智能交互式停车场

引 言

众所周知，随着城市化进程的日益加快和机动车保有量的迅速增加，停车问题已成为城市交通可持续发展的瓶颈。在这个信息高速发展的时代，考虑到电子设备成本低、性能高， 具有强大的硬件支持和可移植软件平台，使智能化停车成为可能。目前针对停车场问题出现了许多解决方案。如将压力感应装置设置在每个停车位上，但大部分车主在停车时无法准确压住感应器，导致该系统成为摆设。前几年又出现了立体停车场系统，该系统可使车容量增加两到三倍，但存在成本高、设备结构复杂、安全性不足等问题，若设备出现故障极易损毁车辆，实用性较差。我们将感应器安放在车辆的必经之路， 借助红外对管稳定性强，价格低廉的优势，大大提升了该设计的实用性。本次设计着重对智能停车管理系统的实现方式进行深入探究，为之后智能停车管理发展提供了一种参考与尝试。在提高人们生活质量的前提下使智能化融入社会与生活中。

1 系统整体设计

本设计主要由STC89C52 单片机最小系统、LCD1602 液晶显示、红外对管和 GSM 模块、传感器模块组成，各模块关系如图 1 所示。采用红外对管为测控车流量提供准确数据， 在停车场外部设置显示屏，第一行显示“welcome”，第二行显示出入车的数量和空位数量。将 GSM 网络作为通信网络， 将移动设备（ME）作为终端（TE）。车主可以通过手机随时随地了解停车场的车流量和存位。GSM 模块通过用户手机向主机实时发送查询短信，经回执短信得到停车场信息。

2 硬件设计

2.1 GSM模块

国内使用的 GSM 模块主要包括西门子 TC35 系列，中兴ZXGM18，SIMCOM 等，本设计选用 SIMCOM 原件。该器件不但稳定性强且操作简便，其外围电路如图 2 所示。通过厂商推荐的模块调试应用软件可以快速检测 GSM 在设计中的工作状态，并由 AT 指令设置来电显示，具有收发短信功能。

                                                                                                                 图1 系统整体框图

(1) 接口电路。GSM通信接口电路包括 SIM卡槽接口、IPXmini天线接口电路和电平转换部分。SIM900A芯片支持移动 2G，3G，4G手机卡，可接打电话，收发短信，具有 TOP/ UDP GPRS透传数据模块。电话卡插入卡槽后，通过卡槽接口激活电话卡，并将卡内数据与 SIM900A模块交换。供电范围为 3.7～4.2V，可直接安装锂电池。网络灯闪烁显示工作状态是否正常，具有两个超大电容，有力保证系统性能稳定。

(2) SIM900A控制电路。SIM900A控制电路采用上电自启动模式，同时也预留了通过单片机来控制的电路开关接口。当系统需要独立启动和关闭时，只需选用通过单片机控制的部分供电装置即可。电路通过 RXD和 TXD引脚与单片机完成数据信息的对接和指令发送，从而控制通信网络电路进行信息交互。复位引脚通过单片机发送复位指令可在模块受干扰时复位。

(3) 控制器通过串口发送 AT命令来控制 GSM 模块发送中英文混合短信。GSM 模块卡槽可以插卡 1发送短信（受产品生产限制，只能使用移动或者联通卡）。手机向卡 1号码发送短信“kan”，GSM与主机（PC）交互得到停车场数据，将停车场的停车位和滞留车辆数信息发送给该用户。

2.2 红外对管检测模块

本设计将红外对管电路安装在车辆进出停车场的必经区域。红外对射的全称为“主动红外入侵探测器”，由红外发射器、接收器两部分组成。当车辆进入停车场时会阻挡红外接收器从而记录车辆进入信息，出口同理。发射器发射的信号如果被阻挡则接收器无法收到红外信号，此时会引发信号跃变，并发

送给单片机。由于探测器一般工作在可见自然光、房屋灯光和汽车灯光易干扰的区域，所以在实际安装时大都在发射器和接收器上加以调制使其发射出不同频率段的红外光，以防止外界干扰和人为干扰。

考虑到红外对管的寿命问题，我们并联不只一组。此设备具有外形小巧、响应速度快、感应距离大等特点，能有效检测出通过的车辆从而避免其他物体通过造成的不必要的干扰。同时本电路设计了一个复位按钮，可以在系统因不可抗因素造成混乱时自动复位。红外对管原理如图 3 所示。

2.3 LCD1602 液晶显示模块

方案一 ：采用八位共阴极 LED 数码管进行显示，显示驱动器采用外接 MAX7219 串行输入共阴极，考虑到单片机串行口移位寄存器的工作方式，每片都可驱动 8 个 LED 数码管。

方案二 ：采用点阵字符型 LCD1602 液晶显示，可显示英文字母与数字等字符，随着科学技术的发展，点阵字符型LCD1602 在各种显示场合中的应用更加普遍。

比较上述两种方案，虽然方案一驱动简易，但可显示的信息量较少，功能损耗较大 ；方案二可在低功耗、低电压的环境下工作，显示界面更加简洁。为了使显示功能具有更广泛的适用性，综合考虑，我们选用 LCD1602 液晶显示模块，其接口电路如图 4 所示。

在执行每条指令之前需要将模块的忙碌标志（BF）设置为低电平，表示可以输入新程序，否则此指令无效。要显示字符时需先输入显示字符地址，软件流程如图 5 所示。

3 软件设计

系统软件流程如图 6 所示。

（1）系统上电后首先进行初始化 ；

（2）读取红外采集的数值，判断是否有车辆驶入或驶出，统计当前停车场内滞留车辆的数量 ；

（3）通过显示模块显示系统记录的停车场内的车辆数量 ；

（4）当 GSM 模块接收到查询信息后，系统自动把停车场当前情况通过通信模块发送出去，方便用户快速、准确地了解停车场的车位情况。

4 实物图部分

停车场车位查询界面如图 7 所示。

5 结 语

本文充分运用 GSM 和红外模块对停车问题进行了研究，设计结构简单、价格低廉，具有较好的实用性，为用户节约了大量时间的同时也为停车场节省了人力和财力。