智能立體停車系統研究與設計

桂林電子科技大學信息科技學院 高 闖 劉 高 黨新宇

智能立體停車系統研究與設計

桂林電子科技大學信息科技學院 高 闖 劉 高 黨新宇

本文介紹了基于AT89S52單片機的智能立體停車系統設計原理，主要硬件設計及軟件設計等。該系統采用AT89S52單片機為控制器，液晶顯示模塊采用12864B，對需要停放車輛進行平穩可靠合理的存放，從而緩解城市擁擠問題等。

AT89S52；立體停車系統；步進電機

0 引言

隨著我國經濟不斷快速發展以及汽車工業的迅速發展，我國的汽車保有量急劇增加，特別是大城市的機動車擁有量的增長速度遠遠超過停車基礎設施的增長速度，停車難的問題顯得尤為突出。加上我國社會水平的不斷提高以及人們時間觀念的提高，人們對停車場的要求也越來越高，因此解決這些社會矛盾也尤為迫切。智能立體停車系統的建立可以緩解存 (或取)車的時間長、以及停車收費高等問題。所以建立智能立體停車系統可以實現人與車、車庫與城市空間之間的和諧，解決停車難的問題，改善環境和資源的合理利用問題。

1 系統設計總體方案

智能立體停車系統是目前研究的熱門系統，可以在設計者設定的環境里安全運行，只需要少量的人員進行控制，主要應用于擁堵的城市、開放的小區、以及商業百貨大樓。目前，智能立體停車系統的設計方案有很多種，有的采用基于PLC為主控制器設計立體停車系統，但價格昂貴；有的采用以單片機為主控制器，價格低廉、方便靈活。本文設計的智能立體停車系統采用AT89S52單片機為主控制器，采用紅外對射光電傳感器精準運送車輛到指定車位，兩個絲桿構成主框架，通過系統各模塊之間的協調工作，實現平穩順利的存取車輛。

2 硬件電路設計

整個系統分為單片機主控模塊、傳感器模塊、電機驅動模塊、電源模塊與顯示模塊。系統框圖如圖1所示。

圖1 系統框圖

圖2 單片機I/O接口

2.1 單片機主控系統

AT89S52是美國ATMEL公司生產的一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 系統可編程Flash 存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。圖2為單片機I/O口的硬件接口。

2.2 傳感器系統

紅外對射光電傳感器為LM393對射式紅外頭，該傳感器信號干凈，不需要外加硬件強化信號，驅動能力強。通過該傳感器和框架配備的遮擋板進行車位的精確選定。紅外對射光電傳感器工作電壓直流5V、輸出有效信號為低電平有效，當檢測到遮擋板時引起輸出端電平變化，再由單片機處理信號來控制電機的轉動。

2.3 電機驅動系統

本系統采用一款專業的兩相步進電機驅動，可實現正反轉控制，通過3位撥碼開關選擇7檔細分控制(1,2/A,2/B,4,8,16,32,)，通過3位撥碼開關選 擇8 檔電流控制（0.5A ，1A，1.5A，2A，2.5A，.8A,3.0A,3.5A）。適合驅動57、42 型兩 相、四相混合 式步進電機。能達到低振動、小噪聲、高速度的效果驅動電機。該驅動器工作電壓為DC9-40V，工作溫度-10～45℃，存放溫度-40℃～70℃。

圖3 主程序流程圖

2.4 電源系統

此系統設計了5V和12V兩種輸出電壓，分別給AT89S52單片機和TB6600電機驅動器供電，這樣使得整個系統更加穩定。

2.5 顯示系統

顯示模塊采用的是液晶顯示模塊12864B，需要的工作電壓為5V，采用串口通信節約了端口的使用，只需要單片機的三個端口就可以達到預期效果。

3 軟件設計

系統軟件程序在Keil3版本的環境下采用C語言進行集成開發。軟件程序采用模塊化設計主要由主程序、延時子程序、顯示子程序、電機驅動子程序、中斷子程序五大模塊部分組成。整個軟件程序的流程圖如圖3所示。

在本程序中，剛開始先給所有子程序初始化，選擇需要停靠的車位，車庫內裝有兩個絲桿，絲桿上安裝了紅外對射光電傳感器，精確的運送在車板到達車位前，再由載車板上的傳感器把車子停到相應的車位里面，緊接著載車板回到最初的位置，從而順利的完成整個存車的動作。取車動作先選擇取車的車位號，然后取車的動作和存車動作一樣，完成相應的取車流程。

4 系統調試

首先，先把硬件做好便于調試軟件程序，接著寫電機驅動子程序先讓步進電機跑起來，然后加傳感器實現傳感器計數功能并確認車位的位置，接著把已有的程序和顯示程序結合起來。此次調試過程中遇到最大的困難是，傳感器因為有雜波的干擾，所以計數并不準確，為了使傳感器精確計數，采用定時器解決，只要傳感器檢測到低電平，則在定時器時間內不允許有第二次的檢測。最后一個難題是解決了主程序運行的同時中斷子程序也在同時運行。

5 總結

本設計采用AT89S52單片機位控制器，可靠性高，成本低。車庫框架采用立體空間結構，容量大，停車平穩安全，顯示界面簡單易懂，操作簡單，系統性價比高。加上紅外對射光電傳感器的應用，更加提高了停車取車的準確性。

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