智能停车场管理系统设计大学毕业论文.doc
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1、铜陵学院毕业论文(设计)学 号 1109111102 毕 业 设 计 课 题 智能停车场管理系统设计 学生姓名 刘陈园 院 部 电气工程学院 专业班级 11自动化专(2)班 指导教师 宋洪儒 二 一 五 年 六 月目录摘 要IAbstractII第一章 绪论- 1 -1.1课题研究的背景- 1 -1.2 系统研究现状与发展趋势- 1 -1.3 系统设计概述- 2 -第二章 系统设计- 3 -2.1系统环境- 3 -2.2系统总体设计- 3 -第三章 硬件设计- 4 -3.1硬件结构简介- 4 -3.2主控模块- 4 -3.3刷卡系统模块- 4 -3.1.1 RFID技术- 4 -3.1.2 串
2、口通信- 4 -3.4计时模块- 5 -3.4.1实时时钟RTC- 5 -3.4.2 RTC控制器- 6 -3.5环境采集模块- 6 -3.5.1温度采集- 6 -3.5.2湿度的采集- 6 -3.6 LCD显示模块- 7 -3.6.1 S5PC100LCD控制器功能简述及LCD接线图- 7 -3.6.2 LCD外部接口信号- 7 -第四章 软件设计- 9 -4.1软件开发环境介绍- 9 -4.2刷卡器部分设计- 10 -4.3环境检测设计- 11 -4.3.1湿度采集- 11 -4.3.2温度采集- 12 -4.4 计时模块设计- 13 -4.5 LCD显示部分设计- 13 -4.5.1字模
3、制作- 13 -4.5.2 LCD显示函数- 15 -第五章 演示与结论- 16 -5.1 演示效果- 16 -5.2 结论- 19 -参考文献- 20 -致谢- 20 -智能停车场管理系统设计摘 要随着经济的快速发展,最近几年我们国家生活水平快速提高,汽车数量也在快速增长,导致很多城市都出现了停车难的问题,相应的为了解决停车难的问题,出现了大量的采用不同系统的停车场。对于城市停车中存在的问题主要有:停车场中车位增多,比传统停车场更难管理,传统的停车场管理方法不够安全,因此,怎样改进现有的停车管理方案成为解决停车难的首要问题。本文设计是基于三星S5PC100芯片,设计一个集成显示屏、刷卡器的全
4、自动智能停车系统,使用方便,维护简单,无需人工操作。对智能停车系统的整体结构,以及操作流程进行了探讨。在设计过程中,先是对整体系统进行可行性分析,确定整体的系统框架,确定系统流程,此后再根据系统的需要,确定系统的硬件平台,根据硬件设备,编写相应的流程代码。之后再对完成后的系统进行调试,对系统的可靠性进行测试,完善系统。随着科技的发展,汽车数量的增多,停车管理系统也会跟着快速的发展,而采用先进的技术,使停车系统趋向智能化,使停车系统趋向简单化是未来停车系统的发展方向。关键词:射频;智能停车系统;刷卡器IThe design of intelligent parking systemAbstrac
5、tWith the rapid development of economy, in recent years, the rapid increase of living standard in our country, the number of cars also in rapid growth, resulting in many cities have emerged in the parking problems, corresponding to solve the parking problem, a lot of the different systems of the par
6、king lot. For existing in the urban parking problems are mainly: increase of parking spaces in the parking lot, than the traditional parking more difficult to manage, the traditional parking lot management method safe enough. Therefore, how to improve existing parking management scheme as a solution
7、 to stop one of the most important problems.The design of this paper is based on the Samsung S5PC100 chip, design an integrated display, card reader automatic intelligent parking system, easy to use, maintenance simple, no manual operation. The overall structure of the intelligent parking system and
8、 the operation flow are discussed. In the design process, first on the overall system feasibility analysis, determine the overall framework of the system, system process was determined, then according to the needs of the system determined the hardware platform of the system, according to the hardwar
9、e equipment, preparation of the corresponding procedure code. After the completion of the system debugging, the reliability of the system to test, improve the system.With the development of science and technology, the increase in the number of cars, parking management system will quickly followed th
10、e development, while the use of advanced technology, to make the trend of intelligent parking system, parking system tends to be simple is the future direction of development of the parking system.Keywords: radio frequency; intelligent parking system; card readerI第一章 绪论1.1课题研究的背景 最近几年,我国的私家车保有量极速增长,
11、很多城市都出现了停车难的问题,导致许多人把车停在了道路两边,一方面会堵塞道路,产生安全问题;另一方面停在路边容易被破坏,车内物品也容易被偷盗。而且,现在城市中停车场的规模在增大,随着停车场内车流量的加大,传统的人工管理的停车场已经不能满足需求,此时,使用刷卡器,门禁系统等方法的智能停车管理方法逐渐出现。智能停车场管理系统从2001年兴起,到目前功能越来越全面,系统也日渐完善,系统的操作也更加人性化。现在国内的停车场智能管理系统已经进入了一个全新的阶段,不在一味的模仿国外的产品,拥有了自己的创新技术。现在我国有超过400家企业涉及到智能停车产业,其中完全由国产的停车管理系统占有80%,而国外的只
12、占有20%。目前在国外,一些国家的停车管理系统经过长时间的发展,系统相对来说非常完善。而我们国家的停车管理产业还刚刚起步,汽车保有量也远远没有达到一个稳定期,在不久的将来汽车数量快速增加,停车的需求也会增长,可见,只要调控得当,停车产业将会成为一个发展潜力巨大的新型产业。1.2 系统研究现状与发展趋势智能停车管理系统是现代化自动收费停车以及设备自动化的统称。是完全由计算机来管理的高科技的全自动化产品。该系统可以感应IC卡或者是ID卡,通过对卡片的感应和识别来记录车辆信息,以及持卡人的信息,进行相关的停车操作,同时再对各种信息进行处理,并加入显示设备,语音播报等交互方式来完成停车收费的过程。中国
13、的智能停车管理系统起步比较晚,远远落后于其它发达国家,而且更落后于动态交通的智能化。在过去的很长一段时间,发展的中心一直放在动态的行车交通上,使得静态交通发展缓慢,导致至今我国的静态交通各项指标都没有一个统一的评价指标。静态交通的发展缓慢,已经成为城市交通的一大阻碍,目前,已经有人提出了解决城市的交通状况就要“动静结合、以静制动”的理论,而且在实践中已经见到很好的效果。在未来的交通发展中,智能化的静态交通应该和动态交通同等看待,才能使得城市交通状况健康发展,由此可见,往后发展智能化静态交通前景广阔。(1)目前我国的智能停车系统市场的所遇到的问题从业公司小,有上千家智能停车系统相关的公司,合计占
14、有的市场份额只有不到20亿,没有领导型的企业,这也是每个市场发展都要经历的初期状态。企业投入研发的资金小,同质化竞争,没有核心技术,导致企业发展动力不足。小型企业寿命不长,几年就被市场淘汰,这是同质化竞争的结果,不重视品牌和信誉,没有核心技术,盲目的打价格战,打乱了市场的秩序,导致竞争激烈,企业寿命短。而国外却很少有这种状况,很多国外企业重视技术的研发,产品质量好,可靠性高,具有自己的竞争力,能够保证企业的长期利润,很多公司都从业几十年,这也是我国企业可以借鉴的地方。(2)国外产品对国内市场的影响国外的产品质量好、可靠性高且技术成熟,但是我国的停车环境和国外有一定差别,很多国外的产品到国内后不
15、一定能适应国内的停车环境,比如说国内的人口密度大,路况复杂,安全性也要得到充分的保证,所以要求系统能够在完成防盗功能的同时引导车辆、车牌对比,同时还要保证车辆的进出效率,以及多种收费模式等。国内的产品价格低廉,相反国外的很多产品价格昂贵,所以相比国内的产品,虽然国外产品性能比较好,但相比之下,竞争力并不强。在国内的发展空间并不大。国外的产品进入我国,会给我国带来很多先进的技术和管理经验,能够促进我国智能停车管理系统的发展。(3)智能停车场的发展趋势将各个停车场联网管理,共享数据,形成一个以城市为单位的大型的停车平台。停车诱导,停车时有自动的车位引导系统,因为现在停车场越来越大,有的停车场有几千
16、个车位,这样的停车场如果没有引导系统会引起停车场的混乱,停车效率底下。无人化服务普及,由于劳动力成本的提高,以前用人来管理的方法行不通了,借鉴国外的发展经验,停车场会越来越趋于自动化,无人化。服务入口扩展至手机,用户可以在手机上实现停车付费,车位预定,自动停车,以及停车引导等功能。智能手机的普及以及移动互联网的快速发展,目前我国的移动互联网用户已经超过了宽带用户,利用手机来弯沉各种服务将会成为常态。立体车库增多。我国人口众多,城市人口密集,地价昂贵,所以,参照日本等土地资源紧缺的国家的发展经验,所以停车场将会向立体车库发展,立体车库占地面积小,进出方便,将会成为未来停车场的首选。1.3 系统设
17、计概述根据设计要求,系统可以分为:主控模块、显示模块、刷卡模块、环境监测模块、计时模块。主控模块用于对各个其他模块的信息综合处理;其中显示模块为TFT液晶显示屏,用于显示剩余车位、温湿度信息、实时时间、刷卡后卡号信息、以及收费金额;刷卡模块用于读取用户的刷卡动作及卡号;环境监测模块用于检测停车场内温度和湿度;计时模块用于计算停车时间。第二章 系统设计2.1系统环境主要硬件平台 : 基于S5PC100的开发板 、 射频刷卡机 、LCD显示屏; 软件平台:eclipse、超级终端;主要操作以及显示界面:l 待机状态:显示当前温度、湿度、时间以及剩余车位。l 车辆进入:刷卡后判断卡号,打开门禁,计时
18、。l 车辆驶出:刷卡后判断卡号,打开门禁,显示收费金额。基本流程如下:待机时在显示频幕上显示当前的温度、湿度、实时时间和剩余的车位。当有剩余空位时,如有用户持卡进行刷卡操作,则读取卡号进行判断,若该卡号没有停车,则打开门禁同时开始计时,并且剩余车位减少一位,而且把该卡号的状态设置为已停车。当该卡号再次进行刷卡操作时,则根据卡号停车时的时间和当前时间,计算停车时长,计算收费金额,完成收费,然后剩余车位加一。2.2系统总体设计该系统共分为一下几个部分:1. 刷卡系统模块:识别卡号并将卡号通过UART发送到主控芯片。2. 计时模块:使用主芯片中的RTC记录停车时间。3. 环境检测模块:采集当前的温度
19、、湿度、实时时间。4. LCD显示模块:通过控制LCD显示屏向用户展示各种信息。系统的各个模块之间的关系如图所示:环境检测模块刷卡系统模块主控模块LCD显示模块计时模块图2-1 系统各模块关系图第三章 硬件设计3.1硬件结构简介在系统的设计中,包含了刷卡器模块,环境信息采集模块、计时模块以及LCD显示模块。刷卡器通过串口连接到开发板上的UART1,环境采集模块使用的是开发板中集成的温度芯片LM75,计时模块采用的是S5PC100中的实时时钟RTC,LCD显示模块使用的是一块3.2寸的液晶显示屏。3.2主控模块 主控芯片采用的是三星S5PC100,它使用的是65nm制作工艺,频率最高可以达到66
20、7MHz。该芯片采用的是ARM公司所提供的Cortex-A8架构,相比以前的ARM 11架构,流水线增加了5级,从8级流水线提高到13级流水线,并且流水线在同一时间能够执行两条指令。不仅如此,Cortex-A8相比之前的ARM11架构在浮点运算的基础上又添加了双精度的浮点寄存器。使得处理器性能有了明显的提升,而在图形处理方面也比之前的芯片有了大幅度的提高,支持更多中模式的视频播放。通过丰富的容易使用的各种图形支持,它能够完成各种各样可定制的用户界面,开发出各种产品,该芯片有一个强大和灵活运用的应用体系结构,支持的外围设备丰富,能够降低系统的总成本,提高系统整体的性能和效率。3.3刷卡系统模块3
21、.1.1 RFID技术RFID技术又称为射频识别技术。是一种通过对射频信号的处理,对目标进行识别,同时获取目标信息,够适用于各种环境。RFID技术可以同时识别多个目标。他被应用于短距离识别的射频产品,可以在充满灰尘,油污等环境下准确的进行识别。3.1.2 串口通信刷卡器通过串口(UART)与开发板进行连接,当刷卡时触发中断,主控芯片对刷卡器传来的数据进行读取,提取出卡号信息,进行相应的操作。图3-1 UART电路图UART又称为通用异步收发器。它由两部分组成,一部分是将串行数据转换成并行数据的接收器(Rx),另一部分是将并行的数据转换为串行数据的发送器(Tx)。还有一些状态管脚,可以用于识别接
22、收器是否已满,或者用于识别发送器是否为空。串口间通信时,采用了串行通信协议来保证所传输数据的准确性。起始位:0代表起始位,是一个数据传输的开始。数据位:可以在5-8位之间,一般我们采用的是8位,代表一个字节。奇偶校验位:用来验证数据的准确性,可以设置为1或者设置为0。停止位:表示一个字节的数据传输结束,可以用一位表示,也可以用两位来表示。空闲位:当空闲位为1时表示目前没有数据正在传输。波特率:表示的是每秒钟传输的二进制位数。S5PC100有四个独立的通信接口,每个接口都有两种工作模式,中断模式或者是DMA模式。即UART控制器可以在CPU中产生中断或者是DMA请求传输数据。在连接系统时钟时,U
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