【正文】 很好地滿足實(shí)時(shí)性要求。為了解決圖像惡化的問(wèn)題，目前采取的辦法是采用主動(dòng)紅外照明攝像或使用特殊的傳感器來(lái)提高圖像的質(zhì)量。雖然提高了識(shí)別率,但是，這同時(shí)也造成了系統(tǒng)的投資成本過(guò)大，應(yīng)用領(lǐng)域變窄，不能普遍推廣應(yīng)用。車輛牌照定位與識(shí)別是計(jì)算機(jī)視覺(jué)與模式識(shí)別技術(shù)在智能交通領(lǐng)域應(yīng)用的重要研究課題之一, 該技術(shù)應(yīng)用范圍非常廣泛。國(guó)外汽車牌照識(shí)別系統(tǒng)研究工作已有一定進(jìn)展, 但并不盡合我國(guó)國(guó)情。我國(guó)汽車牌照的規(guī)范懸掛位置不唯一，并且由于環(huán)境、道路或人為因素造成汽車牌照污染嚴(yán)重, 這種情況下國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家不允許上路, 而在我國(guó)仍可上路行駛等。由于我國(guó)汽車車牌識(shí)別的特殊性, 采用任何一種單一識(shí)別技術(shù)均難以奏效。目前正在研制的無(wú)源型汽車牌照智能識(shí)別系統(tǒng)綜合利用了車輛檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)(Computer Vision) 技術(shù)、圖象處理技術(shù)、人工智能技術(shù)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等, 是一個(gè)比較有發(fā)展前途的車牌識(shí)別系統(tǒng)。 研究現(xiàn)狀 計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和數(shù)字圖像技術(shù)的日趨成熟，為傳統(tǒng)的交通管理帶來(lái)重大轉(zhuǎn)變。先進(jìn)的計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，不但可以將人力從繁瑣的人工觀察、檢測(cè)中解放出來(lái)，而且能夠大大提高其精確度，汽車牌照自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)就是在這樣的背景與目的下進(jìn)行開(kāi)發(fā)的。汽車牌照自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(VLPRS)是對(duì)由公路上配置的攝像頭拍攝的照片進(jìn)行數(shù)字圖像處理與分析，綜合應(yīng)用大量的圖像處理最新成果和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法對(duì)汽車圖像進(jìn)行平滑、二值化、模糊處理、邊緣檢測(cè)、圖像分割、開(kāi)運(yùn)算、閉運(yùn)算、區(qū)域標(biāo)識(shí)等多種手段以提取車牌區(qū)域,進(jìn)而達(dá)到對(duì)汽車牌照的精確定位并最終完成對(duì)汽車牌照的識(shí)別。 車輛牌照定位與識(shí)別是計(jì)算機(jī)視覺(jué)與模式識(shí)別技術(shù)在智能交通領(lǐng)域應(yīng)用的重要研究課題之一:該技術(shù)應(yīng)用范圍非常廣泛, 其中包括: (1) 交通流量檢測(cè)； (2)交通控制與誘導(dǎo)；(3) 機(jī)場(chǎng)、港口等出入口車輛管理；(4) 小區(qū)車輛管理；(5) 闖紅燈等違章車輛監(jiān)控；(6) 不停車自動(dòng)收費(fèi)；(7) 道口檢查站車輛監(jiān)控；(8) 公共停車場(chǎng)安全防盜管理；(9) 計(jì)算出行時(shí)間；(10) 車輛安全防盜、查堵指定車輛等。其潛在市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值極大，有能力產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 課題的研究?jī)?nèi)容本課題主要研究了STC89C52單片機(jī)在整個(gè)系統(tǒng)中所起的作用，主控單元的設(shè)計(jì)以及一些外圍電路的設(shè)計(jì)，使之各分模塊能更好的融入整個(gè)系統(tǒng)，使系統(tǒng)更協(xié)調(diào)的工作，同時(shí)考慮了方案的可行性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性。⑴明確系統(tǒng)功能，完成系統(tǒng)功能模塊劃分。⑵在系統(tǒng)需求及設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)的要求下，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提出具體的設(shè)計(jì)方案。⑶在方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合技術(shù)指標(biāo)及實(shí)現(xiàn)的難易程度，確定測(cè)溫系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案及所用的各種軟硬件環(huán)境，包括器件的選型；完成現(xiàn)場(chǎng)控制單元的硬件原理設(shè)計(jì)。第2章 總體方案的設(shè)計(jì) 車倆數(shù)量采集方案設(shè)計(jì)針對(duì)題目要求，經(jīng)過(guò)分析，系統(tǒng)主要包括STC89C52單片機(jī)、數(shù)碼管、由單片機(jī)作為控制器的控制模塊、顯示模塊及驅(qū)動(dòng)模塊。車倆數(shù)量采集模塊是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一，直接影響整個(gè)系統(tǒng)對(duì)停車場(chǎng)的智能化管理、采集準(zhǔn)確度以及精度等指標(biāo)。方案一：采用紅外線對(duì)管對(duì)進(jìn)入停車場(chǎng)的車輛數(shù)量進(jìn)行采集、然后再將紅外線對(duì)管采集的數(shù)據(jù)傳送給STC89C52單片機(jī)和ML324進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理完以后再傳輸給數(shù)碼管顯示車輛的數(shù)量，數(shù)碼管會(huì)自動(dòng)加一，與此同時(shí)會(huì)有聲音提示以示有車輛進(jìn)入停車位。當(dāng)車輛離開(kāi)時(shí)紅外線對(duì)管會(huì)采取相對(duì)的動(dòng)作對(duì)車輛數(shù)量的進(jìn)行采集，而STC89C52單片機(jī)和LM324的動(dòng)作基本不變和車連進(jìn)入停車位時(shí)一樣，數(shù)碼管的數(shù)量會(huì)自動(dòng)減一。方案二：采用紅外線對(duì)管對(duì)進(jìn)入停車場(chǎng)的車輛數(shù)量進(jìn)行采集、然后再將紅外線對(duì)管采集的數(shù)據(jù)傳送給STC89C52單片機(jī)和LM324進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理完以后再傳輸給數(shù)碼管顯示車輛的數(shù)量，數(shù)碼管會(huì)自動(dòng)加一當(dāng)車輛離開(kāi)時(shí)紅外線對(duì)管會(huì)采取相對(duì)的動(dòng)作對(duì)車輛數(shù)量的進(jìn)行采集，而STC89C52單片機(jī)和ML324的動(dòng)作基本不變和車連進(jìn)入停車位時(shí)一樣，數(shù)碼管的數(shù)量會(huì)自動(dòng)減一，與此同時(shí)會(huì)有聲音提示以示有車輛進(jìn)入停車位。方案三：采用紅外線對(duì)管對(duì)進(jìn)入停車場(chǎng)的車輛數(shù)量進(jìn)行采集、然后再將紅外線對(duì)管采集的數(shù)據(jù)傳送給STC89C52單片機(jī)和ML324進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理完以后再傳輸給數(shù)碼管顯示車輛的數(shù)量，碼管會(huì)自動(dòng)加一，與此同時(shí)會(huì)有聲音提示以示有車輛進(jìn)入停車位。當(dāng)車輛離開(kāi)時(shí)紅外線對(duì)管會(huì)采取相對(duì)的動(dòng)作對(duì)車輛數(shù)量的進(jìn)行采集，而STC89C52單片機(jī)和ML324的動(dòng)作基本不變和車連進(jìn)入停車位時(shí)一樣，數(shù)碼管的數(shù)量會(huì)自動(dòng)減一，與此同時(shí)報(bào)警器會(huì)報(bào)警以示有車輛進(jìn)入停車位。通過(guò)這三種方案的對(duì)比以及在實(shí)際操作過(guò)程中的難易程度等等，本設(shè)計(jì)采用第一種方案。 顯示部分的方案設(shè)計(jì)方案一：采用液晶顯示，能顯示英文字符和數(shù)字。具有低功耗、長(zhǎng)壽命、高可靠性、清晰、體積小等特點(diǎn)。方案二：采用LED八段顯示器。雖然LED具有原理簡(jiǎn)單、顯示快速等特點(diǎn)。但是它不能顯示英文字符，如果使用鎖存方式顯示，增加了電路難度。不使用鎖存方式則增加了控制的難度。所以采用方案二[1] [2]。 主控單元的方案設(shè)計(jì)STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選[3] [4]。第3章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 主控制單元的設(shè)計(jì) 單片機(jī)的介紹主要性能:與MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容 、8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器、 1000次擦寫(xiě)周期、全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz 、三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 、 32個(gè)可編程I/O口線、三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器八個(gè)中斷源、全雙工UART串行通道、 低功耗空閑和掉電模式 、掉電后中斷可喚醒 、看門(mén)狗定時(shí)器 、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識(shí)符 。功能特性描述：STC89C52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在線系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 STC89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。8 位微控制器 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 FlashP0 口：P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下， P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。P1 口：P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì)P1 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，（）和時(shí)器/計(jì)數(shù)器2 的觸發(fā)輸入（），具體如下表所示。 在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。引腳號(hào)第二功能 T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） MOSI（在線系統(tǒng)編程用） MISO（在線系統(tǒng)編程用） SCK（在線系統(tǒng)編程用）P2 口：P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì)P2 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR） 時(shí)，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用 8位地址（如MOVX @RI）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。P3 口：P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì)P3 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。 P3口亦作為STC89C52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號(hào)。端口引腳 第二功能⑴ RXD(串行輸入口)⑵ TXD(串行輸出口)⑶ INTO(外中斷0)⑷ INT1(外中斷1)⑸ TO(定時(shí)/計(jì)數(shù)器0)⑹ T1(定時(shí)/計(jì)數(shù)器1)⑺ WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通)⑻ RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)此外，P3口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。RST——復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG——當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖[5] [6] [7]。FLASH存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上5V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用5V編程電壓Vpp，STC89C52的電路原理圖如圖31所示。圖 31 STC89C52最小系統(tǒng) 電壓部分控制系統(tǒng)主控制部分電源需要用5V直流電源供電，把頻率為50Hz、有效值為220V的單相交流電壓轉(zhuǎn)換為幅值穩(wěn)定的5V直流電壓。其主要原理是把單相交流電經(jīng)過(guò)電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓。