基于GSM停車場智能管理查詢系統

王紅梅 楊拋騰 包新華

（廣東科學技術職業學院，廣東珠海 519090）

隨著城市人口和車輛的日益增加，停車場的規模也隨之增大，傳統停車場的人工管理系統已不能滿足實際需求。顧客置身于停車場中，不能方便快速地找到停車位，既浪費時間，又影響停車場的正常運行，因此，構建一個具有車輛進出停車場身份自動識別、車位智能引導、費用自動結算、通過短信查詢可預退訂車位的智能停車管理與查詢系統是現代城市智能化發展的需要。

1 方案總體結構設計

本系統的主要功能是：能夠自動識別會員與非會員車輛，會員車輛可以免停自動出入，非會員車輛刷臨時IC卡出入；用戶可以短信查詢停車場的地理位置、收費標準、空閑車位數量等信息，可短信預退訂車位；系統具備會員短信查詢帳戶余額，帳戶欠費短信提醒功能；停車場狀態信息大屏幕動態實時顯示、車輛進入智能引導、消防系統異常短信報警等功能。

鑒于上述功能，本系統的主控芯片采用ST(意法半導體)公司生產的STM32F107VCT6處理器。該處理器的內核是ARM公司設計的ARM Cortex-M3 32位內核，STM32F107VCT6處理器擁有高性能、低成本、低功耗、運算速度快、片上資源豐富、內部FLASH大等優勢，片內有256KB的FLASH和64KB的SRAM，最大工作頻率是72MHz，在此處理器上可同時運行uCOS_II操作系統和FAFTS文件系統，并具有80個IO口，為系統功能拓展，提供廣闊的空間。系統的總體結構設計功能框圖如下：

圖1 智能管理與查詢系統總體設計結構框圖

停車場智能管理與查詢系統以STM32F107VCT6最小系統作為主控制中心，用超聲波模塊檢測是否有車輛進出停車場，采用NRF905無線收發模塊實時檢測會員車輛。對于會員車輛，系統自動控制步進電機驅動模塊使道閘上升或下降，對于非會員車輛，則通過RC522射頻卡讀寫模塊讀取臨時IC卡進行識別，當道閘升起后，由光電開關檢測車輛是否通過道閘，確認車輛通過后，道閘自動下降；已進入停車場的車輛，系統根據空余車位情況，自動分配停車位，并啟動LED車輛引導指示燈，引導車輛進入相應的停車位；每個車位都安裝有超聲波檢測模塊實時檢測車位占用情況，用不同顏色的LED燈作指示(紅色：有車、綠色：沒車、黃色：預訂)，在整個智能管理與查詢系統運行過程中，TFT彩屏分別安裝在入口和出口處，實時顯示停車場的動態信息(車位狀態、計費標準、離開車輛消費金額、停車時間等)。TFT彩屏顯示漢字內容的字模數據，存儲在SD卡中。

2 車位、車輛檢測模塊設計

車位檢測模塊采用STC15F104E單片機作為主控芯片，用超聲波傳感器檢測是否有車，用LED燈作為指示(紅色：有車、綠色：沒車、黃色：預訂)。比傳統采用渦流傳感器節約成本，并減少了輻射，安裝也比較容易。

將超聲波傳感器的發射端接到STC15F104E單片機P3_4腳上，用單片機控制產生發射信號，傳感器的回波信號接在單片機的P3_5腳上，產生單片機中斷，當中斷執行時單片機計時結束，發射器發出的超聲波以速度υ在空氣中傳播，到達被測物體時被反射返回，由回波接收器接收，其往返時間為t，由s=vt/2即可算出被測物體的距離。通過編程計算距離，并將其與空車位設定距離進行比較，從而判斷出車位的停車狀況。

同樣，檢測是否有車輛進出停車場，也采用相同硬件電路。

圖2 超聲波車位檢測模塊電路原理圖

3 遠距離車輛身份識別模塊設計

遠距離車輛身份識別模塊，主要用于對進出停車場的車輛，進行遠距離身份識別，通過給會員車輛安裝識別器，能夠實現自動識別，會員車輛無需停車，道閘自動啟降。臨時車輛，需停車取無源射頻IC卡，刷卡后方可進入停車場。

無線信號收發模塊很多，本系統采用NRF905，NRF905無線信號收發模塊應用于中遠距離遙控、無線數傳、無線通訊、無線收發等領域中，具有體積小、通信距離遠、靈敏度高、價格低、抗干擾性強等特點，模塊接口電路如下：

圖3 NRF905無線收發模塊

4 車位查詢及預退訂模塊設計

停車場信息查詢與車位預退訂系統電路是采用西門子公司生產的TC35I GSM模塊，該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標準的AT命令接口，為數據、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸。TC35I模塊按功能劃分，主要由6部分組成：GSM基帶處理器、GSM射頻部分、電源ASIC（Application Specific Integrated Circuit）、Flash、ZIF連接器、天線接口組成。GSM基帶處理器是整個模塊的核心，主要處理GSM終端內的語音、數據信號，并涵蓋了蜂窩射頻設備中所有的模擬和數字功能，在不需要額外硬件電路的前提下，可支持FR、HR和EFR語音信道編碼。模塊的工作電壓為3.3——5.5V，可以工作在900MHz和1800MHz兩個頻段。

TC35i模塊的正常運行需要相應的外圍電路與其配合，該模塊共有40個引腳，通過ZIF連接器分別與電源電路、啟動關機電路、數據通信電路、語音通信電路、SIM卡電路、指示燈等電路連接。系統處理器通過串口發送AT指令給TC35I，實現短信收發等基本通信功能。

5 系統軟件主程序流程圖

6 結束語

本系統的創新點主要是應用了GSM模塊能夠實現短信查詢及預退訂功能，并且采用了無線收發模塊識別會員車輛，既降低了功耗和成本，也大大減少了有源射頻IC帶來的輻射。同樣，采用超聲波傳感器檢測車位是否有車，比傳統停車場采用渦流傳感器,不但安裝容易，而且成本低，輻射危害小。

[1]譚潔強.C程序設計 [M].清華大學出版社，2010.6

[2]楊宗德 張兵.uC/OS_II標準教程 [M].人民郵電出版社，2009.5

[3]陳瑤 等.uC/OS_II開發入門與應用 [M].人民郵電出版社，2010.8

[4]劉軍.例說STM32[M].北京航空航天出版社，2011.4

[5]喻金錢 等.STM32微控制器開發與應用[M].清華大學出版社，2011.4

[6]徐愛軍.IAR EWARM V5 編程與開發[M].北京航空航天出版社，2009.9