【正文】 ，這為公交公司對車輛的調(diào)度和管理提供實時且精確的信息．除了這些在比較大的場合中的應(yīng)用之外，我們平時在學(xué)校使用的射頻卡門禁、在浴室和食堂對校園卡的使用等等都是射頻識別技術(shù)的產(chǎn)物，它大大方便了我們的生活，更是提高了我們的生活質(zhì)量和生活水平． 射頻識別技術(shù)從上世紀(jì)八十年代開始逐漸走向成熟，它在運輸、防偽等科學(xué)自動化方面也被廣泛地應(yīng)用．也是因為大規(guī)模集成電路的成熟，促使射頻識別系統(tǒng)縮小了體積，并開始進入實用階段．它與接觸式識別方式有所區(qū)別，射 頻卡與讀寫器之間并不需要直接的接觸就可以進行信息的識別，并且它還具有容量大、安全性高、使用方便這些優(yōu)點，所以可以被更廣泛地運用．目前，我國對射頻識別的研究還處于初期階段．但是它有巨大的發(fā)展?jié)摿?，前景也是相?dāng)誘人．相信在不久的將來，我們可以在生活中更多地見到它的身影． 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 基于射頻技術(shù)的停車場控制器的 設(shè)計 9 第 3 章 停車場控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 停車場控制總體設(shè)計 “對于系統(tǒng)需求的分析可以讓我們確定系統(tǒng)的外部實體，從而我們可以設(shè)計出所需的停車場管理系統(tǒng)”．智能停車控制系 統(tǒng)的總體示意圖如圖 31 所示． LCD 屏的作用是充當(dāng)信息展示板，當(dāng)前車位和時間這些相關(guān)的信息都會在上面得以展示．當(dāng)檢測到當(dāng)前有車輛駛?cè)氩⑶臆噧?nèi)射頻卡是有效的，系統(tǒng)會將刷卡信息由控制器讀入將入場時間等基本信息存入控制系統(tǒng)中心，控制系統(tǒng)中心發(fā)出動作指令，控制入口通道打開；當(dāng)?shù)馗芯€圈檢測到車輛駛?cè)氲臅r候，表示車輛已經(jīng)進入了停車場內(nèi)部，這時，系統(tǒng)便會自動更新車位信息，入口通道關(guān)閉．同樣，當(dāng)車輛駛出時，司機刷卡，控制出口通道打開 ，當(dāng)?shù)馗芯€圈檢測到車輛離開，抓拍車輛信息，此時關(guān)閉出口通道并更新車位信息． 停 車 場 數(shù) 據(jù) 中 心入 口 控 制車輛檢測系統(tǒng)入口控制發(fā)卡讀卡系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)報警系統(tǒng)計時收費數(shù)據(jù)存儲出口控制車輛檢測系統(tǒng)收卡收費系統(tǒng)安 全 系 統(tǒng) 計 費 控 制 出 口 控 制 圖 31 停車場控制系統(tǒng)框圖 智能智能停車場控制技術(shù)是現(xiàn)代化停車場車輛收費和裝備自動化控制的統(tǒng)稱．本系統(tǒng)包含了集射頻識別、車輛檢測、顯示技術(shù)以及智能計時收費控制技術(shù)等現(xiàn)代智能化控制技術(shù)于一體的綜合研究設(shè)計．通過這些技術(shù)的相互協(xié)調(diào)處理，實現(xiàn)了停車場收費、控制等目的．根據(jù)設(shè)計的基本原理，智能停車場控制技術(shù)可分為三大部分：信息的采集與傳輸、信息的處理與人機交互、信息的存儲與查詢的三大部分． 車輛檢測 對比目前很多車輛檢測的方式，本設(shè)計決定采用地感線圈來檢測 駛?cè)牒婉偝龅能囕v．地面感應(yīng)線圈，簡單來說，就是一個振蕩電路．地感線圈埋在路面下直徑約 1 米的溝槽，同時埋入多匝導(dǎo)線．地感線圈實際意義上來說是諧振電路中的一個電感元件，它與檢測器的振蕩回路一同形成 LC 諧振．當(dāng)車輛從這里經(jīng)過時，空間介質(zhì)發(fā)生變化，從而引起振蕩頻率的變化，這個變化就是汽車經(jīng)過的信號 [7]．震蕩信號傳送到由單片機構(gòu)成的頻率測量電路，單片機就可以測出這個振蕩頻率了．但是我們需要一個穩(wěn)定的振蕩器，能夠使汽車由其經(jīng)過時能夠產(chǎn)生比較明顯的頻率變化． 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 車位顯示 以超聲波傳感器作為車輛檢測的控制器， 在一定的時間周期內(nèi)傳感器發(fā)射超聲波脈沖來測量脈沖返回的時間間隔．在檢測的過程當(dāng)中，如果脈沖返回時間比作為校準(zhǔn)基礎(chǔ)的地面返回時間短，說明停車位上停有車輛．將所有傳感器通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)出的校準(zhǔn)命令同步進行校準(zhǔn)．傳感器最后通過內(nèi)置 LED 來顯示停車位占用以及空閑等不同狀態(tài)，并且統(tǒng)計這一排停車位的空余情況．當(dāng)這一排有剩余車位時，放置在停車場通道上方的相應(yīng)停車排處的LED 綠燈亮起表示這一排有剩余停車位，入場車輛可以駛?cè)脒@一排停車，如此以來誘導(dǎo)車輛快速停車，當(dāng)這一排停車位沒有剩余時，放置在停車場通道處相應(yīng)停車排處的 LED 紅燈亮表示這一排沒有剩余停車位 [8]． 自動計費 車輛離開停車場時，液晶顯示屏?xí)D(zhuǎn)向新的界面，在這個界面中，車主可以看到他的停放時間和收取的費用，對于長期用戶，則自動扣除費用．收費完畢后，則會重新回到時間顯示的界面． 控制系統(tǒng)的硬件電路 在本停車場控制系統(tǒng)核心處理器的選擇中，綜合多方面的考慮，最終 決定使用STC89C52 型單片機作為主控芯片 ．它是 STC 公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，雖然使用了經(jīng)典的 MSC51的內(nèi)核，但在此基礎(chǔ)上又做了許多改進，所以它具備了很多傳統(tǒng) 51 單片機不具備的功能．并且單片機的成本 的系統(tǒng)穩(wěn)定，在目前工業(yè)自動化控制中得到了廣泛的應(yīng)用 [9]，其總體結(jié)構(gòu)圖如圖 32 所示： 單 片 機S T C 8 9 C 5 2地 感 線 圈 檢 測 電 路顯 示 電 路報 警 指 示 電 路計 時 電 路復(fù) 位 電 路電 源 開 關(guān) 圖 32 車輛檢測控制單元結(jié)構(gòu)圖 STC89C52 單片機 STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，它是宏晶科技開發(fā)的一款單片機．相比于以往研發(fā)出的單片機，雖然它使用的是經(jīng)典的 MSC51 內(nèi)核，但是在此基礎(chǔ)之上，又做了很多改進，所以它具備很多傳統(tǒng)的 51 單片機不具備的特點．它具有的 8K 可反復(fù)擦寫的存儲器，使得 STC89C52 相比于其它 單片機來說，可以更方便也更靈活地使用．除此之外， STC89C52 還在傳統(tǒng) 51 單片機的基礎(chǔ)上擴展了看門狗定時器，這樣一來，更是增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性． STC89C52 主要性能有以下幾點： （ 1） 與 MCS51 單片機產(chǎn)品兼容 （ 2） 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 基于射頻技術(shù)的停車場控制器的 設(shè)計 11 （ 3） 1000 次擦寫周期 （ 4） 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz （ 5） 三級加密程序存儲器 （ 6） 32 個可編程 I/O 口線 （ 7） 三個 16 位定時器 /計數(shù)器 （ 8） 八個中斷源全雙工 UART 串行通道 （ 9） 低功耗空閑和掉電模式 （ 10） 掉電后中斷可喚醒 （ 11） 看門狗定時器 （ 12） 雙數(shù)據(jù)指針 （ 13） 掉電標(biāo)識符 STC89C52 的各引腳功能如表 31 所示： 表 31 STC89C52 引腳功能 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VCC 電源電壓 7 RST 復(fù)位輸入 2 VSS 接地 8 ALE/PROG 輸出脈沖 3 P0 數(shù)據(jù) 9 PSEN 選通信號 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 4 P1 數(shù)據(jù) 10 VPP 控制信號 5 P2 數(shù)據(jù) 11 XTAL1 輸入端 6 P3 數(shù)據(jù) 12 XTAL2 輸入端 STC89C52 的引腳電路圖如圖 33 所示： P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78R S T9P 3 .0 / R x D10P 3 .1 / T x D11P 3 .2 / I N T 012P 3 .3 / I N T 113P 3 .4 / T 014P 3 .5 / T 115P 3 .6 / W R16P 3 .7 / D R17X T A L 218X T A L 119G N D20P 2 .021P 2 .122P 2 .223P 2 .324P 2 .425P 2 .526P 2 .627P 2 .728P S E N29P R O G30E A / V p p31P 0 .732P 0 .633P 0 .534P 0 .435P 0 .336P 0 .237P 0 .138P 0 .039V C C40U1S T C 8 9 C 5 2P 0 0P 0 1P 0 2P 0 3P 0 4P 0 5P 0 6P 0 7V C CP 3 2P 3 3P 3 4P 3 5P 3 6P 3 7P 1 0P 1 1P 1 2P 1 3P 1 4P 1 5P 1 6P 1 7P 3 0P 3 1P 2 0P 2 1P 2 2P 2 3P 2 4P 2 5P 2 6P 2 7 圖 33 STC89C52單片機引腳 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 電源電路 鑒于電源接入方式及系統(tǒng)所需電壓，本設(shè)計在電源方面的選擇是非常易得的 5V 直流電源．模擬控制器接入 12V 的直流電壓，然后通過 LM2576 將 12V 電壓轉(zhuǎn)化為 5V直流電壓，提供穩(wěn)定電源． LM2576 是一個穩(wěn)壓電路，包含兩個系列，提供多個電壓檔次產(chǎn)品 ． 為了使我們得到不同的輸出電壓，通常將比較器的負(fù)端接基準(zhǔn)電壓，把它的正端與分壓電阻網(wǎng)絡(luò)相接 ． 放大器可以控制其內(nèi)部振蕩器的輸出占空比，所以我們可以得到一個穩(wěn)定的輸出電壓 ． 電源電路的原理圖如圖 34 所示： C1C4+ C2+ C3DI N 5 8 2 2L1 0 m HL M 2 57 6V i nFe e d b a c kV o u tGNDON / OFF+ 1 2+ 5 V13 524 圖 34 電 源模塊電路 復(fù)位電路 在單片機的振蕩器正常運行時候，如果該管腳上有時間上超過兩個波動周期的高電平時，那么 STC89C52單片機就會被初始化，相當(dāng)于重啟電腦一樣．把內(nèi)部的程序指針置于開始位置．單片機復(fù)位的時候 P0P3口均會被重新置 1，也就是說這些引腳的電平都是高電平，單片機內(nèi)部的指針及其它一些特殊功能寄存器也都會全部回到歸零狀態(tài)．在 52單片機的復(fù)位腳從高信號轉(zhuǎn)為低信號的時候， 52單片機內(nèi)部的 ROM的從 00H處重新再次運行軟件．復(fù)位是由通過外部控制的單片機啟動模塊進行的．單片機內(nèi)啟動模塊是從單片機的復(fù)位管腳利用斯密特觸發(fā)器和啟動模塊相連在一起的，斯密特器能夠有效的減低干擾的影響，它的給定實在單片機的一次周期的 S5P2期間進行的，由單片機的復(fù)位電路采樣一次．單片機的復(fù)位電路由自動復(fù)位和按鈕手動復(fù)位兩種方式，本設(shè)計中使用的是自動與手動相結(jié)合的方式來復(fù)位．復(fù)位電路如圖 35所示 . +C11 10μFS1VC CR7R8RST 圖 35 復(fù)位電路 基于射頻技術(shù)的停車場控制器的 設(shè)計 13 計時電路 計時電路主要為單片機提供外部時鐘信號，實現(xiàn)停車場的車輛計時收費功能 XTAL1 是單片機內(nèi)部波動 器的反相放大組件端口， XTAL2 則是另一個單片機內(nèi)部波動器的反相放大組件端，如果利用的是外在的時鐘輸入，我們就把外在的時鐘輸入加到 XTAL1，讓 XTAL2處于不接狀態(tài)．計時電路如圖 36 所示 . V C C 21X12X23G N D4CE5I / O6S C L K7V C C 18U3D S 1 3 0 2Y23 2 .7 6 8V C C12J5C51 0 4P 3 3P 3 4P 3 5 圖 36 計時電路 顯示電路 液晶顯示器是一種將液晶顯示器件、連接器件、集成電路、 PCB 線路板、背光源以及結(jié)構(gòu)器件裝配在一起的組件 [10]．它通過 TFT 上的信號和電壓來控制液晶分子流轉(zhuǎn)方向，從而達(dá)到顯示的目的． 在本設(shè)計中我們 采用的是常用的 2 行 16 個字的 1602 液晶模塊． 1602采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口， 其電路圖如圖 37 所示． 12345678910111213141516L C D1602 GN DVC CGN DVC CRSWSENP00P01P02P03P05P06P07P04 圖 37 顯示電路 LCD1602 主要技術(shù)參數(shù)： （ 1） 顯示容量 :162 個字符 （ 2） 芯片工作電壓 :— （ 3） 工作電流 :() （ 4） 模塊最佳工作電壓 : 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 （ 5） 字符尺寸 :(WH)mm LCD1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表32 所示 表 32 LCD1602 引腳功能 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正