一種實時監控車位管理系統設計

文/戴建法

隨著智能科技地飛速發展，生活質量地不斷提高，幾乎每個人家里都擁有了自己的汽車，這給車主停車造成了很多不便，以致于如今的室外，室內停車庫日益增加。但是，如今的停車庫大多數都是人工看管，車位上是否停了車都得看管員前去確定才知道。而且，大多數停車庫的報警系統只限于看管員在場才知道，如果看管員有事走開，正好碰上有火情發生，這樣就無法得知。所以針對這些問題，本次設計了一款多功能車位管理系統。它可以實現實時觀察車位停車情況，也可以實現在看管員有事走開的情況下仍然知道車庫是否有火情發生。

1 設計方案

1.1 總體設計框架

系統設計是由STC89c52RC單片機最小系統、獨立鍵盤、自動報警系統、LCD12864液晶顯示、SIM900A短信模塊和火焰傳感器模塊組成。總體設計框架如圖1所示。

1.2 硬件設計

1.2.1 STC89c52RC單片機最小系統

STC89c52RC單片機最小系統是由電源，復位電路，晶振電路組成。如圖2所示。

1.2.2 復位電路

復位操作的基礎—當RESET（復位引腳）出現了高電平并且持續2個周期以上時，將開始進行復位操作。（如果一直高電平，則同樣一直持續復位操作）。

復位操作的分類：

（1）手動復位；

（2）自動復位。

復位操作執行完，程序將還原，比如PC值將變為0000H的初始值、SP值將變為07H，可是由于一些額外的原因，有的時候需要我們自己重新賦值給SP。

手動復位電路是在WDT超值時，會讓引腳一直持續高電平。自動復位電路是在WDT超值時，自動讓引腳一直持續高電平。綜合考慮，此次采用自動復位電路。

1.2.3 晶振電路

高增益反相放大器是一個存在于STC89c52RC單片機中的用于構成振蕩器的電路，次電路有兩個端口，分別是輸入端的XTAL1和輸出端的XTAL2。陶瓷諧振器（或者外接石英晶體）可以與此放大器一起組建成一個自激振蕩器。

本次設計所使用的晶振電路。

1.2.4 鍵盤

鍵盤從結構上分為獨立式鍵盤與矩陣式鍵盤。在單片機測控系統和智能化儀器中，應用的最多的是獨立式鍵盤。其原理是：當按下某鍵盤時，CPU對應的I/O接口為低電平；當某鍵不按下時，對應的I/O接口因內部有上拉電阻，輸入為高電平；若想知道程序中I/O接口的狀態，即可判斷哪個鍵處于閉合狀態。此種鍵盤的優點是硬件和軟件比較簡單，而缺點是一旦按鍵數量較多時，需占用接口線也多。此次所用按鍵數較少，因此采用獨立按鍵。

1.2.5 自動報警系統

此次設計采用的是聲光報警。聲光報警是一種安裝在現場的聲光報警設備，當現場發生火災時，安裝在現場的火災聲光警報器向單片機發送聲光報警信號，以達到提醒現場人員注意的目的。如圖3所示。

1.2.6 12864LCD液晶顯示器

12864 LCD液晶顯示器是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內部含有8192個16*16點漢字，和128個16*8點ASCII字符的點陣圖形液晶顯示模塊。該顯示器具有以下優點：

（1）接口方式靈活和操作指令簡單方便，可構成全中文人機交互的圖形界面；

（2）能顯示漢字和圖形；

（3）低電壓、低功耗、低價格。

1.2.7 短信模塊

本次設計電路中的短信模塊的型號是SIM900A短信模塊[支持2、3、4G手機卡]，支持短信、數據、彩信、上網等功能。復位排針引出，可實現無人值守遠程復位,帶DTMF功能和實現遠程遙控功能。其中，模塊供電電源為5V，調試初期可用電腦USB供電；滿足長時間傳輸數據需要，加1000uF的超大電容；TTL電平串口自適應兼容3.3V/5V單片機；設置休眠狀態在10mA左右低功耗，待機在80mA左右。模塊最大的優點是保留232口，在開發時可以監聽指令執行情況，以便快速地找出問題，節省開發時間。

圖1：總體設計框架

圖2：單片機最小系統組成

圖3：自動報警系統

圖4

1.2.8 傳感器

火焰傳感器通常用于機器人專門搜尋火源，也可以用來檢測光線的亮度。由于本傳感器對火焰靈敏度高，為此，本設計電路中采用火焰傳感器。其基本原理是：當紅外線檢測到火焰后，傳感器把火焰的亮度轉化為電平信號，輸入到CPU，CPU則根據電平信號的變化，做出相應的程序處理，實現自動報警。

1.3 軟件設計

1.3.1 軟件

常用單片機編寫軟件有Uv4與燒錄軟件STC_ISP。 Keil C51是一種功能強大的仿真調試器，是目前最為常用的軟件開發系統。

1.3.2 程序關鍵代碼

如圖4所示。

2 設計工作流程

在SIM900A短信模塊卡座上安裝一張手機sim卡后，通電啟動電路，進入初始化狀態，然后顯示三種模式的選擇：

（1）工作模式；

（2）檢測模式；

（3）時間模式。

如圖5所示。按下左邊按鈕，即選擇“工作模式”，某車位無車時顯示空白，有車時顯示“×”與“剩余車位數量”，可同時顯示各車位是否有車；按下中間按鈕，即進入“檢測模式”，處于監控狀態，當有火災發生時，會有聲光報警器報警，同時發送“有火情”短信至管理人員，迅速作出應急處理；按下右邊按鈕，即進入“時間模式”，顯示“年月日，星期，時分”，在斷電時仍有持續功能。

3 結束語

本文是一種實時監控車位管理系統設計方案，利用嵌入式計算機技術和無線射頻通信搭建了系統的硬件平臺，通過Keil C51軟件開發環境完成了程序設計，并已通過實物實驗調試成功，具有可操作性、實用性，對提高停車場停車位管理效率，節省管理成本有較高價值；同時，本方案的提出對管理的自動化和智能化研究具有積極的推動作用。

圖5：三種工作模式