基于AT89C51 的智能移車系統(tǒng)的設(shè)計

李明亮, 肖廣兵, 張 涌

(南京林業(yè)大學(xué) 汽車與交通工程學(xué)院, 南京210037)

0 引 言

日常生活中的車輛停放問題經(jīng)常帶來一些不便,“挪車難”是伴隨“停車難”現(xiàn)象而生的［1］,快速移車成為一項重要需求,此外移車的同時可以保護(hù)好個人隱私也至關(guān)重要。 傳統(tǒng)的移車方式雖然滿足了部分的移車需求,但是仍然存在移車效率慢,泄露個人信息等問題［2］。 隨著技術(shù)進(jìn)步,已經(jīng)有部分軟件可以用于移車,但移車的及時性、隱私性有所限制。 本文設(shè)計的智能移車系統(tǒng)通過用戶的自主查詢、撥號,通過無線通信模塊進(jìn)行通信,從而達(dá)到快速移車的功用。 其他的移車方式可能存在用戶位置隱私泄露、用戶手機號碼信息泄露等問題［3］, 該軟件采用隱私撥號,極大的保護(hù)了用戶的號碼隱私。此外,還可以對惡意通過軟件查找號碼的行為進(jìn)行舉報并限制使用。

1 系統(tǒng)設(shè)計

智能移車系統(tǒng)由供電模塊、AT89C51 控制模塊、數(shù)據(jù)庫模塊、無線通信模塊、上位機管理系統(tǒng)等組成,通過無線通信實現(xiàn)用戶之間的交流從而達(dá)到快速移車的目的。

如圖1 所示,整個系統(tǒng)由5 V 的直流電供電工作,需要通過整流電路將交流電變?yōu)橹绷麟姙閱纹瑱C供電。 單片機接收到來自用戶的查詢信號,在存儲器中進(jìn)行查詢,若存儲器中存儲被查詢的信息,單片機將信息反饋給用戶,否則反饋查詢不到此信息,利用單片機串口通信實現(xiàn)通信。

圖1 智能移車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig. 1 Intelligent car moving system structure

2 硬件電路設(shè)計

2.1 供電模塊設(shè)計

AT89C51 模塊正常工作電壓一般為4.5-5.5 V的直流電壓,因此要將220 V 交流電通過變壓器220：9 轉(zhuǎn)變?yōu)? V 的交流電,經(jīng)過整流橋堆輸出直流電,電容濾波后經(jīng)過集成穩(wěn)壓塊LM7805 得到＋5 V的直流電［4］。 設(shè)置輸入端和輸出端濾波電容C1／C2,可以使電子電路的工作性能更加穩(wěn)定,同時降低交變脈動波紋對電子電路的干擾,限流電阻R1 防止線路電流過大,燒壞元器件,線路布置如圖2 所示。

圖2 供電模塊Fig. 2 Power module

2.2 AT89C51 控制模塊

AT89C51 是一款低功耗高性能的8 位單片機,片內(nèi)帶有一個4k 字節(jié)的Flash 可編擦除只讀存儲器,該模塊包含的引腳功能有32 個I／O 口線,2 個16 位定時／計數(shù)器,6 個中斷源［5］,它能夠為多種不同的嵌入式控制系統(tǒng)提供靈活性高且價廉的方案。

圖3 是AT89C51 芯片主控電路設(shè)計。 單片機的晶振范圍為0-24 MHz,該系統(tǒng)選擇6 MHz。 其中包括AT89C51 最小系統(tǒng)電路、復(fù)位電路和發(fā)射控制部分電路［6］。 復(fù)位電路由芯片9 腳引出,采用手動復(fù)位的方式,即按下按鍵K1 電路復(fù)位。 發(fā)射控制部分由12 腳引出,當(dāng)按鍵K2 按下時,發(fā)光二極管閃耀,提醒呼叫者操作成功。 C1 為退耦電容,是2.2 μF的電解電容。 同時,31 腳接高電平(VCC),單片機啟動后可以直接在內(nèi)部讀取指令［7］。 此外,10 腳、11 腳、26 腳、27 腳、28 腳與無線發(fā)射電路相連。

2.3 通信模塊

無線發(fā)射電路中發(fā)射接收芯片采用集發(fā)射接收為一體的nRF401 無線數(shù)傳芯片,它是一個為433 MHz ISM 頻段設(shè)計的真正單片機UHF 無線收發(fā)芯片,采用FSK 調(diào)制解調(diào)技術(shù)［8］。 最高工作速率可達(dá)20 k,發(fā)射功率可以調(diào)整,人為＋10 dBm。 在無線發(fā)射電路中,通過AT89C51 的26 腳來控制射頻芯片的PWR＿UP,當(dāng)其為高電平時進(jìn)入正常工作模式,低電平時進(jìn)入待機模式；27 腳接射頻芯片的CS用來控制發(fā)送接收頻率,高電平時工作頻率為434.32 MHz,低電平時工作頻率為433.92 MHz；28腳控制射頻芯片的TXEN 端,高電平時進(jìn)入發(fā)送模式,低電平時進(jìn)入接收模式［9］。 ANT1 和ANT2 接收LNA 的輸入,以及發(fā)送時功率放大器的輸出［10］。 連接的天線是以環(huán)狀差分方式連接的。

圖3 AT89C51 主控電路Fig. 3 AT89C51 controlcircuit

圖4 無線發(fā)射電路Fig. 4 Radio transmitting circuit

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

上位機軟件控制平臺采用Visual Basic6.0 軟件開發(fā)設(shè)計,界面的總體搭建模塊來源于VB 軟件中的窗口控件。

系統(tǒng)軟件流程圖如圖5 所示,軟件登錄分為用戶登錄和管理員登錄,管理員登錄只需輸入密碼,用戶登錄需要輸入用戶名和密碼,登錄成功后可以進(jìn)行搜索、撥號。 當(dāng)用戶有移車需求時,需要將芯片的TXEN 端置于高電平進(jìn)入發(fā)送模式,在軟件中按下?lián)芴柊粹o,數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送,接收者的芯片的TXEN 端應(yīng)置于低電平進(jìn)入接收模式,接收者就會接收到移車需求。

圖5 系統(tǒng)軟件流程圖Fig. 5 System software flowchart

系統(tǒng)主界面由搜索和個人中心組成,如圖6 所示。 搜索功能可以查詢到車牌所對應(yīng)的聯(lián)系方式,個人中心中可以修改一些個人信息。 個人中心包括賬號與安全、實名認(rèn)證、被查詢記錄、綁定車牌號和設(shè)置5 個部分,每個部分對應(yīng)各自功能,為用戶提供更好的體驗。

圖6 軟件主界面Fig. 6 Software Interface

軟件的搜索界面如圖7 所示,向用戶提供車牌所對應(yīng)的車輛號碼搜索服務(wù)。 從界面上可以看出,用戶只需要在搜索框中輸入車牌號,即可查詢到對應(yīng)用戶的聯(lián)系方式進(jìn)行撥號。

個人中心界面如圖8 所示,在賬號與安全中,可以修改綁定的號碼并選擇是否開啟號碼保護(hù),也可以退出當(dāng)前登錄賬號；用戶可以通過證件號進(jìn)行實名認(rèn)證,認(rèn)證后將可以查詢到更大數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)；如若用戶遇到推銷詐騙等不法行為,可以在被查詢記錄中對查詢過自己車牌的用戶進(jìn)行舉報,被舉報多次將被暫停使用軟件,甚至限制其使用；用戶可以在綁定車牌號中綁定個人車牌信息或者為他人綁定車牌信息；設(shè)置中還可以設(shè)置軟件中的字體、字形和字號。

圖7 搜索界面圖Fig. 7 Search interface

圖8 控制管理面板Fig. 8 Personal center interface

4 結(jié)束語

本文利用AT89C51 模塊實現(xiàn)了智能化移車,解決了傳統(tǒng)挪車牌導(dǎo)致用戶隱私泄露的問題［11］,利用nRF401 芯片可以實現(xiàn)短距離的通信,實現(xiàn)快速移車。 但無線通信距離限制較大,還有待進(jìn)一步提高。