【文章內(nèi)容簡介】 是為了提高檢測的準確性，避免當有人等路過是被當做車輛檢測，因為人一般走過路過也就需要不到 1 秒鐘，但是車輛因為比較長，所以檢測的時間會稍微長一點。設定 2秒可以巧妙的將車和人等區(qū)分開。 該部分的設計需要考慮沖突問題，假想，當前系統(tǒng)的 led 顯示屏顯示有 3個空車位，但是這時候來了四輛車，但是四輛車都看到顯示有 3個空車位，于是都進入了停車場，結果是最后進入的一輛車將無車位可用。 為了解決這個問題，本課題采用了及時更新系統(tǒng) LED 數(shù)目管顯示的頻率，平行處理進入的車輛，當有一輛車進來時，為它分配一個停車位，同時標記該停車位為預定狀態(tài)，然后更新顯示屏的顯示數(shù)目（減一）。接著處理其他車輛。 一個完成的入口系統(tǒng)的框架圖如下所示： 基于單片機的停車場管理系統(tǒng) 9 圖 321 入口檢測系統(tǒng)流 程 車位引導系統(tǒng)設計 現(xiàn)在的汽車大多數(shù)都裝載了 GPS 導航，目前市場上已經(jīng)有一些成熟的車位誘導系統(tǒng)通過車載的 gps 將車引導至目的地。 誘導系統(tǒng)可以分為車內(nèi)誘導系統(tǒng)和車外誘導系統(tǒng)。將誘導裝置安裝在車內(nèi)，通過車和數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)交互實現(xiàn)對車輛方向的引導稱為車內(nèi)誘導系統(tǒng)。 這種誘導系統(tǒng)誘導對象是單個車輛，也稱車輛個體誘導系統(tǒng)，這類系統(tǒng)的誘導機理比較明確，容易達到誘導的目的。目前發(fā)達國家采用的是這種系統(tǒng)，但是這種系統(tǒng)對車內(nèi)設施和信息傳輸技術要求比較高，造價相對昂貴。 基于單片機的停車場管理系統(tǒng) 10 車外誘導系統(tǒng)有多重形式的存在，可以是在停車場內(nèi)樹立大塊的 顯示屏，顯示當前車輛位置和目標停車位。但是這種方法的劣勢是司機需要不斷的觀察顯示屏上自己所在的位置，邊駕駛邊觀察路線，顯而易見這對駕駛安全是極為不利的，很有可能增加車輛碰撞、追尾等事故。本課題別出心裁設計出另外一種車位引導系統(tǒng)，通過地燈。在停車場入口到各個車位上都有一條地燈線路，當入口檢測器檢測到有車輛進入時，系統(tǒng)會遍歷所有的停車位，尋找可用的停車位，當尋找到一條可用的停車位時，一方面在系統(tǒng)中標記該車位為預定狀態(tài)，同事將該條線路的地燈點亮，車輛尋這點亮的路燈將很容易到達目標車位。 該系統(tǒng)需要解決的問題是，如 何處理多車輛同時進入停車場的問題，因為這時候需要有多個地燈線路同時被點亮，當有一輛車進入車位時，相應 的路線上的地燈需要被熄滅，但是同時又不能影響其他正在行進的車輛的地燈引導。 為了解決這個問題，本研究采用分段控制地燈的方法，即將路線分成若干段，每一段單獨控制。當有一段地燈需要熄滅時，會遍歷系統(tǒng)中當前正在被占用的車位，如果該車位的地燈正在被點亮，同時待熄滅的地燈和正在唄占用的車位的地燈重合，那么久不要熄滅該地燈，以保證該地燈能繼續(xù)為其他車輛提供引導。 基于單片機的停車場管理系統(tǒng) 11 圖 331 地燈系統(tǒng)控制流程 紅外車輛檢測 設計 紅外檢測模塊主要有兩個用途，一個如前面所述，作為停車場入口的檢測是否有車輛進入停車場； 另一個功能是檢測是否有車離開停車場。紅外模塊的功能實現(xiàn)相對簡單，紅外檢測模塊的使用方法前面已經(jīng)講解。本設計中只需要捕捉檢測到的信號。然后就可以判斷當前位置是否有車輛，進而做出相應的處理。 限號及車位剩余顯示系統(tǒng)設計 剩余車位顯示是本系統(tǒng)的另外一個很重要的功能，試想，如果沒有了該功能的提示，車主不知道當前該停車場剩余多少個停車位，那么勢必會造成混亂的情況：基于單片機的停車場管理系統(tǒng) 12 所有的車都開進停車場，但是停車場內(nèi)早已經(jīng)占滿了。因此， 一個完成的停車場系統(tǒng)，這一部分也是至關重要的。 本系統(tǒng)中車位有三種狀態(tài)：占用、預定、空閑，對應這當前有車輛停在車位上，該車為不可被其他車輛使用，預定表明當前沒有車停在車位上，但是該車位已經(jīng)被分配出去了，例如有一輛車已經(jīng)進入停車場，但是還沒有到達停車位，那么停車位是預定的狀態(tài)?？臻e，顧名思義，就是表明當前該車位沒有被占用、也沒有被預定，是完全可被分配的車位。 因為顯示系統(tǒng)需要實時顯示空閑車位的數(shù)量，當有車位被預定，有車位被占用，或者有車駛出停車位的時候，都需要及時的更新停車位的個數(shù)顯示。 為了實現(xiàn)以上功能，空閑車位顯示模塊的設計如下： 圖 351 車位顯示模塊流程圖 說明：車位只有三種狀態(tài)：空閑、預定、占用。顯示模塊在程序的每一個 loop都被執(zhí)行，當檢測到某一個車位被預定是，計數(shù)顯示立刻減 1，表示當前有一個車位不可用基于單片機的停車場管理系統(tǒng) 13 了。如果檢測到車位被占用那么檢查的它的傳感器，如果傳感器檢測到車（傳感器 =0）， 那么表明該車位確實被占用了，如果該車位的傳感器檢測不到車，那么表明該車位原來停放了一輛車，但是現(xiàn)在車已經(jīng)開走了，那么該車位又變成空閑了，因此顯示數(shù) +1，其他所有的情況，計數(shù)不變化。 限號顯示相對簡單，只需要獲取當前星期，然后將對應的數(shù)字顯示在數(shù)碼管上即可。 基于單片機的停車場管理系統(tǒng) 14 第四章 智能停車場實現(xiàn) 根據(jù)以上設計，該系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)之間相互交互，實現(xiàn)一個完整的停車場管理系統(tǒng)，總體的工作流程如下框圖所示： 圖 系統(tǒng)總體框圖 流程整體說明：該系統(tǒng)以單片機 Arduino為核心，附著傳感器系統(tǒng)、入口檢測系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、地燈引導系統(tǒng)； 各個子系統(tǒng)通過引進與中央單片機相連接，通過單片機的處理器，來實現(xiàn)各模塊的控制 [1]。各個模塊的交互如圖所示，系統(tǒng)啟動的時候，單片機首先檢測入口是不是有車輛進入，如果檢測到有車輛進入則尋找可用車位，啟動地燈引導、同時更新顯示系統(tǒng)的顯示個數(shù)。 如果沒有檢測到車輛，則繼續(xù)保持檢測狀態(tài)。傳感器系統(tǒng)主要是用來檢測車位上的車輛的狀態(tài)，根據(jù)車輛狀態(tài)來更新顯示系統(tǒng)以便及時提醒停車場外的車輛當前是否有車輛可用。顯示系統(tǒng)的另一個功能是提醒車主當前的限號尾號。 [1] 參考 秦 龍 .MSP430單片機常用模塊與綜合系統(tǒng)實例精講 基于單片機的停車場管理系統(tǒng) 15 下面將逐個介紹每個子系統(tǒng)的具體實現(xiàn)方法。 入口實現(xiàn) 入口系 統(tǒng)是整個停車場的智能開始。傳統(tǒng)的停車場在入口都會有一個管理員，當有車輛需要將進入車場時，管理員檢車有多少個車位可用，是否允許車輛進入，然后放行。 本課題將實現(xiàn)與管理員職責相同的入口系統(tǒng)，當有車輛進來時，代替管理員，本課題使用一個傳感器來檢測是不是真的 有車進來，如前面介紹的，為了使檢測的準確性盡可能的提高，本課題采用多次檢測的方法，并設定了一個閾值，只有多次檢測到有物體的次數(shù)大于一定的閾值待會判斷為有車。具體實現(xiàn)如下： void entrance_stat_check() { //delay(2020)。 int tmp = 0。 for(int i = 0。 i10。 i++) { tmp += digitalRead(enter_port)。 } if(tmp == 0) { avail = 1。 } } 上面代碼的意思是，每隔 100ms 讀取一次傳感器的值，連續(xù)讀取十次。如果讀取的都是有障礙物，那么任務檢測到有車輛，可用的車位總數(shù)減少 1， 同時為該車輛尋找一個可用的停車位。 本課題使用的傳感器如下圖所示，如果檢測到有障礙物那么從單片機響應管腳讀取到的為 1. 如果連續(xù)讀取十次都是 0，則 tmp=0，那么表明有車。 圖 411 紅外傳感器 該傳感器有三個管腳，依次為：電源、地線和輸出。在入口，將輸出接在 Arduino 的enter_port（ 48）管腳上，通過 digitalRead（）可以讀取管腳的值，也就可以讀取傳感器的信號。 void find_avil_path() { 基于單片機的停車場管理系統(tǒng) 16 for(int i = 0。 i 8 。 i++) { if(park_stat[i] == 0) { park_stat[i] = 1。 break。 } } } 當入口檢測到有車的時候，會調(diào)用 fin_avil_path[1]方法，尋找可使用的車位。 在程序里， park_stat[8]， avail 都是全局變量，前者用來標記每一個車位（共 8 個車位）的狀態(tài)， 1 表示不可用， 0 表示可用。如果尋找到某一個車位為 0，則表示可用，讓后將該位置的狀態(tài)置為 并且在入口需要將全局可用的車位數(shù)減少 1. 顯示系統(tǒng)實現(xiàn) 有車位被占用時，要及時更新顯示屏的顯示數(shù)量。顯示的實現(xiàn)代碼比較簡單，如下 int stat = digitalRead(park_port[i])。 if(stat == 1 amp。amp。 park_stat[i] == 0) { avail += 1。 } myDisplay 方法首先會遍歷 8個車位，讀取響應車位的傳感器，如果傳感器讀取到的值為 1（沒有車輛），并且全局的該車位的停車狀態(tài)為 0（可用），則可用的車位數(shù)加 1（每次村換開始的時候， avail初始化為 0）。 for(int x=low_ledStart。x=low_ledEnd。x++) { digitalWrite(x,low_led[low][z])。 z++。 if (z=9) z=0。 } 統(tǒng)計出當前有多少個車位以后，需要在數(shù)碼管上顯示出來，調(diào)用 show接口。 該接口接收一個輸入數(shù)字，這個數(shù)字可以是任意一個兩位數(shù)，函數(shù)取得高位和地位，分別展示，以為該系統(tǒng)只有 8個停車位，所有只展示低位就可以。具體展示方法需要根據(jù)數(shù)字來控制 LED數(shù)碼管的每個段來亮或暗。具體控制方法如下： [1] 參考 王東峰等 .單片機 C 語言應用 100例 基于單片機的停車場管理系統(tǒng) 17 圖 421 七段數(shù)碼管引腳圖 因此若要顯示 0，則只需要 G和 DP暗淡，將相應的管腳設置為高電平即可。 8位數(shù)碼管通過引線和 arduino的管腳連接，本課題設置的連接映射為： LED管腳 Arduino管腳 數(shù)組索引 2 7 6 10 6 6 9 5 5 7 4 3 5 3 2 4 2 1 1 8 7 6 9 8 8 13 根據(jù)管腳圖顯示 0需要 1和 6為高電平，對應管腳為 8 和 9 為高電平，對應數(shù)組索引為 7 8 為 0 0 0 0 0 0 1 1 同樣的道理可得 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9顯示對應的數(shù)組。 基于單片機的停車場管理系統(tǒng) 18 將這個映射存入二維數(shù)組中為： int low_led[10][8]={{0,0,0,0,0,0,1,1}, {1,0,0,1,1,1,1,1}, {0,0,1,0,0,1,0,1}, {0,0,0,0,1,1,0,1}, {1,0,0,1,1,0,0,1}, {0,1,0,0,1,0,0,1}, {0,1,0,0,0,0,0,1}, {0,0,0,1,1,1,1,1}, {0,0,0,0,0,0,0,1}, {0,0,0,0,1,0,0,1}}。 因為 led 和 arduino 已經(jīng)固定連接好了，所以如果想要顯示某一個數(shù)字 比如 7，只需要從arduino的管腳 2 開始到管腳 9，依次設置為 0 0 0 1 1 1 1 1 ，則將數(shù)碼管的 A/B/C段設置為低電平，讓數(shù)目管 顯示為 7. 車位引導系統(tǒng)實現(xiàn) 車位引導是本課題的一個主要功能。為了能夠支持多個車輛同時引導，本次設計將一條地燈分為多段，便于控制，其中有些