一种实时监控车位管理系统设计

文/戴建法

随着智能科技地飞速发展，生活质量地不断提高，几乎每个人家里都拥有了自己的汽车，这给车主停车造成了很多不便，以致于如今的室外，室内停车库日益增加。但是，如今的停车库大多数都是人工看管，车位上是否停了车都得看管员前去确定才知道。而且，大多数停车库的报警系统只限于看管员在场才知道，如果看管员有事走开，正好碰上有火情发生，这样就无法得知。所以针对这些问题，本次设计了一款多功能车位管理系统。它可以实现实时观察车位停车情况，也可以实现在看管员有事走开的情况下仍然知道车库是否有火情发生。

1 设计方案

1.1 总体设计框架

系统设计是由STC89c52RC单片机最小系统、独立键盘、自动报警系统、LCD12864液晶显示、SIM900A短信模块和火焰传感器模块组成。总体设计框架如图1所示。

1.2 硬件设计

1.2.1 STC89c52RC单片机最小系统

STC89c52RC单片机最小系统是由电源，复位电路，晶振电路组成。如图2所示。

1.2.2 复位电路

复位操作的基础—当RESET（复位引脚）出现了高电平并且持续2个周期以上时，将开始进行复位操作。（如果一直高电平，则同样一直持续复位操作）。

复位操作的分类：

（1）手动复位；

（2）自动复位。

复位操作执行完，程序将还原，比如PC值将变为0000H的初始值、SP值将变为07H，可是由于一些额外的原因，有的时候需要我们自己重新赋值给SP。

手动复位电路是在WDT超值时，会让引脚一直持续高电平。自动复位电路是在WDT超值时，自动让引脚一直持续高电平。综合考虑，此次采用自动复位电路。

1.2.3 晶振电路

高增益反相放大器是一个存在于STC89c52RC单片机中的用于构成振荡器的电路，次电路有两个端口，分别是输入端的XTAL1和输出端的XTAL2。陶瓷谐振器（或者外接石英晶体）可以与此放大器一起组建成一个自激振荡器。

本次设计所使用的晶振电路。

1.2.4 键盘

键盘从结构上分为独立式键盘与矩阵式键盘。在单片机测控系统和智能化仪器中，应用的最多的是独立式键盘。其原理是：当按下某键盘时，CPU对应的I/O接口为低电平；当某键不按下时，对应的I/O接口因内部有上拉电阻，输入为高电平；若想知道程序中I/O接口的状态，即可判断哪个键处于闭合状态。此种键盘的优点是硬件和软件比较简单，而缺点是一旦按键数量较多时，需占用接口线也多。此次所用按键数较少，因此采用独立按键。

1.2.5 自动报警系统

此次设计采用的是声光报警。声光报警是一种安装在现场的声光报警设备，当现场发生火灾时，安装在现场的火灾声光警报器向单片机发送声光报警信号，以达到提醒现场人员注意的目的。如图3所示。

1.2.6 12864LCD液晶显示器

12864 LCD液晶显示器是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符的点阵图形液晶显示模块。该显示器具有以下优点：

（1）接口方式灵活和操作指令简单方便，可构成全中文人机交互的图形界面；

（2）能显示汉字和图形；

（3）低电压、低功耗、低价格。

1.2.7 短信模块

本次设计电路中的短信模块的型号是SIM900A短信模块[支持2、3、4G手机卡]，支持短信、数据、彩信、上网等功能。复位排针引出，可实现无人值守远程复位,带DTMF功能和实现远程遥控功能。其中，模块供电电源为5V，调试初期可用电脑USB供电；满足长时间传输数据需要，加1000uF的超大电容；TTL电平串口自适应兼容3.3V/5V单片机；设置休眠状态在10mA左右低功耗，待机在80mA左右。模块最大的优点是保留232口，在开发时可以监听指令执行情况，以便快速地找出问题，节省开发时间。

图1：总体设计框架

图2：单片机最小系统组成

图3：自动报警系统

图4

1.2.8 传感器

火焰传感器通常用于机器人专门搜寻火源，也可以用来检测光线的亮度。由于本传感器对火焰灵敏度高，为此，本设计电路中采用火焰传感器。其基本原理是：当红外线检测到火焰后，传感器把火焰的亮度转化为电平信号，输入到CPU，CPU则根据电平信号的变化，做出相应的程序处理，实现自动报警。

1.3 软件设计

1.3.1 软件

常用单片机编写软件有Uv4与烧录软件STC_ISP。 Keil C51是一种功能强大的仿真调试器，是目前最为常用的软件开发系统。

1.3.2 程序关键代码

如图4所示。

2 设计工作流程

在SIM900A短信模块卡座上安装一张手机sim卡后，通电启动电路，进入初始化状态，然后显示三种模式的选择：

（1）工作模式；

（2）检测模式；

（3）时间模式。

如图5所示。按下左边按钮，即选择“工作模式”，某车位无车时显示空白，有车时显示“×”与“剩余车位数量”，可同时显示各车位是否有车；按下中间按钮，即进入“检测模式”，处于监控状态，当有火灾发生时，会有声光报警器报警，同时发送“有火情”短信至管理人员，迅速作出应急处理；按下右边按钮，即进入“时间模式”，显示“年月日，星期，时分”，在断电时仍有持续功能。

3 结束语

本文是一种实时监控车位管理系统设计方案，利用嵌入式计算机技术和无线射频通信搭建了系统的硬件平台，通过Keil C51软件开发环境完成了程序设计，并已通过实物实验调试成功，具有可操作性、实用性，对提高停车场停车位管理效率，节省管理成本有较高价值；同时，本方案的提出对管理的自动化和智能化研究具有积极的推动作用。

图5：三种工作模式