智能自行车库控制系统设计

引言

随着社会的发展,汽车早已成为广泛应用的交通工具,大量的汽车排气就会产生巨大的污染,如何减少污染成为了人们关注的话题。自2008年奥运会以来,"绿色"主题提倡甚广,更有环保日鼓励人们少开私家车,多骑自行车。由此,人们出行、旅游、上班的交通工具也在逐步向自行车过渡,对环境保护十分有利。随着自行车广泛推行,又出现了一系列新的问题,比如自行车无处停放或随处乱停、自行车停放难以管理等。而由于我国人口众多、土地资源紧缺等原因,这些问题必然给城市交通带来巨大的压力。

针对国内自行车停放占地面积大、不能高速有效管理的问题,本文提出一种新的方法,设计一种智能自行车库控制系统,来实现自行车分区、自动计费收费、显示停车车库状态、查询时间等功能。

1智能车库控制系统硬件结构

本设计是以自行车出入库口为基础,由人自主控制的车库车位管理和收费系统,系统能进行自行车出入仿真控制、时间记录仿真控制、收费仿真控制。

停车管理模块利用单片机以分区计时计费方式来实现自动停车收费管理,其为整体车库提供了一个操作简便、价格低廉而且行之有效的管理办法。本系统如图1所示,可以实现由人控制的自行车分区功能、自动计费功能、显示功能、查询功能,而且时钟显示可调节,使系统更具灵活性。

(1)进出模块:安装在自行车库入口和出口,用于自行车进入停车场大门,人控制选择停放层数,进入停车场大门并进行计时计费。(2)收费控制模块:根据出入库的时间差来计算费用。(3)单片机控制中心:采用MCs-51系列单片机系统[6-7],主要功能如下:自行车出入信息记录与显示:停车收费并进行信息记录与存储:监控键盘状态,处理键盘输入的操作信息:监控停车场状态。(4)车库状态显示模块:显示车库状态信号,其中不仅包括停车收费标准,还包括实时时间以及不同分区有几个空车位可以使用。(5)LCD显示模块:显示停车场的各种信息,包括时间、停车分区、空停车位数、停车的费用、收费标准和操作提示等内容。(6)操作键盘模块:通过键盘进行多种人工操作,包括显示、切换、查询各类信息,修改时间等。键盘是由若干独立的键组成的,键的按下与释放是通过机械触点的闭合与断开来实现的,在闭合与断开的瞬间均有一个抖动过程。抖动必须消除,去抖动的方法主要有以下两种:硬件去抖动、软件去抖动。

2系统软件设计

本系统主程序根据液晶屏显示的内容进行按键操作,并对相应的子程序进行调用,最终完成对各个程序的访问。LCD子程序根据情况的不同,显示的内容也不同,LCD显示字符的理念就是先送地址,再送内容,每次都要送一个全新的地址,保证之前输入的字符不被后面冲掉。键盘扫描子程序是进行键盘扫描延时消抖后进行按键分析,再判断按键是否释放的,如果没有释放,就调用显示子程序等待,释放则判断按下的键是数据键还是功能键,若是数据键,则将与键号相对应的数据送往显示缓冲区,再在显示器上显示:若是功能键,则保存相应地址后再返回程序,当扫描到数字键盘被按下两次数字键之后系统自动显示出库编号和收费情况。

3系统仿真及运行测试

在程序设计过程中,键盘扫描和控制部分以及出入库时间之间的关联花时间较长,经常出现按键无效、LCD显示不稳定和数据错乱、显示达不到预期效果等状况。为了确保本系统程序稳定性,对于本系统进行了仿真,并建立模型进行运行,如图2所示。

自行车进入车库过程中,根据想要停放的车的层数(第一层用英文字母F表示,第二层用的是s,第三层用T来表示),只需在控制键盘按下对应的层数按键,系统就会安排对应编号并显示出来,还会延时一段时间让你去记住停车编号。此时,系统将对应层数空位数减少1,入库过程最终完成。自行车停在车库中,在LCD上不做任何变化,时间会按照正常的时间慢慢走,直到自行车出库。本车库最多计时24h,即不超过一天。因为时间程序是利用单片机的定时器T0来完成运行的,所以不受任何外界影响,可以保证时间的精确性。并且LCD是不断扫描显示的,所以显示异常或者时钟不精确的现象不会发生。自行车出库过程中,使用者将利用数字键盘,首先选择自己自行车的层数(F、s、T),这时,系统会显示取车层数,并不断扫描数字键盘来获取被选择的自行车编号,使用者继续在数字键盘上进行操作,选择自己的自行车编号(如01),因为每层车辆数不多,所以只需要按2个数字,当按键结束后,系统会自动显示自行车编号、时间以及相应的金额,停留数秒之后,回到主界面,对应层数空位数自动加1,系统等待下次操作。

4结语

基于单片机的智能自行车库控制系统设计,可以实现自行车分区、自动计费收费、显示停车车库状态、查询时间等功能,而且可以改变时间,以便进行应用和演示。本设计中采用单片机来实现控制系统,节省了智能车库的管理费用和人手,提高了车库的利用效率。