桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院 高 闖 劉 高 黨新宇

智能立體停車系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院 高 闖 劉 高 黨新宇

本文介紹了基于AT89S52單片機(jī)的智能立體停車系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理，主要硬件設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì)等。該系統(tǒng)采用AT89S52單片機(jī)為控制器，液晶顯示模塊采用12864B，對(duì)需要停放車輛進(jìn)行平穩(wěn)可靠合理的存放，從而緩解城市擁擠問(wèn)題等。

AT89S52；立體停車系統(tǒng)；步進(jìn)電機(jī)

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷快速發(fā)展以及汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)的汽車保有量急劇增加，特別是大城市的機(jī)動(dòng)車擁有量的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)停車基礎(chǔ)設(shè)施的增長(zhǎng)速度，停車難的問(wèn)題顯得尤為突出。加上我國(guó)社會(huì)水平的不斷提高以及人們時(shí)間觀念的提高，人們對(duì)停車場(chǎng)的要求也越來(lái)越高，因此解決這些社會(huì)矛盾也尤為迫切。智能立體停車系統(tǒng)的建立可以緩解存 (或取)車的時(shí)間長(zhǎng)、以及停車收費(fèi)高等問(wèn)題。所以建立智能立體停車系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)人與車、車庫(kù)與城市空間之間的和諧，解決停車難的問(wèn)題，改善環(huán)境和資源的合理利用問(wèn)題。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案

智能立體停車系統(tǒng)是目前研究的熱門系統(tǒng)，可以在設(shè)計(jì)者設(shè)定的環(huán)境里安全運(yùn)行，只需要少量的人員進(jìn)行控制，主要應(yīng)用于擁堵的城市、開放的小區(qū)、以及商業(yè)百貨大樓。目前，智能立體停車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案有很多種，有的采用基于PLC為主控制器設(shè)計(jì)立體停車系統(tǒng)，但價(jià)格昂貴；有的采用以單片機(jī)為主控制器，價(jià)格低廉、方便靈活。本文設(shè)計(jì)的智能立體停車系統(tǒng)采用AT89S52單片機(jī)為主控制器，采用紅外對(duì)射光電傳感器精準(zhǔn)運(yùn)送車輛到指定車位，兩個(gè)絲桿構(gòu)成主框架，通過(guò)系統(tǒng)各模塊之間的協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)順利的存取車輛。

2 硬件電路設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)分為單片機(jī)主控模塊、傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊與顯示模塊。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)框圖

圖2 單片機(jī)I/O接口

2.1 單片機(jī)主控系統(tǒng)

AT89S52是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52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。圖2為單片機(jī)I/O口的硬件接口。

2.2 傳感器系統(tǒng)

紅外對(duì)射光電傳感器為L(zhǎng)M393對(duì)射式紅外頭，該傳感器信號(hào)干凈，不需要外加硬件強(qiáng)化信號(hào)，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)。通過(guò)該傳感器和框架配備的遮擋板進(jìn)行車位的精確選定。紅外對(duì)射光電傳感器工作電壓直流5V、輸出有效信號(hào)為低電平有效，當(dāng)檢測(cè)到遮擋板時(shí)引起輸出端電平變化，再由單片機(jī)處理信號(hào)來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

本系統(tǒng)采用一款專業(yè)的兩相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，通過(guò)3位撥碼開關(guān)選擇7檔細(xì)分控制(1,2/A,2/B,4,8,16,32,)，通過(guò)3位撥碼開關(guān)選 擇8 檔電流控制（0.5A ，1A，1.5A，2A，2.5A，.8A,3.0A,3.5A）。適合驅(qū)動(dòng)57、42 型兩 相、四相混合 式步進(jìn)電機(jī)。能達(dá)到低振動(dòng)、小噪聲、高速度的效果驅(qū)動(dòng)電機(jī)。該驅(qū)動(dòng)器工作電壓為DC9-40V，工作溫度-10～45℃，存放溫度-40℃～70℃。

圖3 主程序流程圖

2.4 電源系統(tǒng)

此系統(tǒng)設(shè)計(jì)了5V和12V兩種輸出電壓，分別給AT89S52單片機(jī)和TB6600電機(jī)驅(qū)動(dòng)器供電，這樣使得整個(gè)系統(tǒng)更加穩(wěn)定。

2.5 顯示系統(tǒng)

顯示模塊采用的是液晶顯示模塊12864B，需要的工作電壓為5V，采用串口通信節(jié)約了端口的使用，只需要單片機(jī)的三個(gè)端口就可以達(dá)到預(yù)期效果。

3 軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件程序在Keil3版本的環(huán)境下采用C語(yǔ)言進(jìn)行集成開發(fā)。軟件程序采用模塊化設(shè)計(jì)主要由主程序、延時(shí)子程序、顯示子程序、電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序、中斷子程序五大模塊部分組成。整個(gè)軟件程序的流程圖如圖3所示。

在本程序中，剛開始先給所有子程序初始化，選擇需要?？康能囄唬噹?kù)內(nèi)裝有兩個(gè)絲桿，絲桿上安裝了紅外對(duì)射光電傳感器，精確的運(yùn)送在車板到達(dá)車位前，再由載車板上的傳感器把車子停到相應(yīng)的車位里面，緊接著載車板回到最初的位置，從而順利的完成整個(gè)存車的動(dòng)作。取車動(dòng)作先選擇取車的車位號(hào)，然后取車的動(dòng)作和存車動(dòng)作一樣，完成相應(yīng)的取車流程。

4 系統(tǒng)調(diào)試

首先，先把硬件做好便于調(diào)試軟件程序，接著寫電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序先讓步進(jìn)電機(jī)跑起來(lái)，然后加傳感器實(shí)現(xiàn)傳感器計(jì)數(shù)功能并確認(rèn)車位的位置，接著把已有的程序和顯示程序結(jié)合起來(lái)。此次調(diào)試過(guò)程中遇到最大的困難是，傳感器因?yàn)橛须s波的干擾，所以計(jì)數(shù)并不準(zhǔn)確，為了使傳感器精確計(jì)數(shù)，采用定時(shí)器解決，只要傳感器檢測(cè)到低電平，則在定時(shí)器時(shí)間內(nèi)不允許有第二次的檢測(cè)。最后一個(gè)難題是解決了主程序運(yùn)行的同時(shí)中斷子程序也在同時(shí)運(yùn)行。

5 總結(jié)

本設(shè)計(jì)采用AT89S52單片機(jī)位控制器，可靠性高，成本低。車庫(kù)框架采用立體空間結(jié)構(gòu)，容量大，停車平穩(wěn)安全，顯示界面簡(jiǎn)單易懂，操作簡(jiǎn)單，系統(tǒng)性價(jià)比高。加上紅外對(duì)射光電傳感器的應(yīng)用，更加提高了停車取車的準(zhǔn)確性。

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