3、nYuxi653100)DirectedbyZhangYaQiuAbstract：WiththeaccelerationofChinaseconomicgrowthandurbanization,carshaveenteredhouseholds,andparkingisbecomingaworldwideproblem.Thetraditionalwayofparkingchargesdependsonmanpowertimingandcharging,whichisverytimeconsumingand
4、laboriousandthetimingisnotaccurate.Aspartofthetransportationfacilities,theparkinglotisalsoincreasingindemand,andpeopleareincreasinglydemandingtheirmanagementdirection.Itisconvenient,fast,practicalandsafetobecomethebasicrequirementoftheparkinglot.Thisproje
5、ctdevelopsasystemforparkinglotmanagementwithSTC89C52single-chipmicrocomputerasthecontrolcore,integratedradiofrequencyidentificationtechnologyandinfraredparkingspacedetectiontechnology.TheradiofrequencyidentificationmoduleisusedtoidentifythelicenseplatenumberID
6、numberwhenthevehicleentersthedoor,andthesingle-chipmicrocomputerisstartedtorecordthetimewhenthevehicleenterstheparkinggaragetorealizetheautomatictimingstart.Whenthevehicleentersthegarage,theparkingspacedetectordetectsthattheparkingspaceisautomaticallyr
7、educedbyoneanddisplaystheremainingparkingspaces.Whenthevehicleleavesthegarage,theRFIDmoduleautomaticallyrecognizesthevehicleinformationandautomaticallyentersthebillingsettlementinterface.Theparkingfeeisautomaticallycalculatedaccordingtotheparkingtimeandtheu
8、nitprice,andtheremainingparkingspacesareupdatedinrealtimethroughtheLCDscreen.Whenthevehicleisopened,thenumberofcarsisreleasedanddisplayed.Thesystemcaneffectivelysolvemanyproblemsoftraditionalmanualparkingchargemanagement,andthereforehasgreatapplicationv
9、alue.Keywords:Intelligentparkinglot;radiofrequencyidentification;singlechipmicrocomputer;parkingspacedetection目录第一章绪论31.1课题研究的背景31.2课题研究的目的31.3课题的主要的内容4第二章系统设计与方案论证52.1设计思路52.2方案论证52.2.1主控模块的方案和选择52.2.2车辆识别模块的方案和选择62.2.3车位检测模块的方案和选择62.3系统总体方案62.3.1确定方案的原理框图72.3.2确定方案的原理框图说明7第三章硬件电
10、路设计93.1单片机最小系统设计93.2LCD1602液晶显示电路设计103.3声光提示电路设计113.4按键电路设计113.5红外传车位检测传感器设计123.6车牌射频识别原理接口电路设计133.6.1车牌IC卡的结构133.2.2车牌IC卡的射频读卡过程143.2.4RC522射频识别接口电路设计14第四章软件设计164.1系统主程序设计164.2车牌射频卡识别子程序设计184.3键盘扫描程序的设计184.4液晶显示子程序流程图19第五章总结21致谢22参考文献23附录1附录：系统原理图1VI玉溪师范学院2019届本科毕业论文（设计）第一章绪论1玉溪师范学院2019届本
11、科毕业论文（设计）1.1课题研究的背景随着经济的发展，人们进入了一个现代化智能化的社会。越来越多的汽车被人们所购买，对停车场的需求也在不断增加。为有效处理停车难的问题，很多城市都建立了非常多的停车场。但是，智能停车系统市场相对放缓，远远落后于市场化动态交通的发展。与世界上其他发达国家相比，中国的停车场水平相对比较滞后，很多停车场都采用人力的方式进行管理，伴随国内的劳动力成本快速上升，过去手动管理的停车场越来越不能满足人们的停车需求。传统的停车收费的方式依靠人力进行计时和收费，既费时费力且还容易出现计价不精确的问题。由于停车场的规模不同，管理系统也不同，管理者有必要根据自己的情况选择经济
17、一：采用JVA开发上位机，虽然功能可以做的非常完善，但是任务量也是非常巨大的，我们是电子类专业的学生，JAVA基础几乎为零，因此开发难度大很多。方案二：采用PLC作为设计的主控模块，它的优势在于开发周期短，见效快，成功率高，稳定性强。但是开发成本比较高，不适合作为毕业设计的控制器。方案三：采用51单片机来完成硬件系统的设计，它的优势在于成本低，效益高，便于上手，而且单片机在我们大学学习中经常接触到。综上所述，我们本次设计采用51单片机来完成硬件系统的设计，实现时钟显示、计时计3停车场智能管理系统的设计与实现费显示等任务。2.2.2车辆识别模块的方案和选择方案一：采用摄像头获取车牌信息，是目前
18、应用比较多的方法，摄像头直接对车牌进行拍照，计算机通过程序算法自动给提取到车牌信息，作为录入系统的唯一识别号，进行车辆检测和跟踪，这种方法稳定可靠，但是投入的成本很大，远远超出了我们的预算。方案二：采用RC522射频识别模块自动识别车牌信息，该方法稳定可靠，已应用在不停车电子收费系统ETC(ElectronicTollCollection)等众多场合，成本低，效率高。使用RF卡作为记录车辆信息载体，只需要在进出口时摇动读卡器前面的RF卡，系统能够迅速的完成记录、核算、收费等工作，十分高效的实现对停车场的有效管理。综上所述，我们本次设计采用RC522射频识别模块作为车辆识别模块。2.2.3
19、车位检测模块的方案和选择方案一：采用超声波传感器作为本次设计的车位检测模块，是现实生活中普遍采用的车位检测器。它具有穿透能力强，不易受到外界因素的干扰，安装比较方便的优点。但它容易受到外界高温、潮湿、粉尘等环境的干扰，导致测试结果容易出现误差。方案二：采用红外检测模块作为本设计的车位检测模块，该传感器模块对环境光线适应能力强，可以通过电位器调节。比起地感线圈检测、地磁传感器检测、视频检测、超声波传感器检测，红外检测的优点是：速度快，不受机械噪声和电磁波的影响，不受温度变化的影响，功耗低，体积小。综上所述，我们本次设计采用红外检测模块作为车位检测模块。2.3系统总体方案方案一采用摄像头获取
22、下所示：图2.2系统框图2.3.2确定方案的原理框图说明（1）按键电路此次系统使用的是独立按键键盘去进行时钟参数设置、停车收费设置等任务，是完成人机交互的必要模块。（2）LCD1602液晶显示模块使用LCD1602显示器，其显示器有两行，每行可显示16位，内容丰富，能够有效地显现出不同的数字以及字母，程序十分简洁。能够达到此次设计的需求，所以采用它作为显示模块。所以我们采用1602液晶完成本停车收费管理系统各类显示工作。（3）51单片机最小系统模块STC89C52单片机用于控制核心，搭配时钟电路、复位电路组成主控部分，从而实现自动识别、液晶显示、实时扣费显示等工作。也是整个系统最为重要的一
23、个模块。（5）蜂鸣器提示电路此次系统需要使用到相应的操作提示音。设计过程中采用了电子蜂鸣器去完成提示。在车牌识别之后会出现对应的响声提醒其顺利识别。6停车场智能管理系统的设计与实现第三章硬件电路设计3.1单片机最小系统设计STC89C52是台湾晶宏科技公司所制造出的一种能耗低、性能完善的51内核结构的芯片。它集成了8K的储存器，便于保存数据信息从而确保数据不丢失等功能。具有三十二个通用IO口，同时还包括三个定时器以及1个外部中断等。在使用时成本比较低廉，具有较高的性价比。最小系统对应的电路为：图3-1单片机最小系统电路（1）复位电路单片机的复位可以分成两种分别是上电自动复位以及人工控制手
25、L2之间，形成一个比较平稳的自激振荡器1郝景程，何志刚，邱彬.基于51单片机信号发生器的设计J.电脑知识与技术，2004.35：11-12.，在引脚上输出3V的正弦波，对应的电路图如下：图3-3单片机振荡电路3.2LCD1602液晶显示电路设计液晶模块内部的具有一百六十余个点阵字符图案2陈朝大，韩剑.单片机原理与应用：实验实训和课程设计M.华中科技大学，2014.56-77.。能够有效地完成对数字、大小英文字母、各类标点符号以及日期等信息的显示。各字符在内存中都具有相应的一个代码，如字母“a”的ASCII码是01100001B，用16进制显示就是61H，显示过程中模块将地址61H中的点
26、阵字符图形进行呈现，人们在外界所能够看到的就是字母“a”此次设计的显示电路具体的引脚如下所示：图3-4液晶接口电路3.3声光提示电路设计本系统中采用蜂鸣器和LED作为报警提示器件。该电路运行的机理为：IO端口输出经过三极管8550的导通去带动蜂鸣器运行。若是IO口输出为高电压，三极管此时就会处于闭合状态，也就是蜂鸣器不会发生声音。反之则三极管对电流进行放大从而让蜂鸣器顺利发生声音。三极管基极端电压通过单片机的I/O口输出高低电平进行控制。而电阻主要的功能就是限流，保护电路不会出现短路情况。LED的驱动更加简单，只需要通过O口的低电压就可以点亮，输出高电压就灭掉。电路图如下图3-6所示图3-
27、5蜂鸣器电路制电路8停车场智能管理系统的设计与实现3.4按键电路设计一般按键电路主要有两种模式，即矩阵键盘以及独立按键，两种的原理各不相同。下图中K1为设置参数的案件，K2为完成设置参数的+操作按键；K3为完成被设置参数的-操作按键，K4为退出按键。电路图如下所示。图3-6键盘电路原理图3.5红外传车位检测传感器设计光电传感器是一类使用十分普遍的器件，如透射式、反射式等。其原理为当发射管的光传递到接收管时，接收管就会随即导通，反之则会闭合。以透射式作为案例，若是有遮光性的物体阻挡在发射以及接收模块间，开关管就会关断，拿开后就开启3王志刚.基于单片机湿式撒布机控制系统设计D.兰州：兰州理工
28、大学，2016.。因此可以制备出一个遮光叶片，装备于转轴中，在扇叶经过之后，出现脉冲信号。而叶片数量比较多的情况下，旋转一周就能够取得足够的脉冲信号。在设计过程中，反射式红外光电传感器用于采集车位检测的信号。当车位上有车辆停入的时候，就会检测到信号，并发回红外线信号给接收管，这样就会有一个电平的变化，单片机由此来判断是不是有车停入。红外车位检测传感器电路模块如下10玉溪师范学院2019届本科毕业论文（设计）图3-7红外传感器模块3.6车牌射频识别原理接口电路设计3.6.1车牌IC卡的结构（1）IC卡卡内部具有十六个单独的数据存储扇区，各扇区又包含了4块数据块，这64个块按地址编号进行排
29、序，具体情况如下所示：图3-8IC卡内部卡存储示意图（2）第0个数据扇区块0，一般是用来保存厂商出场代码，同时因为其固化，所以无法进行更改4沈建国.非接触IC卡在汽车服务行业的应用N.长春师范大学学报（自然科学版），2005.12(1).。（3）各扇区的前三个数据块是用于保存开发当中的数据。IC卡内数据块的使用情况为：用于普通的数据资料保存，能够完成对IC卡的读写操作。用于研发的数据值，能够完成初始化值、加减值等操作。（4）各数字块扇区的块3为控制数据块，其中包含了控制密码A、存取控制指令等。（5）IC卡各数据扇区的密码设置都是能够进行单独操作的，不会出现彼此影响的情况，能够按照实际需求设
30、定密码和存取控制。存取控制有4个字节，为32位，同时扇区里面的各块（包含数据块以及控制块）的存取操作需要通过密码以及存取控制一同实施，同时每个块都具有3个控制位5唐瀚.基于即时通信的多功能智能管理系统D.北京：北京邮电大学.2007,具体如下：3.2.2车牌IC卡的射频读卡过程非接触式IC卡进行读写时需要经过如下流程：无线电波是通过IC卡和读写器间经过线圈感应后出现的，从而实现对数据的读写。IC卡自身是没有源体的，在读写器对卡实施操作的过程中，在电磁波的影响下，卡片中LC串联谐振电路，因为其频率和读写器发射频率一致，从而让谐振电路出现共振现象，此时电容中就会产生电荷，并经过电子泵将这部分
31、电荷转移至另一个电容中，当累积的电荷超过一定值之后，该电容就会变为电源，把卡内资料传递出去或获取读写器传输过来的信息。此次课题中使用的是无源非接触式IC卡，其使用的有效距离是115cm，为近耦合卡6张洁.基于RFID技术的智能门禁系统设计D.河北：河北师范大学.2010.。3.2.4RC522射频识别接口电路设计此次设计中的单片机与读卡器模块采用5个I/O口进行连接，驱动程序经过SPI总线模式完成对11玉溪师范学院2019届本科毕业论文（设计）IC卡的读写。其具体的电路图如下所示：图3-9RC522射频卡接口电路13玉溪师范学院2019届本科毕业论文（设计）第四章软件设计4.1系统主