基于單片機的IC卡式自助洗車系統設計

安陽工學院電子信息與電氣工程學院 申慶超 王 凱

基于單片機的IC卡式自助洗車系統設計

安陽工學院電子信息與電氣工程學院 申慶超 王 凱

隨著車輛保有量的增加，自助洗車系統依靠其自身的實用性受到廣泛好評。目前自助洗車系統中存在的造價昂貴、電路復雜、無法實現互聯通信等特點，基于此，設計了一種基于單片機的自助洗車系統，能夠提供更好的用戶體驗。該系統為IC卡計費模式，有網絡預約功能，根據重力傳感器的采集信息，實現費用計算。實驗結果表明：自助洗車系統響應快速、預約功能效果良好。

自助洗車系統；單片機；IC卡計費；網絡預約

1 引言

隨著社會的發展和科技的進步，人們的生活水平日益提高，私家車數量越來越多，清洗汽車已經成為人們日常生活的重要部分，這促使洗車行業發展迅速，雖然洗車服務種類越來越多，但大都是門店經營，需要人員配置齊全，造成洗車成本高[1]。據統計洗車店年增長數量與汽車年增長數量相比，遠不能滿足需求，洗車難洗車貴已成為社會的關注點，而自助洗車系統的出現大大緩解了這種現象。自助洗車具有占地少；洗車方便；洗車價格低廉等特點，受到越來越多人的青睞。目前市場上自助洗車系統大都是投幣式且無法預約，這就造成用戶沒有硬幣時無法洗車，用戶在洗車高峰期排隊時也會倍感煩惱[2]。為此，本文設計了一種基于單片機的自助式洗車系統，該系統采用IC卡計費模式[3]，具有網絡預約功能，能夠為用戶提供更快捷的服務。

2 系統總體設計方案

根據實際需要，總過程分為3步：插卡、清洗、結算。系統主要包括稱重傳感模塊、電磁鎖模塊、無線模塊[4]、用戶操作模塊[5]、IC卡計費模塊。系統總體設計方案結構如圖1所示。

圖1 基于單片機的自助洗車控制系統結構

該自助洗車系統相比于傳統自助洗車系統最大的特點是造價低廉且具有網絡預約功能。控制系統可通過無線模塊實現PC端和手機端的預約功能[6]。單片機根據IC卡式計費模塊判斷插卡完畢且打開工具箱電磁鎖，然后根據稱重傳感模塊采集的信號判斷洗車起始和截止時間，LCD液晶顯示屏顯示用戶的當前余額和消費情況，用戶洗車完畢將設備放入工具箱后將電磁鎖執行關閉動作并扣費。

3 硬件設計

3.1 控制芯片

圖2 控制芯片

控制單元用于采集相關信號和控制系統模塊。本系統環境下，需要造價低廉，性能穩定，因此采用國產STC12C5A60S2單片機[7]。該單片機具有價格低廉、性能高、功耗低、強抗干擾、運算速度快、可靠性強等優點。

3.2 IC卡計費模塊設計

為滿足本系統使用場合的需要，IC卡讀寫單元采用SLE4442芯片IC卡，該芯片具有保密性和電子性能強的特點。

圖3 IC卡計費模塊設計

為提高IC卡操作的可靠性，設計卡插入檢測電路等輔助電路。結合軟件編程，可提高對IC卡讀寫的準確性。當有卡插入時，ICCHECK與GND短路，給INT0送入低電平，此信號用來檢測有無卡插入。

3.3 稱重傳感模塊設計

圖4 稱重傳感模塊硬件電路

稱重芯片采用高精度稱重傳感的24位A/D轉換器芯片HX711。該芯片具有集成度高、響應速度快、抗干擾性強等優點，從而達到降低電子秤整機成本，提高整機的性能和可靠性的目的。

3.4 無線模塊

無線模塊采用ESP8266模塊。該模塊價格低廉，支持較多的標準和工作模式，且支持協議棧、內置Socket AT指令等，足夠當前系統環境的使用。

4 軟件設計

4.1 硬件系統軟件設計

該硬件系統使用嵌入式C語言編程，控制各類模塊的運行狀態。根據硬件設計要求，軟件流程如圖5所示。

圖5 洗車系統軟件流程圖

在插入IC卡前首先檢測當前時間閾值內是否預約，如果有預約情況，需等待預約人洗車完畢后才能正常使用，否則讀取IC卡信息，當余額充足時打開工具箱電磁鎖否則一直處于讀取IC卡信息階段，根據重力傳感器采集到的信息判斷洗車物品是否被取走，物品被取走則開始計時收費，用戶洗車完畢后，在由重力傳感器采集到的信號判斷用戶是否將洗車物品放回，如果放回則電磁鎖關閉，此時停止計費并自動扣費，最后將IC卡拔出，洗車完畢。

4.2 預約系統軟件設計

預約系統可在PC端和手機端同時使用。以PC端為例，由PC端網頁、服務器響應、服務器發送、服務器反饋等組成。用戶通過PC端網頁將預約某臺設備的請求發到服務器，服務器經查詢如果該設備在預約時間處于空閑，則將響應信息發到設備，預約成功后服務器將預約信息反饋到PC端，設備處于預約狀體，預約時間段內其他人無法使用。預約系統軟件效果如圖6所示。

圖6 預約系統效果圖

5 結論

經測試，該系統可正常運行且各部分軟件和硬件兼容性、穩定性較好。采用以51單片機為核心的自助洗車系統，具有結構簡單、性能可靠、功能較齊、價格低廉等特點，兼具網絡預約功能，提高用戶體驗，且IC卡計費模式可實現的較為精準自動扣費功能。目前，在保證計費精確的前提下如何實現自助洗車設備的高耦合性和提升用戶體驗，降低制造和維護成本，已成為自助洗車系統技術的發展方向。

[1]潘曉陽．基于人機工程學的社區自助洗車機設計[D]．太原理工大學,2015．

[2]李培麗．節能便攜式洗車機的研制[D]．內蒙古工業大學,2010．

[3]孟德成,次仁平措．基于PLC洗車刷卡一體機的設計構思[J]．電子世界,2015(14):134-135．

[4]梁仕勇．一種自助洗車機系統以及自助洗車方法:CN106064608A[P]．2016．

[5]呂娜．一種帶英語操作界面的多功能自助洗車系統:CN105599731A[P]．2016．

[6]李坤,姚駿,史驥．自助洗車機遠程監控系統的設計[J]．自動化儀表,2013,34(9):78-81．

[7]周克良,劉響響,張躍飛,等．基于ARM11的自助洗車系統設計[J]．傳感器與微系統,2016,35(6):107-108．

Design of IC card self-service car wash system based on SCM

Shen Qingchao，Wang Kai
（School of electronic information and electrical engineering，Anyang Institute of Technology，Henan，Anyang 455000，China）

with the increase in vehicle ownership，self-service car wash system has been widely praised by its practicability.The existing system of self-service car wash are expensive and complex circuits，unable to realize the communication characteristics，so，we design a self-service car washing system based on SCM，and which can provide a better user experience.The system has an IC card charging model and network reservation function.According to the acquisition information of gravity sensors，the cost calculation is realized.The experimental results show that the self-help car wash system response has quick response and good reservation function.

self-help car wash system；SCM；IC card charging；network reservation

安陽工學院青年科研基金“基于安卓的停車管理系統”（項目編號：QJJ2015013）。

申慶超（1986—），男，河南安陽人，碩士，安陽工學院電子信息與電氣工程學院講師，研究方向：信號處理理論與技術、計算機網絡、無線傳感器網絡。