【正文】 計(jì)） 題 目 基于 CAN 總線的停車場(chǎng)智能引導(dǎo)系統(tǒng) 姓 名 鄒敏 學(xué)號(hào) 2021540630139 系 部 電子信息工程系 專 業(yè) 智能電子 指 導(dǎo)教師 鐘新躍 職稱 副教授 2021 年 11 月 17 日 長沙師范專科學(xué)校教務(wù)處制 2 長沙師范學(xué)校畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ) 誠 信 承 諾 書 本人慎重承諾：我所撰寫的論文（設(shè)計(jì)）《 基于 CAN 總線的停車場(chǎng)智能引導(dǎo)系統(tǒng) 》是在老師的指導(dǎo)下自主完成，沒有剽竊或抄襲他人的論文或成果。如有剽竊、抄襲，本人愿意為由此引起的后果承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。 學(xué)生 (簽名 )： 2021 年 11 月 17 日 3 基于 CAN 總線的停車場(chǎng)智能引導(dǎo)系統(tǒng) 電子信息工程系智能電子 學(xué)生姓名 。 Name:zoumin Tutor: Zhong Xinyue Abstract:In order to improve the parking information and intelligent management level, is proposed based on CAN bus intelligent parking guidance system, the system points level 3 management, each level node adopts embedded processor LPC2129 as control core, using the ultrasonic ranging module HC SR04 detection parking and the driveway vehicles have. When a car into the parking lot every crossroads, will automatically be triggered vehicle guide manager and to central controller sends a signal, the central controller according to the current situation that the use of the parking lot puting the optimal empty position, and feedback driving route to vehicle guide manager, through the LED screen display indicating arrow lead vehicle, greatly improving the parking lot parking utilization rate, reduce the management cost。停車場(chǎng)管理系統(tǒng)除了進(jìn)行進(jìn)出通道管理之外，如何引導(dǎo)司機(jī)方便的泊車也是停車管理的重要組成部分，本 方案通過強(qiáng)化停車場(chǎng)進(jìn)出通道的安全管理、場(chǎng)內(nèi)車位引導(dǎo)等方面來闡述一個(gè)完整意義上的智能化停車場(chǎng)系統(tǒng)。區(qū)位車位引導(dǎo)系統(tǒng)主要用于對(duì)進(jìn)出停車場(chǎng)的停泊車輛進(jìn)行有效引導(dǎo)和管理，是停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的有力補(bǔ)充，構(gòu)成智能化更高的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)。根據(jù)車庫具體情況，在車庫入口處設(shè)置車位信息顯示屏，動(dòng)態(tài)的顯示車庫內(nèi)各相應(yīng)區(qū)域的車位剩余數(shù)量以及車位的占用等情況。在每個(gè)車位上安裝復(fù)合車輛探測(cè)器自動(dòng)感應(yīng)車輛信息，并將信息反饋給區(qū)位采集器。 車位引導(dǎo)系統(tǒng)主要適用于大、中型地下停車場(chǎng)，廣泛用于政府辦公樓、火車站和購物中心等公 共停車場(chǎng)。指示器引導(dǎo)司機(jī)快速將車停入空位。為顧客消除停車煩惱，輕松停車，節(jié)省時(shí)間，提高效率，是高級(jí)停車場(chǎng)所必備的系統(tǒng)之一，是實(shí)力的綜合體現(xiàn)。 7 B) 在停車場(chǎng)的每個(gè)主入口設(shè)置系統(tǒng)信息屏顯示車場(chǎng)區(qū)域劃分的詳細(xì)情況，能夠正確的引導(dǎo)駕駛員按照最簡便的路徑泊車。 D) 在所有的防火區(qū)域的轉(zhuǎn)閘門設(shè)置信息屏，當(dāng)車場(chǎng)的每個(gè)區(qū)域發(fā)生緊急情況或火災(zāi)時(shí)，能夠安全的引導(dǎo)駕駛員以最快的方法離開車場(chǎng)。 . 引導(dǎo) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能簡介 設(shè)計(jì)說明： 引導(dǎo)系統(tǒng)是停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，可以獨(dú)立運(yùn)行。區(qū)位引導(dǎo)系統(tǒng)可隨車輛的進(jìn)出情況自動(dòng)變更顯示數(shù)據(jù)，完全由硬件判斷和運(yùn)算，有很高的可靠性。每個(gè)區(qū)位安裝一個(gè)數(shù)據(jù)采集器，每個(gè)區(qū)位的出 入口車輛檢測(cè)器輸出信號(hào)或者每一個(gè)車位閑置的 情況接入到數(shù)據(jù)采集器 ,，所有區(qū)位入口處的顯示屏均由對(duì)應(yīng)區(qū)位的控制器驅(qū)動(dòng)；當(dāng)控制器檢測(cè)到區(qū)位入口車輛感應(yīng)器或者每一個(gè)車位從探測(cè)器有信號(hào)輸入時(shí)，作 加 1操作；當(dāng)控制器檢測(cè)到區(qū)位出口車輛檢測(cè)器或者車位探測(cè)器檢測(cè)為空時(shí)，作 減 1操作。 三、 主要功能 . 分級(jí)管理權(quán)限 系統(tǒng)設(shè)有四級(jí)權(quán)限，按：超級(jí)管理員、管理員、操作員、用戶自定義四級(jí)權(quán)限，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，操作員可通過驗(yàn)證登錄系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)操作。 ，保護(hù)固定車、預(yù)定車權(quán)益。 8 . 圖形化的監(jiān)控模塊 電子地圖、組態(tài)信息圖顯示現(xiàn)場(chǎng)停車信息，豐富色彩標(biāo)識(shí)不同類型的車位，區(qū)分車輛停泊時(shí)間。 ，根據(jù)車流量自動(dòng)或人工切換。 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。整個(gè)系統(tǒng)由四類 CAN 節(jié)點(diǎn)構(gòu)成：上位機(jī)、車位采集控制器、空余車位顯示屏和車位引導(dǎo)牌。自動(dòng)停車場(chǎng)的上位機(jī)還同時(shí)完成車輛進(jìn)出控制、自動(dòng)收費(fèi)等管理功能。安裝在每一個(gè)車位上方的超聲車位探測(cè)器（也可采用紅外線探測(cè)器），能夠可靠檢測(cè)停車位上是否有車輛。空余車位顯示屏采用滾屏的方式實(shí)時(shí)顯示各區(qū)空閑車位數(shù)量；各車位引導(dǎo)牌根據(jù)接收到的各區(qū)車位占 /空信息，并結(jié)合箭頭等路標(biāo)引導(dǎo)司機(jī)快速進(jìn)入空閑停車位。通訊介質(zhì)采用低成本的雙絞線。其工作原理是根據(jù)超聲波探測(cè)器發(fā)出超聲波，檢測(cè)車頂和地面的反射波，由此判斷出每個(gè)車位有無車輛，然后將各個(gè)車位停車情況通過網(wǎng)絡(luò) 10 傳給控制計(jì)算機(jī)，經(jīng)過 軟件處理，將引導(dǎo)型號(hào)傳給引導(dǎo)指示器，引導(dǎo)司機(jī)快速將車停入車位，提高停車場(chǎng)的使用率，并更好地管理停車場(chǎng)，降低大中型停車場(chǎng)的經(jīng) 營成本，大大提高了社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)泊車者方便快捷泊車，并對(duì)車位進(jìn)行監(jiān)控，使停車場(chǎng)車位管理更加規(guī)范、有序，提高車位利用率等，該系統(tǒng)的功能具體表現(xiàn)在： a、管理功能：根據(jù)車位占用情況合理分配車位資源實(shí)現(xiàn)主動(dòng)派位；實(shí)現(xiàn)專用車位管理，長期車位占用報(bào)警提示功能；預(yù)約車位的保留和取消；多時(shí)段控制模式，提高停車效率，降低管理成本。 c、統(tǒng)計(jì)功能：停車場(chǎng)車位分段占用率、車位使 用情況、停車場(chǎng)剩余車位數(shù)、車位實(shí)時(shí)狀態(tài)統(tǒng)計(jì)和監(jiān)控 d、時(shí)間檢測(cè)：累計(jì)車位使用時(shí)間，提供分析數(shù)據(jù) e、擴(kuò)展功能：停車場(chǎng)照明控制、燈光引導(dǎo)控制、車位鎖控制。 g、尋車功能：在主要通道口（如電梯口）增加查詢機(jī)，只要讀入停車卡、輸入車牌號(hào)碼或車位編號(hào)，車位引導(dǎo)系統(tǒng)會(huì)主動(dòng)顯示該車的停放位置和取車人現(xiàn)在所處的位置及行走路線。對(duì)于相關(guān)的車位信息，系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)查詢接口。 b、第二部份是中央處理系統(tǒng)：其功能對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并在相應(yīng)輸出設(shè)備上進(jìn)行顯示。 11 圖二 引導(dǎo)指示系統(tǒng)圖 . 超聲波車位探測(cè) 采用超聲波發(fā)射與接收有時(shí)差的原理主動(dòng)探測(cè)車位是否有車。該模塊引出四支線，分別為： VCC電源線， GND 地線， TRIG 觸發(fā)控制信號(hào)輸入線和 ECHO 回響信 號(hào)輸出線。基本的工作原理是： ① 采用 TRIG 觸發(fā)測(cè)距，給至少 10us 的高電平信號(hào)； ② 模塊內(nèi)部自動(dòng)發(fā)送 8 個(gè) 40khz 的方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有回響信號(hào)返回； ③ 有回響信號(hào)返回，通 12 過 ECHO 輸出一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間。 圖 3 超聲波時(shí)序圖 回響信號(hào)的脈沖寬度與所測(cè)距離成正比，所以通過 發(fā)射信號(hào)到收到回響信號(hào)的時(shí)間間隔就可以計(jì)算得到距離，距離 =(高電平時(shí)間 *聲速 )/2。 CTM8250 是一款帶隔離的通用 CAN 收發(fā)器芯片，該芯片內(nèi)部集成了所有必需的 CAN 隔離和 CAN 收發(fā)器件，主要功能是將 CAN 控制器的邏輯電平轉(zhuǎn)換為 CAN 總線的差分電平。 CTM8250的詳細(xì)技術(shù)參數(shù)： 5V 供電；靜態(tài)電流： 35mA，最大電流 65mA；溫度范圍： 40℃～+85℃ 。 圖 4 收發(fā)器 CTM8250T接口電路 . 車位燈分類指引 CAN 控制器 CRXD CTXD CAN 收發(fā)器 CTM8250T CANH CANL TXD RXD +5v GND 13 每車位安裝的 LED 車位指示燈根據(jù)亮燈顏色綠 ,橙 ,紅的不同分別指示車位為空 ,保留 ,有車 ,醒目的燈光可使駕駛員在遠(yuǎn)處及時(shí)發(fā)現(xiàn)待找車位 .車位指示燈內(nèi)置紅、綠兩個(gè) LED 燈，受車位探測(cè)器控制，用亮燈顏色來指示車位占用情況，方便司機(jī)遠(yuǎn)處觀察。 紅燈：車位有車。 滅燈：故障。當(dāng)用戶要組建一個(gè)面向?qū)嶋H工作環(huán)境的 CAN 總線通訊網(wǎng)絡(luò) 時(shí)，必須制定應(yīng)用層協(xié)議。因此根據(jù)本系統(tǒng)的實(shí)際需求，在參考眾多廣泛應(yīng)用的上層協(xié)議的基礎(chǔ)之上，制定了一個(gè)簡潔實(shí)用的應(yīng)用層協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)上任意節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向 CAN 總線上發(fā)送報(bào)文幀。要實(shí)現(xiàn)這種 “ 各取所需 ” 的通信機(jī)制，在發(fā)送報(bào)文幀中應(yīng)包含對(duì)此報(bào)文的描述，這主要是在報(bào)文標(biāo)識(shí)符（ ID） 中定義；通過預(yù)設(shè)各節(jié)點(diǎn) CAN 控制器內(nèi)部的驗(yàn)收濾波器，可以使節(jié)點(diǎn)只接收標(biāo)識(shí)符同預(yù)設(shè)驗(yàn)收濾波器匹配的幀。只要某個(gè)車位泊入車或車駛離車位，其所屬的車位采集控制器就將此信息發(fā)送到 CAN 總線上，而不必等待上位機(jī)的輪詢。車位占 /空信息以 CAN總線上傳送。由于 CAN 規(guī)范 沒有具體規(guī)定幀標(biāo)識(shí)符的分配，所以，在設(shè)計(jì)一個(gè)基于 CAN 總線的通信系統(tǒng)應(yīng)用層協(xié)議時(shí)，根據(jù)具體應(yīng)用確定 CAN 標(biāo)識(shí)符的分配是首要的工作。因此本系統(tǒng)遵循 擴(kuò)展幀格式制定通訊協(xié)議。多播和單播的結(jié)合，使得系統(tǒng)的通信更加靈活、可靠。該停車場(chǎng)智能引導(dǎo)系統(tǒng)還為其他系統(tǒng)集成和擴(kuò)展提供了方便的功能接口，可以很方便地開發(fā)出更為強(qiáng)大的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)，非常適用于大中型地下停車場(chǎng)、政府辦公樓、火車站和購物中心等公共停車場(chǎng)。課題的選擇和設(shè)計(jì)內(nèi)容都是在鐘新躍老師的耐心指導(dǎo)下完成的，當(dāng)我遇到不懂得問題時(shí)，鐘新躍老師總是不厭其煩知道我們，耐心幫我們查找資料。鐘老師就幫我們查找資料書，幫助我們更好的完成課題的設(shè)計(jì)。 參考文獻(xiàn) ： [1] 吳志紅 ,楊躍臣 .嵌入式停車場(chǎng)管理系統(tǒng) [J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用 ,2021(11):31263129 [2] 劉光 ,梁濤 ,牛春剛 .CAN 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