【正文】 的機制已經(jīng)不能適應(yīng)時代的發(fā)展，因為它浪費了許多人力和物力，在信息時代這種傳統(tǒng)的管理方法必然被計算機為基礎(chǔ)的信息管理所取代。軟件作為一項有力的工具，只有當(dāng)此種工具，與我們的實踐相結(jié)合起來的時候，才具有重大的社會價值及使用價值。因此根據(jù)智能大廈或小區(qū)目前實際的停車場管理情況開發(fā)一套停車場管理系統(tǒng)是十分必要的。 在研究和設(shè)計過程中，結(jié)合本專業(yè)知識，開發(fā)新結(jié)構(gòu)，設(shè)計新線路，可加深對知識的理解和綜合應(yīng)用能力，增進對電子技術(shù)了解，并對電子設(shè)計有更深層次的理解，從而為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。研究的成果具有較高的實用性，針對小區(qū)地下汽車停放得到更好的管理防盜。第二章 系統(tǒng)分析及方案論證為了完成本課題—紅外線地下停車場汽車管理防盜系統(tǒng)，經(jīng)過考慮論證，決定分為以下幾個階段進行：，明確系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能，大致了解要解決的問題，制定總的設(shè)計方案；；；，進行在線調(diào)試；；，投入到實際使用。本課題包括電子部分的四個小部分，其中單片機是實現(xiàn)功能的核心，而檢測部分（紅外發(fā)射、接收）、顯示部分和報警關(guān)系到整個停車場管理防盜性能的好壞，對車輛的進出，穩(wěn)定性可靠性能完全依靠該部分檢測的準(zhǔn)確度，進而向值班室傳送準(zhǔn)確的信號。由此可見，整個小區(qū)地下停車場汽車管理防盜系統(tǒng)的設(shè)計工作應(yīng)該綜合考慮多方面因素。根據(jù)本設(shè)計要實現(xiàn)的功能，考慮到硬件電路的復(fù)雜度，軟件的易實現(xiàn)等情況來進行結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作。由此，在一些主要部分提出了一些可行性方案，進行分析對比，完成了整個系統(tǒng)的設(shè)計工作。本部分主要是紅外發(fā)射、接收。主要任務(wù)是檢測當(dāng)汽車在地下停車場停穩(wěn)后（汽車進場時要有位置要求），紅外發(fā)射器發(fā)出的紅外信號被汽車車牌反射，此狀態(tài)信號發(fā)送至保安，告知此車進場；當(dāng)汽車在地下停車場開出后，發(fā)出的紅外信號沒被反射，此狀態(tài)信號發(fā)送至保安，告知此車開出，在車出門時，保安認(rèn)定。本部分的主要任務(wù)是給單片機、紅外熱釋電傳感器等供電。 本部分可用數(shù)碼顯示或燈箱顯示，數(shù)碼管顯示車位號表示此車位有車進入或有車在,沒有顯示即表示此車位有車開出或為空。本部分為整個裝置的主體部分，控制顯示輸出及控制聲光報警。本部分利用紅外接收器接收到人體發(fā)紅外信號，報警器報警。：方案一：主動式紅外探測。工作原理：主動紅外探測將發(fā)射器和接收器分別安裝于警戒線的兩端，發(fā)射器發(fā)射出一串紅外光由接收器接收，如中間任意處被遮斷，報警器就發(fā)出報警信號。采用雙光路的主動式紅外報警器可大大提高抗噪誤報的能力。目前直線探測距離可達(dá)到室內(nèi)750m，室外250m.。本設(shè)計可利用汽車阻斷紅外接收。當(dāng)紅外接收器接收到紅外信號時，此信號發(fā)送到值班室，告訴保安此車位是空的；當(dāng)有汽車停放在此車位時，汽車阻斷了紅外線，接收器接收不到紅外信號，此信號發(fā)送到值班室，告訴保安此車位有車在，當(dāng)汽車開出后，紅外接收器接收到紅外信號，此信號發(fā)送至保安室，告訴此車開出，在車出門時，保安認(rèn)定。其優(yōu)點是簡單，易于實現(xiàn)。只要設(shè)定車至少須停在離接收器多遠(yuǎn)就行了。方案二：利用反射式紅外發(fā)射。當(dāng)汽車在地下停車場停穩(wěn)后，紅外發(fā)射器發(fā)出的紅外信號被汽車車牌反射，此狀態(tài)信號發(fā)送至保安，告知此車進場；當(dāng)汽車在地下停車場開出后，發(fā)出的紅外信號沒被反射，此狀態(tài)信號發(fā)送至保安，告知此車開出，在車出門時，保安認(rèn)定。此方案需考慮每輛車的車牌寬度、離地面的高度及車牌號碼、車牌的尺寸等因素來設(shè)置停素（對于標(biāo)準(zhǔn)車牌，字符間間距為12mm，第3個字符間間距為34mm，其中，中間小圓點10mm寬，小圓點與第3個字符間間距分別為12mm。車前牌照的尺寸均為長44cm，寬14cm，共有7個或8個字符）。牌照上都有白色部分，不是白字就是白底，這就可以由白色部分反射紅外線。但是要根據(jù)汽車車牌的位置：離地高度H，離左輪或右輪的距離L及牌照白色部分，來安裝紅外發(fā)射器和接收器，以及汽車要停在哪個位置，用涂料作出記號。如作左車輪記號，車主每次停車必須要將車的左車輪壓住涂料線，右車輪也可以，或兩輪都作記號亦可。但此方案在車牌傾斜或車牌掉色或有污垢都會影響紅外線反射，紅外接收器KDS9就不能正常接收紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外線。方案三：利用反射式紅外發(fā)射。利用地面作為反射媒介。當(dāng)車位空時，紅外發(fā)射器發(fā)出的紅外線經(jīng)地面反射，反射的紅外線被紅外接收器接收，此信號發(fā)送至保安室，說明此車位空；當(dāng)此車位有車開進時，發(fā)射器發(fā)出的紅外線因被洗車頂阻隔，此時接收器接收不到紅外反射來的紅外線，或者沒有紅外反射，此信號發(fā)送至保安室，告知，此車位有車進。此方案需要考慮車頂因素，容易受非平面車頂導(dǎo)致的雜散紅外線引起的誤判斷。 綜上所述三種方案優(yōu)缺點比較，宜采用方案一：利用主動式紅外探測。但本設(shè)計任務(wù)要求利用車牌反射紅外線，故在本設(shè)計中采用方案二。方案一：采用220V交流電轉(zhuǎn)5V直流電變壓器，給單片機、熱釋紅外電路等供電。 電路圖如下：方案二：直接采用5V電源供電或用電腦USB插口給單片機、熱釋電紅外元件等供電。此方案現(xiàn)成，較方案一簡便實用。單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，顯示器是最常用的輸出設(shè)備。常用的顯示器有：發(fā)光二極管顯示器（LED）、液晶顯示器（LCD）和熒光管顯示器。目前，很多公共場合逐漸使用簡易的CRT接口，顯示一些漢字及圖形。前三種顯示器都有兩種顯示結(jié)構(gòu)：段顯示（7段、“米”字形等）和點陣顯示（5588點陣等）。而發(fā)光二極管顯示又分為固定顯示和可以拼裝的大型字段顯示，此外還有共陽極和共陰極之分。用單片機驅(qū)動LED數(shù)碼管有很多方法，按顯示方式分，有靜態(tài)顯示和動態(tài)（掃描）顯示（在第三章將會作詳細(xì)的介紹），按譯碼方式可分硬件譯碼和軟件譯碼之分。硬件譯碼就是顯示的段碼完全由硬件完成，CPU只要送出標(biāo)準(zhǔn)的BCD碼即可，硬件接線有一定標(biāo)準(zhǔn)。軟件譯碼是用軟件來完成硬件的功能，硬件簡單，接線靈活，顯示段碼完全由軟件來處理，是目前常用的顯示驅(qū)動方式。比較常用的顯示驅(qū)動芯片有：74LS164 , CD4094+ULN2003(2803) ,74HC595+ULN2003(2803) ,TPIC6B595,AMT9095B, AMT9595等許多。另外，市場上還有一些專用的LED掃描驅(qū)動顯示模塊如MAX7219等，功能很強，價格稍高一些。也可采用燈箱顯示如下圖所示。每個燈上面標(biāo)有車位號，若有車進入，此車位的燈亮；若車開出或無車，此車位的燈不亮。此種顯示方法比較簡單。采用被動式熱釋電紅外探測器，這種熱釋電傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?。熱釋電紅外傳感器既可用于防盜報警裝置，也可用于自動控制、接近開關(guān)、遙測等領(lǐng)域。用它制作的防盜報警系統(tǒng)與目前市上銷售的許多防盜報警器材相比，具有以下特點：●不需要用紅外線或電磁波等發(fā)射源?！耢`敏度高、控制范圍大?！耠[蔽性好，可流動安裝。因其價格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。被動式熱釋電紅外探頭的工作原理及特性：紅外探測報警以探測移動人體輻射的紅外線為目標(biāo)。它由紅外探測器和信號處理電路，聲光報警電路組成。（若采用無線方式，還要包括報警信號的編碼、發(fā)射及接收、解碼電路）紅外探測器作用是將移動人體的紅外輻射聚焦到傳感器上來，通過內(nèi)部光敏元件把接收到的紅外能量轉(zhuǎn)換成電信號輸出。信號處理電路把微弱的電信號進行放大，并把有用的信號從各種干擾信號中檢出。聲光報警電路負(fù)責(zé)輸出各種聲光報警信號。人體都有恒定的體溫,一般在37 ℃,所以會發(fā)出特定波長10μm左右的紅外線,在遠(yuǎn)紅外區(qū)。被動式紅外探頭就是靠探測人體發(fā)射的10 μm左右的紅外線而進行工作的。人體發(fā)射的10 μm左右的紅外線通過菲涅爾濾光片增強后聚集到紅外感應(yīng)源上。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件,這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時就會失去電荷平衡,向外釋放電荷,后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生報警信號。(1)這種探頭是以探測人體輻射為目標(biāo)的。所以熱釋電元件對波長為10 μm左右的紅外輻射必須非常敏感。(2)為了僅僅對人體的紅外輻射敏感,在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲泥爾濾光片,使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。(3)被動紅外探頭,其傳感器包含兩個互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元。而且制成的兩個電極化方向正好相反,環(huán)境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有相同的作用,使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消,于是探測器無信號輸出。(4)一旦人侵入探測區(qū)域內(nèi),人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦,并被熱釋電元接收,但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同,熱釋電也不同,不能抵消,經(jīng)信號處理而報警。(5)菲泥爾濾光片根據(jù)性能要求不同,具有不同的焦距(感應(yīng)距離) ,從而產(chǎn)生不同的監(jiān)控視場,視場越多,控制越嚴(yán)密。方案一：采用熱釋電紅外元件CS980KDS9組成防盜報警電路。電路圖如下：接通電源后，電路即處于開機延時階段，熱釋電紅外傳感器KDS9加電預(yù)熱45s。延時結(jié)束后，電路便進入自動探測狀態(tài)。此時，如果有人進入防盜監(jiān)視區(qū)，則人體輻射出的紅外線就會被KDS9探測到，并經(jīng)KDS9轉(zhuǎn)換為幅度為1mV、～7Hz的微弱信號。該信號直接輸送到IC2的腳，經(jīng)IC2內(nèi)部放大及處理后，從IC2的腳輸出一控制信號，使VT1 飽和導(dǎo)通，繼電器K1得電吸合，其常開觸點K1－1閉合，使高響度揚聲器發(fā)出報警聲。方案二：由熱釋電紅外配套元件CS9803和KDS單片機、聲光報警部分組成。當(dāng)晚上有人進入紅外監(jiān)視區(qū)，人體發(fā)出的紅外線被紅外探測器KDS9接收，此信號經(jīng)熱釋電紅外元件CS9803轉(zhuǎn)換,然后將信號傳輸?shù)絾纹瑱C上，在單片機內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識別判決等實時發(fā)出報警狀態(tài)控制信號。驅(qū)動電路將控制信號放大并推動聲光報警設(shè)備完成相應(yīng)動作。當(dāng)報警延遲一段時間后自動解除。通過對上述多種結(jié)構(gòu)的比較和考慮，我們決定采取如下的方案來進行紅外紅地下停車場管理防盜系統(tǒng)設(shè)計：①檢測部分：采用CS9803GP高性能熱釋電紅外電路和KDS9人紅外熱釋電探頭②單片機部分：采用ATMEL公司的單片機AT89C52③語音部分：采用美國ISD公司單片語音處理大規(guī)模集成電路ISD系列的ISD1420④電源部分：直接采用5V電源供電或用電腦USB插口給單片機、熱釋電紅外元件等供電。防盜報警部分：采用CS9803GP高性能熱釋電紅外電路和KDS9人紅外熱釋電探頭,單片機控制聲光報警。第三章 停車場管理防盜系統(tǒng)單元電路設(shè)計與實現(xiàn)紅外發(fā)射電路設(shè)計多種多樣，其電路有直流電流驅(qū)動電路、交流電流驅(qū)動電路和脈動電流驅(qū)動電路三種。按照構(gòu)成發(fā)射電路所用之器件的不同，可分為分立元件組成的發(fā)射器電路、以通用集成電路為核心組成的發(fā)射器電路和由專用紅外集成電路構(gòu)成的發(fā)射器電路等。本設(shè)計采用CD4069六反向器中的兩個非門組成的多諧振蕩電路，其振蕩頻率調(diào)整在38~40kHZ，經(jīng)VT1驅(qū)動，紅外發(fā)射管發(fā)出38~40kHZ的紅外光線。振蕩頻率的調(diào)整由R3擔(dān)任，其他無需調(diào)試。電路中FF2為CC4069六反向器中的兩個反向器。其余四個反向器閑置不用，但其輸入因腳不能懸空，可全部接地或接電源正。 1672年，人們發(fā)現(xiàn)太陽光（白光）是由各種顏色的光復(fù)合而成，同時牛頓做出了單色光在性質(zhì)上比白色更簡單的著名結(jié)論。使用分光棱鏡就把太陽光（白光）分解為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等各色單色光。1800年，發(fā)現(xiàn)了紅外線。紅外線是一種電磁波，具有與無線電波及可見光一樣的本質(zhì)?！?00μm之間，按波長的范圍可分為近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外、極遠(yuǎn)紅外四類，它在電磁波連續(xù)頻譜中的位置是外于無線電波與可見光之間的區(qū)域。紅外線輻射是自然界存在的一種最為廣泛的電磁波輻射，它是基于作保物體在常規(guī)環(huán)境下都會產(chǎn)生自身的分子和原子無規(guī)則的運動，并不停地輻射出熱紅外能量，分子和原子的運動愈劇烈，輻射的能量愈大，反之，輻射的能量愈小。溫度在絕對零度以上的物體，都會因自身的分子運動而輻射出紅外線。熱釋電紅外線傳感器是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種新型高靈敏度探測元件。熱釋電紅外傳感器原理是基于：任何高于絕對溫度的物體都會發(fā)出電磁輻射——紅外線，但各種不同溫度的物體所輻射的電磁能及能量隨波長的分布是不同的。它能與非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。將這個電壓信號加以放大，便可驅(qū)動各種控制電路。如用于電源開關(guān)控制、防盜防火報警、自動監(jiān)測等。熱釋電紅外傳感器和熱電偶都是基于熱電效應(yīng)原理的熱電型紅外傳感器。不同的是熱釋電紅外傳感器的熱電系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱電偶, 其內(nèi)部的熱電元由高熱電系數(shù)的鐵鈦酸鉛汞陶瓷以及鉭酸鋰(LiTaO3)、硫酸三甘鐵（LATGS）等配合濾光鏡片窗口組成, 其極化隨溫度的變化而變化。為了抑制因自身溫度變化而產(chǎn)生的干擾, 該傳感器在工藝上將兩個特征一致的熱電元反向串聯(lián)或接成差動平衡電路方式, 因而能以非接觸式檢測出物體放出的紅外線能量變化, 并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出。熱釋電紅外傳感器在結(jié)構(gòu)上引入場效應(yīng)管的目的在于完成阻抗變換。由于熱電元輸出的是電荷信號,并不能直接使用,因而需要用電阻將其轉(zhuǎn)換為電壓形式, 該電阻阻抗高達(dá)104MΩ , 故引入的N溝道結(jié)型場效應(yīng)管應(yīng)接成共漏形式(即源極跟隨器) 來完成阻抗變換。熱釋電紅外傳感器由傳感探測元、干涉濾光片和場效應(yīng)管匹配器三部分組成。設(shè)計時應(yīng)將高熱電材料制成一定厚度的薄片,并在它的兩面鍍上金屬電極, 然后加電對其進行極化, 這樣便制成了熱釋電探測元。由于加電極化的電壓是有極性的,因此極化后的探測元也是有正、負(fù)極性的。根據(jù)熱釋電紅外傳感器元件的個數(shù)可分為單元件型和