基于ZigBee的智能車庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王敏　張科元　李郁

摘? 要：隨著城市人口的不斷增加，汽車保有量也逐年增加，停車難、停車亂現(xiàn)象頻現(xiàn)，提高傳統(tǒng)停車管理系統(tǒng)的智能化已經(jīng)是發(fā)展的一個(gè)必然趨勢。針對這一問題，提出了一種基于ZigBee技術(shù)的智能停車系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過超聲波檢測裝置進(jìn)行車輛和車位信息檢測，利用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行車輛車位信息的傳輸，使車輛入庫時(shí)即分配到有效車位，且上位機(jī)實(shí)時(shí)顯示車庫狀態(tài)。智能車庫系統(tǒng)改善了傳統(tǒng)停車場的管理模式，提高了運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：ZigBee技術(shù);智能車庫;超聲波

中圖分類號：TN929.5;TP212.9? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）09-0164-03

Intelligent Garage System Design Based on ZigBee

WANG Min，ZHANG Keyuan，LI Yu

（Northwestern Polytechnical University Ming De College，Xian? 710124，China）

Abstract：With the continuous increase of urban population，the number of cars has been increasing year by year，and the phenomenon of parking difficulty and disorder frequently occurs. Therefore，it is an inevitable trend to improve the intelligence of traditional parking management system. To solve this problem，an intelligent parking system design based on ZigBee technology is proposed. The vehicle and parking space information is detected by ultrasonic detection device，and the vehicle parking space information is transmitted by ZigBee wireless network，so that the vehicle is allocated to an effective parking space when it is put into storage，and the upper computer displays the garage status in real time. The intelligent garage system improves the management mode of traditional parking lot and improves the operation efficiency and stability.

Keywords：ZigBee technology;intelligent garage;ultrasound

0? 引? 言

隨著工業(yè)現(xiàn)代化的不斷推進(jìn)，城市人口逐年增長，因此，汽車數(shù)量也不斷增加，城市交通變得越來越擁堵，特別是停車難的問題更加凸顯[1]。車輛對人行橫道、盲道、非停車區(qū)道路兩側(cè)等的占用給人們的出行帶來不便，特別是一些車流量較大的區(qū)域，如商場、小區(qū)等，傳統(tǒng)的車庫停車系統(tǒng)已經(jīng)不能有效的解決這一問題[2]。傳統(tǒng)停車系統(tǒng)中，無論是臨時(shí)車輛還是固定車輛，首先，駕駛員需要在停車場入口處停車取卡，這樣容易造成車庫出入口的交通堵塞;其次，進(jìn)入車庫后，駕駛員要在車庫中不斷地尋找車位，不能快速準(zhǔn)確地找到停車位，造成車庫內(nèi)秩序混亂，使用效率低的缺陷。

傳統(tǒng)停車場只能完成簡單的計(jì)時(shí)收費(fèi)，無法做到實(shí)時(shí)監(jiān)控車位狀態(tài)，需駕駛員不斷搜尋車庫和車位，經(jīng)常因無法快速、準(zhǔn)確地找到車位而耗費(fèi)時(shí)間和精力。針對這些問題，基于陜西省教育廳2019年度專項(xiàng)科學(xué)研究計(jì)劃課題，提出一種基于ZigBee技術(shù)的智能停車系統(tǒng)。此系統(tǒng)可以對車位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，將車庫信息上傳至上位機(jī)，由上位機(jī)分配最佳車位，駕駛員只需根據(jù)導(dǎo)航就可以準(zhǔn)確及時(shí)地了解車位情況，從而節(jié)約時(shí)間和精力，實(shí)現(xiàn)車庫的智能化、高效化[3]。

1? 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

在構(gòu)建智能停車系統(tǒng)時(shí)，首先要明確系統(tǒng)的功能需求，本文把安全性列為首要考慮因素，其次是讓駕駛員高效地找到合適的停車位，最后是收費(fèi)方式和運(yùn)行效率等問題。該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)分為三部分：出/入口控制系統(tǒng)、車位誘導(dǎo)系統(tǒng)和車庫監(jiān)控系統(tǒng)。

CC2530作為智能停車系統(tǒng)主控器，采用超聲波檢測實(shí)現(xiàn)車輛相關(guān)信息采集，以ZigBee節(jié)點(diǎn)模塊構(gòu)成無線傳感網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)監(jiān)測停車場車位狀態(tài)，應(yīng)用QT軟件設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)車位和車輛信息的實(shí)時(shí)顯示。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

2? 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)部分

ZigBee核心板的設(shè)計(jì)包括CC2530主控芯片設(shè)計(jì)、串口設(shè)計(jì)、JTAG和USB接口設(shè)計(jì)、電源、復(fù)位和顯示設(shè)計(jì)等。

利用CC2530可以構(gòu)成一個(gè)強(qiáng)大的節(jié)點(diǎn)，且具有多模式、低功耗和成本低廉的特點(diǎn)，以CC2530為智能車庫系統(tǒng)主控芯片，構(gòu)成路由器節(jié)點(diǎn)、終端節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的無線通訊網(wǎng)絡(luò)，其外圍電路設(shè)計(jì)如圖2所示。

超聲波探測器、地磁探測器和視頻探測器是目前常用的三種車位檢測方法。超聲波檢測模塊具有檢測準(zhǔn)確性高的特點(diǎn)，所以，本文通過超聲波探測模塊來判斷有無車輛進(jìn)入和車位是否有車輛。超聲波車輛檢測模塊由CC2530中央控制器、HC-SR04超聲波發(fā)射及接收裝置和串口通信等組成。在每個(gè)車位處安裝車輛檢測模塊，車輛駛?cè)牖螂x開時(shí)，檢測裝置進(jìn)行檢測，并將數(shù)據(jù)信息上傳至ZigBee的終端節(jié)點(diǎn)。