

STM32采用串口控制SIM900A與服務(wù)器建立TCP連接，并且完成數(shù)據(jù)的傳輸［3-5］。為保證TCP正常連接，需要定時(shí)向服務(wù)器發(fā)送心跳包。具體流程如圖3所示。

3.2CC1100發(fā)射接收程序設(shè)計(jì)

發(fā)射端遙控器通過單片機(jī)控制CC1100模塊和SPI接口初始化，并且將CC1100模塊設(shè)置在數(shù)據(jù)發(fā)射模式。單片機(jī)通過按鍵掃描得知員工設(shè)置參數(shù)，啟動(dòng)SPI將數(shù)據(jù)傳輸至CC1100，CC1100將數(shù)據(jù)打包發(fā)出。流程圖如圖4所示。導(dǎo)引終端STM32首先配置SPI接口，通過SPI接口將CC1100模塊設(shè)置在數(shù)據(jù)接收方式。當(dāng)CC1100接收到命令，首先執(zhí)行CRC校驗(yàn)，CC1100將數(shù)據(jù)通過SPI接口傳輸至STM32。流程圖如圖5所示。

圖3　SIM900A無線傳輸流程圖

圖4　數(shù)據(jù)發(fā)射流程圖

圖5　終端數(shù)據(jù)接收流程圖

3.3車輛進(jìn)出檢測和車位顯示程序設(shè)計(jì)

通過地感超聲波檢測到車輛進(jìn)出，傳感器產(chǎn)生一個(gè)低電平，通過光耦給STM32控制器，STM32產(chǎn)生IO中斷，進(jìn)行車位數(shù)據(jù)的處理，并將數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給LED點(diǎn)陣屏顯示。流程圖如圖6、圖7所示。

圖6　檢測車輛與顯示剩余車位數(shù)流程圖

圖7　中斷車位數(shù)處理流程圖

4　實(shí)驗(yàn)結(jié)果

智能停車場終端三個(gè)按鍵，兩個(gè)信號(hào)燈。實(shí)驗(yàn)采用道閘開關(guān)模擬車輛進(jìn)出，當(dāng)車場進(jìn)出車，車位相應(yīng)增加減少，結(jié)果如圖8所示。網(wǎng)絡(luò)信號(hào)燈代表終端與服務(wù)連接正常，遙控信號(hào)燈代表終端與遙控器連接正常。

圖8　車位變化顯示

5　結(jié)語

文中設(shè)計(jì)的智能車場終端是由STM32、SIM900A、433 MHz無線等模塊組成，將車場的車位信息實(shí)時(shí)傳輸至服務(wù)器便于車主查詢。設(shè)計(jì)給出具體的軟硬件設(shè)計(jì)方法，利用SIM900A代替?zhèn)鹘y(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，突出數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性；采用STM32、433 MHz等模塊也使得終端更加智能化。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、功耗較低、實(shí)時(shí)性高，完全滿足智能停車場在城市中的發(fā)展要求。

［1］吳少龍，楊國為，鄧燕.MSP430和CC1101的電磁波喚醒功能設(shè)計(jì)［J］.單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2014，14（11）：9-10.

［2］意法半導(dǎo)體公司.STM32F103XX手冊［Z］.2011，4.

［3］林雄生，朱報(bào)開.ARM&GPRS技術(shù)的家居實(shí)時(shí)安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2014，14（6）：38-41.

［4］王磊，王軍.基于SIM900A的嵌入式遠(yuǎn)程家電控制器設(shè)計(jì)［J］.蘇州科技學(xué)院學(xué)報(bào)（工程技術(shù)版），2014，27（1）：76-79.

［5］李濤，馬殷元，楊東.基于STM32的GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)測終端設(shè)計(jì)［J］.電子世界，2012（11）：126-127.

Terminal design for parking guidance system based on STM32

HAN Li，WANG Lei，SUN Huiting
（Opto-Electronic Information Technology Institute，SUST，Suzhou 215009，China）

Combined with FLU vehicle detection，433 MHz wireless remote control，and GPRS wireless communication technology，the paper designs a parking guidance system terminal which takes STM32 as core controller and the SIM900A as the wireless transmission in order to solve the difficulty of urban parking.Experimental results show that vehicle detection system is accurate，and the data transmission latency is low，which can significantly improve the parking efficiency and ease the difficulty of the urban parking.

STM32；wireless remote control；SIM900A

TP315

A

1672-0679（2016）02-0078-03

2015-06-11

韓力（1992-），男，江蘇泰州人，碩士研究生。

（責(zé)任編輯：盧文君）