【文章內(nèi)容簡介】 否小區(qū)停車計費系統(tǒng)車輛信息核對 是計費開始 否檢測離開 是計費結束 時間 圖26 計費流程計費系統(tǒng)能夠提供有效地信息給小區(qū)停車計費系統(tǒng)，更新車位數(shù)據(jù)庫。計費系統(tǒng)根據(jù)某車位使用時間的長短來計費，并自動從駕駛者在小區(qū)停車計費系統(tǒng)的賬戶里扣除。無需任何人、也無需駕駛者的任何工具全自動的計費系統(tǒng)。車位的使用與未使用是根據(jù)現(xiàn)場車位傳感器的測量，傳送給小區(qū)停車計費系統(tǒng)，并更新小區(qū)車位信息庫。 進出口識別系統(tǒng)概述入出口固定用戶車輛檢測到有車來允許讀卡讀卡機讀卡自動取卡數(shù)據(jù)庫備份是否合法控制器記錄信息卡操作、授權登記防砸檢測車輛通過，關道閘開啟道閘車輛進場圖27 車輛入場流程圖停車場管理系統(tǒng)運行過程是以顧客停車取車的過程為基礎的,停車場的工作流程也始終以用戶車輛進出停車場的流程為中心。停車場用戶一般分為臨時用戶和固定（小區(qū)內(nèi)）用戶兩大類。當車輛駛入/ 出停車場天線通信區(qū)時,天線以微波通訊的方式與車載射頻卡進行雙向數(shù)據(jù)交換, 從射頻卡上讀取車輛的相關信息, 自動識別射頻卡并判斷車卡是否有效和合法性,車道控制電腦顯示與該射頻卡一一對應的車牌號碼及駕駛員等資料信息。車道控制電腦自動將通過時間、車輛和駕駛員的有關信息存入數(shù)據(jù)庫中,車道控制電腦根據(jù)獨到的數(shù)據(jù)進行判斷來做出放行或禁止的決策[12]。第3章 車位誘導車輛檢測系統(tǒng)硬件設計 停車場系統(tǒng)整個停車管理系統(tǒng)示意圖如圖31所示，信息顯示牌為LED顯示屏，顯示當前時間及車位信息。當有車進入時，司機進行刷卡，刷卡信號由控制器讀入，控制閘桿機抬起，語音提示“歡迎光臨 ”，當?shù)馗芯€圈檢測到車輛進入時，更新車位信息，抓拍車輛圖片，閘桿機下落；同樣，當車輛駛出，司機刷卡，控制閘桿機抬起，語音提示“謝謝光臨 ，當?shù)馗芯€圈檢測到車輛離開，抓拍車輛信息，閘桿機下落并更新車位信息。而車輛的圖像信息、IC卡數(shù)據(jù)信息的處理都將由值班室的上位機完成。停車場數(shù)據(jù)中心入口控制出口控制 車牌識別計費管理安全系統(tǒng)停車誘導計時收費收卡收費系統(tǒng)車輛檢測系統(tǒng)出口控制信息提示車牌檢測識別數(shù)據(jù)存儲報警系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)入口控制發(fā)卡讀卡系統(tǒng)車輛檢測系統(tǒng)LED顯示超聲波車位檢測圖31 智能停車場整體框圖智能停車場管理系統(tǒng)是現(xiàn)代化停車場車輛收費及設備自動化管理的統(tǒng)稱。本系統(tǒng)是集射頻識別、車輛檢測、超聲波車位檢測、顯示技術、智能計時收費管理技術以及車牌識別技術等現(xiàn)代智能化管理技術的統(tǒng)一綜合。通過這些技術數(shù)據(jù)處理，從而實現(xiàn)停車場收費、管理等目的。根據(jù)設計原理智能停車場管理系統(tǒng)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?？刂破髟O計框圖如圖312所示，系統(tǒng)選用SPCE061A型單片機作為主控芯片，單片機通過讀卡信號和鎖相環(huán)電路的電平變化檢測車輛的到來。DS1302時鐘電路為系統(tǒng)提供精確的時間信息，通過驅(qū)動LED顯示牌實時顯示車位及時間信息，系統(tǒng)具備與上位機的串行通信通信接口[13]。 系統(tǒng)總體原理 車輛檢測通過各種方案比較，本設計的車輛檢測器采用地感線圈檢測方案。地感線圈車輛檢測器是一種基于電磁感應原理的車輛檢測器。地感線圈Ll埋在路面下，通有一定工作電流的環(huán)形線圈，由多匝導線繞制而成，埋設在道路中。地感線圈構成的耦合電路如圖321所示T為隔離變壓器，匝數(shù)比為1:1，三極管Ul和U2組成共射極振蕩器，電阻R3是兩只三極管的公共射極電阻，并構成正反饋。地感線圈作為檢測器諧振電路中的一個電感元件，與車輛檢測器的振蕩回路一起形成LC諧振。當有車輛通過時，將會使線圈中單位電流產(chǎn)生的磁通量增加，從而導致線圈電感值發(fā)生微小變化，進而改變LC諧振的頻率，這個頻率的變化就作為有汽車經(jīng)過地感線圈的輸入信號。為了檢測這個變化，常用的辦法是通過單片機計算單位時間內(nèi)的振蕩脈沖個數(shù)來確定車是否到來。在本設計中，需要檢測兩個地感線圈的頻率變化，如果利用單片機同時對兩路信號頻率的變化量進行測量，則系統(tǒng)相對較大，程序比較復雜，使得單片機負擔較重。這里介紹一種新的檢測方法：利用鎖相環(huán)音頻譯碼器LM567檢測頻率的變化。LM567的第5和6腳外接的電阻、電容決定了IC內(nèi)部壓控振蕩器的中心頻率，fo=1/。第1和2腳通常是分別對地接電容，形成輸出濾波網(wǎng)絡和環(huán)路低通濾波網(wǎng)絡[14]。音頻譯碼器LM567工作時，若輸入的信號頻率落在給定的通頻帶時，鎖相環(huán)即將這個信號鎖定，同時LM567的內(nèi)部晶體管受控導通，8腳輸出低電平，否則輸出高電平。當輸入信號頻率處于通頻帶內(nèi)，LM567鎖定，輸出低電平。通常在無車情況下，耦合電路的振蕩頻率會在一定的范圍內(nèi)保持不變，當車經(jīng)過地感線圈時，使得耦合電路震蕩頻率發(fā)生變化，并且，隨著車型的不同以及車本身的鐵質(zhì)不均勻，使這個頻率的變化也在一定的范圍內(nèi)浮動。因此，通過實驗，選擇合適的LM567捕獲帶寬值，使得當無車時，輸入信號頻率雖有微小變化，但使這個浮動的頻率都處于通頻帶內(nèi)，LM567鎖定，8腳輸出低電平；有車到來時，頻率發(fā)生劇烈的變化已不在通頻帶內(nèi)，8腳就會輸出高電平。這時，對車輛是否到來的檢測轉(zhuǎn)化為對電平高低的檢測，通過觸發(fā)單片機的外部中斷即可感知車輛的到來，而無需通過復雜的程序來區(qū)分此時的頻率變化是否由車輛的到來所引起，大大降低了編程的難度。 車位誘導和車位顯示超聲波傳感器車輛檢測，在一定的時間間隔內(nèi)， 傳感器發(fā)射超聲波脈沖并測量脈沖返回的時間。在測量過程中， 如果脈沖返回時間短于作為校準基礎的地面返回時間， 傳感器將判定車輛在場。多個傳感器可以通過網(wǎng)絡發(fā)出的校準命令同步進行校準。傳感器可通過內(nèi)置LED 來顯示停車位占用、空閑狀態(tài)。在多數(shù)情況下， 通過停車場車道安置的附屬的LED 指示燈能夠方便地看到現(xiàn)場狀態(tài)[15]。 其他控制部分控制閘桿機的起落即是控制閘桿機的直流電機的正反轉(zhuǎn)，通過單片機控制口輸出高低電平配合繼電器工作，直流電機電機兩端加正反電壓可以實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。對于時間的記錄，這里選用DS1302日歷芯片，DS1302可以對年、月、日、周、時、分、秒進行記錄．可接入后備電源，在主電源關閉的情況下也能始終保持連續(xù)工作，單片機SPCE061A可以隨時讀取當前的時間。與上位機的通信利用SPCE061A的通用異步串行通信模塊(UART)，它提供了一個全雙工標準接口，借助于IOB口的特殊功能和UARTIRQ中斷實現(xiàn)與上位機配置的RS232串行通信接口COM鏈接，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的及時傳輸。另外，語音提示部分利用SPCE061A的語音處理優(yōu)勢。利用SPCE061A的語音壓縮算法庫和內(nèi)置的DAC等，即可實現(xiàn)清晰的語音播報功能，無需外加語音芯片。 車輛檢測系統(tǒng)硬件設計在本系統(tǒng)結構中，選用Atmel的8位單片機AT89C51作為環(huán)形線圈檢測器的硬件控制核心，其片含有2K字節(jié)的Flaash程序存儲器，128字節(jié)的片內(nèi)RAM，2路定時器/計數(shù)器。豐富的片內(nèi)結構，可以同時滿足車輛檢測和數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰ＷC了系統(tǒng)的可靠性，其總體結構圖如圖32所示[16]：單片機AT89C51計數(shù)電路復位電路信號整形電路晶振電路耦合振蕩電路地感線圈輸出顯示器圖32 車輛檢測系統(tǒng)硬件結構圖 鎖相環(huán)路工作原理鎖相環(huán)主要由相位比較器、壓控振蕩器、低通濾波器3部分組成，它的基本構成如下圖33所示：壓控振蕩器相位比較器低通濾波器輸入信號Ui 誤差電壓Uo 控制電壓Ud 輸出信號Uof1 f3 比較信號 f2圖33 鎖相環(huán)原理圖當輸入信號與壓控振蕩器的輸入信號頻率不同時，相位比較器比較著兩個信號的振蕩相位，輸出它們的相位差，經(jīng)低通濾波器加到壓控振蕩器上，使壓控振蕩器的頻率跟著變化，其輸入信號的頻率接近，最后等于輸入信號的頻標值，當兩者的輸出便不再變化。壓控振蕩器的輸出Uo接至相位比較器的期中一個輸入端，施加于相位比較器靈一個輸入端的外部輸入信號Ui與來自壓控器的輸出信號Uo相比較，比較結果產(chǎn)生的誤差輸出電壓Ud正比于Uo兩個信號的相位差，經(jīng)過低通濾波器濾除高頻分量后，得到一個平均電壓Ud。這個平均值電壓Ud朝著減少VC0輸出頻率和輸入頻率之差的方向變化，直至VC0輸出平和輸入信號頻率獲得一致。這時兩個信號的頻率相同，兩相位差保持恒定稱作相位鎖定[17]。 信號輸入電路的設計本系統(tǒng)的信號輸入電流時產(chǎn)生正弦波的振蕩器電流，容三式振蕩器是因為電容的三個端子和器件的三個電極相連接而得名。 R1 R4 VT1 C4 C2 C1 R3 R2 C3 C4 圖34 振蕩電路圖模塊 復位電路的設計 AT89C51 Vcc R1 C R2 REST Vcc 圖35 復位電路圖模塊復位電路圖如圖35所示:雙線圈的檢測系統(tǒng)所才用的結束檢測的方式給予相同，即在啟動時，并確認車輛到達之后，通過判斷線圈頻率與基頻的差值是否小于一定閾值來判斷車輛是否離開線圈。第4章 系統(tǒng)軟件設計 程序流程圖初始化蕩脈沖電路單片機產(chǎn)生激起震檢測中心頻率是否修正f 是 調(diào)用檢測程序 否判斷是否有車F偏移量是否大于閾值 是 否修正f延時處理否 是有車調(diào)用通訊程序返回圖41 程序流程圖 設計要點1. 振蕩電路是由電感和電容組成的，在每次檢測完畢后，由于振蕩頻率的變化，在電容上可能有多余的電荷存在，經(jīng)過若干次檢測后，積累的電荷將擊穿電容，使設備不能正常工作。所以在設計電路時應該考慮振蕩電路的保護電路。2. 上述設計思想只是就一個檢測器連接一個地感線的情形。而在實際應用中，一般檢測要連接2~4個地感線圈，可以同時檢測多個車道。這些線圈分別埋在相鄰車道下。因此，振蕩電路起振后，線圈之間可能會引入干擾，另外，電感或電容元件老化也會引起工作誤差。3. 根據(jù)試驗結果，各種干擾和有車通過時都會引起中心頻率的偏移。為了保證系統(tǒng)不會因為干擾而發(fā)生誤操作，據(jù)干擾和鎖引起中心頻率偏移的程度不同，預先設定一個閾值，作為判斷有車無車的界限，當中心頻率f偏移大于該閾值時，為有車通過，反之認為無車通過[18]。 編制軟件程序車位誘導程序：系統(tǒng)初始化：一般情況，直接調(diào)用此函數(shù)將單片機系統(tǒng)時鐘設置在72MHzSystemInit()。程序中經(jīng)常要用到延時函數(shù)，在這里為了提高CPU工作效率，不再使用死等待的演示方式，而是采用定時器作延時。void Delay_Configuration(u8 SYSCLK){ RCC_APB1PeriphClockCmd(Delay_RCC_APB1Periph_TIMx, ENABLE)。 TIM_PrescalerConfig(Delay_TIMx, SYSCLK, TIM_PSCReloadMode_Update)。}超聲波檢測模塊初始化//超聲波軟件系統(tǒng)初始化void Sonic_Init(void){