劉丹妮 陳巖

摘要：停車場(chǎng)引導(dǎo)顯示系統(tǒng)采用 ST 公司生產(chǎn)的 STM32F407 芯片作為主控，系統(tǒng)由主控單元、車位檢測(cè)單元、顯示單元、車輛進(jìn)出檢查單元、車位引導(dǎo)單元、等多個(gè)部分組成。當(dāng)車輛進(jìn)入時(shí)，系統(tǒng)能通過(guò)車輛進(jìn)出檢查單元感知車輛的進(jìn)入，然后根據(jù)停車場(chǎng)的狀況為用戶占用一個(gè)最近的可用停車位，并快速更新指示燈和顯示單元上的方向標(biāo)為用戶尋找所占用的可用停車位，讓用戶節(jié)省尋找車位的時(shí)間。

關(guān)鍵詞：車位檢測(cè)，方向引導(dǎo)，STM32F407

1. 引言

在二十一世紀(jì)的今天，汽車已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪械囊环N便捷的出行方式。2018 年我國(guó)汽車總銷量高達(dá) 2088 萬(wàn)臺(tái)，城市汽車數(shù)量還在日益增加，停車位數(shù)量和汽車數(shù)量比例失衡的問(wèn)題矛盾日益突出。在這種環(huán)境下，城市停車場(chǎng)也不得不逐漸趨向于大型化，而隨著停車場(chǎng)的擴(kuò)大，停車位難找的問(wèn)題越來(lái)越突出。

為了解決停車位尋找困難的問(wèn)題，本著普適、高效、便捷的思想來(lái)設(shè)計(jì)此停車場(chǎng)車位引導(dǎo)顯示系統(tǒng)。

2. 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容可分為以下幾點(diǎn)（系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示）：

1.通過(guò)在每一個(gè)車位鋪設(shè)能夠探測(cè)車輛是否被占用的傳感器，獲取每一個(gè)車位的狀態(tài)信息。

2.將傳感器獲取到的車位信息直接傳輸?shù)杰囄粻顟B(tài)顯示燈，通過(guò)顯示燈的亮滅表示車位的占用狀態(tài)，例如亮表示車位空閑，滅表示被占用。

3.通過(guò)車位檢測(cè)模塊獲取的車位信息將提供給主控芯片做進(jìn)一步處理，然后將空閑車位數(shù)量、車位位置等基礎(chǔ)信息傳輸?shù)斤@示器。

4.通過(guò)出入檢測(cè)模塊檢測(cè)車輛進(jìn)出，然后將信號(hào)傳遞給主控芯片，當(dāng)有車輛進(jìn)入時(shí)，主控芯片根據(jù)車位檢測(cè)模塊獲取的信息，通過(guò)算法選擇最佳的停車位，并且更新顯示器和指示燈的指示方向，引導(dǎo)車輛尋找停車位。

3. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)主控方案

主控選擇 STM32F407ZG， 它具有FSMC（Flexible Static Memory Controller）接口，該接口能高效的控制顯示器刷新。如果采用STC89C52或MSP430 作為主控芯片在驅(qū)動(dòng)和刷新大屏顯示器時(shí)會(huì)顯得十分吃力，而且在本系統(tǒng)中繪制 GUI 界面需要用到多種繪圖算法，需要大量的Stack空間而STM32F407ZG恰好又有較大的SRAM空間，可以為GUI繪制提供更多選擇。

3.2 車位檢查方案

利用紅外接近傳感器模塊感應(yīng)車位占用情況。紅外接近傳感器模塊能通過(guò)發(fā)射和接收紅外線來(lái)判斷是否有障礙物，當(dāng)遇到障礙物時(shí)返回低電平信號(hào)，表示前方存在障礙物。紅外接近傳感器模塊只引出三個(gè)外接引腳，所用到的控制引腳較少，獲取信息的形式簡(jiǎn)單，可直接通過(guò)判斷輸出電平，直接判斷前方是否有障礙物，由此來(lái)判斷車位是否被占用。

3.3 停車場(chǎng)出入檢查方案

利用紅外接近傳感器模塊感應(yīng)車輛的進(jìn)出，當(dāng)障礙物出現(xiàn)時(shí)表示有車輛經(jīng)過(guò)。

3.4 停車引導(dǎo)方案

通過(guò)在道路鋪設(shè)大量的 LED 燈，當(dāng)檢測(cè)到車輛進(jìn)入時(shí)刷新 LED 燈所引導(dǎo)位置，LED 燈將會(huì)以流水燈的形式從入口流向可用車位，引導(dǎo)車輛尋找可用車位。

3.5 車場(chǎng)信息顯示方案

使用 LCD 彩屏顯示車位信息。

4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)邏輯與停車規(guī)則

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)邏輯如圖2所示，系統(tǒng)開始工作后會(huì)不斷獲取車位信息、更新地圖狀態(tài)和清除超時(shí)的預(yù)約車位。當(dāng)進(jìn)出檢測(cè)單元檢測(cè)到車輛進(jìn)入時(shí)判斷停車場(chǎng)是否還有可用車位，當(dāng)無(wú)可用車位時(shí)在顯示器上提示無(wú)空閑，當(dāng)有可用車位時(shí)給車輛預(yù)占用最近的可用車位，并且指示可用車位所在的位置。

停車規(guī)則：

（1）LCD 顯示屏上顯示有停車位地圖，停車位狀態(tài)用黃、綠、紅三色表示（黃色表示已經(jīng)被預(yù)約即將要被占用的車位，在停車場(chǎng)中綠色標(biāo)記的為可用車位，紅色表示已經(jīng)被占用的車位）。

（2）車輛進(jìn)入停車場(chǎng)時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)是否有可用車位決定是否引導(dǎo)車輛進(jìn)入，無(wú)可用車位時(shí)顯示停車場(chǎng)已滿并拒絕車輛進(jìn)入，有可用車位時(shí)預(yù)占用一個(gè)最近的可用車位，該車位在LCD上的位置標(biāo)記為黃色，并更新LCD上的方向標(biāo)以及停車場(chǎng)中的指向燈，當(dāng)車到達(dá)停車位時(shí)LCD 的位置標(biāo)記刷新為紅色。

（3）車輛進(jìn)入停車場(chǎng)可以不將車停在預(yù)約的位置，但是沒(méi)有在一定時(shí)間內(nèi)前往預(yù)約的停車位時(shí)，預(yù)約的停車位將會(huì)被釋放并標(biāo)記為可用在 LCD 上對(duì)應(yīng)的車位刷新為綠色，系統(tǒng)會(huì)再次引導(dǎo)其他車輛進(jìn)入。

4.2 主程序設(shè)計(jì)

主程序的邏輯框圖如圖3所示，系統(tǒng)上電時(shí)先進(jìn)行停車場(chǎng)數(shù)據(jù)、IO 口、外圍設(shè)備等一系列的初始化。判斷是否有車輛進(jìn)入是通過(guò)判斷標(biāo)志位是否被外部中斷置位來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)標(biāo)志位被置位則有車輛進(jìn)入，感應(yīng)到車輛進(jìn)入后，主控根據(jù)相應(yīng)的規(guī)則從左到右尋找離入口最近的可用車位，然后再更新方向標(biāo)和指向燈將車輛引導(dǎo)到該車位。

5.設(shè)計(jì)總結(jié)

本設(shè)計(jì)是針對(duì)停車場(chǎng)停車位尋找問(wèn)題的解決方案，系統(tǒng)采用高性能的32位STM32F407芯片主控。通過(guò)模型上的驗(yàn)證，系統(tǒng)功能已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)停車場(chǎng)的車位信息的采集和可用車位的選擇及其引導(dǎo)等基本功能。系統(tǒng)具體已實(shí)現(xiàn)內(nèi)容如下：

（1）實(shí)現(xiàn)了停車場(chǎng)停車位狀態(tài)、車輛進(jìn)入數(shù)據(jù)的采集。

（2）實(shí)現(xiàn)停車車場(chǎng)信息的顯示。停車場(chǎng)的信息顯示使用了4.3寸的 LCD 屏，在顯示屏上繪制停車場(chǎng)地圖，通紅黃綠三種顏色標(biāo)志車位狀態(tài)。

（3）實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)合理的車位選擇及其引導(dǎo)。完成相關(guān)規(guī)則算法的編寫，并且對(duì)算法進(jìn)行優(yōu)化。

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