基于單片機的智能停車場引導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計論文

1、哈爾濱劍橋?qū)W院畢 業(yè) 設(shè) 計 論文題目： 基于單片機的智能停車場引導(dǎo)系統(tǒng) 學(xué) 生： 多少華 指導(dǎo)教師： 潘啟明 專 業(yè)： 電信及移動通信 班 級： 09移動通信 題目及來源： 基于單片機的智能停車場引導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計 工程實踐 選題依據(jù)、研究的意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀： 隨著經(jīng)濟的增長及城市化進程的加快，小汽車進入家庭，私人擁有量越來越多。又由于國家對發(fā)展家用汽車給予政策上的支持，使得民用小客車產(chǎn)量迅速增長。隨著車輛的增長，實有的停車泊位越來越不能滿足停車需求，車輛的任意停放給交通的安全和暢通帶來了很大的影響，也給交通控制工作帶來了很多不便，因此，停車控制開始受到人們的重視。所以，汽車停車場的數(shù)量將隨之

2、增加，規(guī)模不斷擴大，這給各停車場的車輛管理提出了新的挑戰(zhàn)，停車場的自動化管理系統(tǒng)或智能化管理系統(tǒng)的停車場很少，這類管理系統(tǒng)產(chǎn)品也很少。為使停車場安全、快捷運轉(zhuǎn)，必須配備一套綜合收費及管理的軟件系統(tǒng)。而現(xiàn)代化停車場系統(tǒng)的投資與管理不但是一種社會公益活動，也是一種低投入，高回報的商業(yè)行為。 國內(nèi)對智能停車場也進行了大量的研究，大連理工大學(xué)的寧秋平對非接觸式 IC 卡在停車場管理系統(tǒng)中的應(yīng)用進行了設(shè)計，完善了收費系統(tǒng)；北京工業(yè)大學(xué)的王湘斌對智能停車場內(nèi)部控制系統(tǒng)的通信進行了研究，提出了基于 Lon Works 現(xiàn)場總線技術(shù)的智能化停車場控制系統(tǒng)設(shè)計；但我國的停車場管理系統(tǒng)大多還存在智能化、集成度低的

3、缺點，注重收費的自動化，而忽視了停車過程的自動化、安全監(jiān)控的自動化。各個管理子系統(tǒng)沒有有效地綜合集成起來，這樣直接導(dǎo)致了停車場安全性、管理智能化水平和整體運行效率的降低。畢業(yè)設(shè)計（論文）撰寫采取的方法和手段對智能停車場引導(dǎo)系統(tǒng)的研究，可從以下方面下手· 采用“一車一卡一位”的管理模式；· 管理系統(tǒng)根據(jù)停車場的實時停車情況為用戶指定一個符合最短路徑的有效停車位；· 選用合適型號的耦合元件及芯片、讀卡器；具體的實施的過程中應(yīng)該遵循以下步驟1. 對停車場進行功能需求分析；以停車場內(nèi)部的運行效率為出發(fā)點，對系統(tǒng)進行設(shè)計；2. 從系統(tǒng)安全性角度出發(fā)，對基于數(shù)字圖像處理與識別

4、技術(shù)的車輛識別系統(tǒng)進行研究；3. 將各單元電路組合成系統(tǒng)，進行總體調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題并解決，直至成功。畢業(yè)設(shè)計（論文）主要內(nèi)容 本系統(tǒng)就停車場“智能停車引導(dǎo)系統(tǒng)”的設(shè)計進行探討。本設(shè)計通過模擬停車場引導(dǎo)系統(tǒng)，設(shè)計一個停車場模型來模擬這個系統(tǒng)來了解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理。1. 本設(shè)計使用單片機為停車場的核心控制器，單片機系統(tǒng)采用C語言編程，接受外部輸入信號，控制引導(dǎo)的顯示；2. 采用微型計算機為顯示中心和數(shù)據(jù)處理核心中心，顯示程序采用Delphi 語言；采用無線串行通信為單片機和微型計算機的數(shù)據(jù)傳輸通道；3. 外部信號的采集是通過紅外傳感器，將探測到的車位信息送交從單片機；人機接口方面采用LED燈，可以通過

5、LED燈來顯示引導(dǎo)信息；4. 同時為了配合上述實現(xiàn)，還需要A/D轉(zhuǎn)換器，電平標準轉(zhuǎn)換等多種元器件或者芯片。課題研究進度安排：月 日 選題月 日 月 日 接受指導(dǎo)教師的指導(dǎo)月 日 月 日 擬定論文大綱月 日 月 日 搜集、查閱、整理相關(guān)資料月 日 月 日 初稿形成月 日 月 日 初稿審定月 日 月 日 第一次修改月 日 月 日 第一次審定月 日 月 日 第二次修改月 日 月 日 定稿月 日 月 日 論文評閱小組評審論文（設(shè)計）月 日 畢業(yè)論文（設(shè)計）答辯 摘要本論文研究了智能停車場控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要采用AT89C2051作為微處理器，單片機及監(jiān)控電路采用X25045芯片；IC卡采用XICOR公

6、司的X76F100Y；顯示部份采用LED顯示器。智能停車場是集自動化技術(shù)、機器人技術(shù)、計算機技術(shù)為一體的智能化的物流儲運系統(tǒng)，能夠自動而可靠地完成車輛的存取以及相關(guān)信息的管理。對該系統(tǒng)的開發(fā)與研究，可以解決我國停車難的問題，具有非常大的理論意義和實用價值。關(guān)鍵詞：智能停車場；自動控制；AT89C52；X25045；X76F100Y目錄第一章 緒論1.1 引言1.2 智能停車場的現(xiàn)狀第二章 系統(tǒng)設(shè)計方案總則 2.1 系統(tǒng)功能概述2.2 系統(tǒng)的基本功能及特點2.3 設(shè)計目標及原則2.3.1 目標2.3.2 原則2.4 管理體制2.5 收費體制及標準2.6 可擴展模塊2.6.1 車位引導(dǎo)系統(tǒng)2.6.

7、2 防盜報警2.6.3 閉路監(jiān)控、圖像對比子系統(tǒng)2.6.4 路障機第三章 硬件系統(tǒng) 0 3.1 硬件組成 3.2 IC卡及卡座 3.3 單片機及其硬件特性3.3.1 AT24系列存貯器的特性3.3.2 總線狀態(tài)及時序3.3.3 器件尋址3.3.4 AT89C2051芯片3.4 監(jiān)控電路3.5 鍵盤電路3.6 顯示電路第四章 軟件系統(tǒng)4.1 主程序流程圖4.2 循環(huán)鍵盤顯示程序 4.2.1 X76F100讀程序舉例 4.2.2 讀寫操作軟件4.2.3 開始條件（START-IC）4.2.4 停止條件 （STOP-C）8 4.2.5 確認信號 （ACK-IC）4.2.6 寫一字節(jié)數(shù)據(jù)到IC卡（WR

8、-BYTE）4.2.7 從IC卡讀一字節(jié)（RD+BYTE）4.2.8 字節(jié)寫入模式寫數(shù)據(jù)（WRITE-BYTE）4.2.9 頁面寫入模式寫數(shù)據(jù)（WRITE_PAGE）4.2.10 立即地址讀模式（READ_BYTEC）4.2.11 隨機地址讀模式（READ_BYTER）4.2.12 順序地址讀?。≧EAD_BYTES）第五章 可選系統(tǒng)部件5.1 圖像識別系統(tǒng)簡述5.1.1 圖像識別系統(tǒng)主要功能5.1.2 圖像識別系統(tǒng)構(gòu)成5.1.3 圖像識別系統(tǒng)的工作環(huán)境5.1.4 圖像抓拍系統(tǒng)5.1.5 圖像對比系統(tǒng)組成5.2 車場車位引導(dǎo)系統(tǒng)5.2.1車場車位引導(dǎo)系統(tǒng)概述5.2.2工作原理5.2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

9、 5.2.4主要設(shè)備簡介95.2.5數(shù)據(jù)集中器 5.2.6密碼輸入器（選用）第六章 系統(tǒng)軟件功能結(jié)束語 參考文獻 致 謝第一章 緒論1.1引言改革不斷的深入，經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，物質(zhì)日益豐富，機動車輛的數(shù)量也是飛速上升。據(jù)國家“十五”汽車工業(yè)發(fā)展計劃，2005年，我國汽車保有量將達到2465-2545萬輛。而據(jù) 部門的不完全統(tǒng)計，全國城市每4.84輛機動車才有一個合法的停車位，有的城市每31輛車才有一個停車位。機動車保有輛迅速增長與城市停車場建設(shè)滯后的矛盾十分突出，而傳統(tǒng)的人工停車場，已經(jīng)越來越不適應(yīng)日夜激增的車輛管理問題。因此大型智能停車場隨之而生并且發(fā)展勢頭迅猛，所作為現(xiàn)代大型智能停車場的靈魂停

10、車場智能管理系統(tǒng)也是日新月異，尤其是近幾年隨著電子產(chǎn)品及系統(tǒng)軟件越來越快的更新周期。1.2 智能停車場的現(xiàn)狀 隨著科技的進步，電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)不斷地向各種收費領(lǐng)域滲透，當今的停車場收費系統(tǒng)已經(jīng)向智能型的方向轉(zhuǎn)變。先進可靠的停車場收費系統(tǒng)在停車場管理系統(tǒng)中的作用越來越大。非接觸式IC卡停車場管理系統(tǒng)是一種高效快捷、公正準確、科學(xué)經(jīng)濟的停車場管理手段，是停車場對于車輛實行動態(tài)和靜態(tài)管理的綜合。從用戶的角度看，其服務(wù)高效、收費透明度高、準確無誤；從管理者的角度看，其易于操作維護、動化程度高、大大減輕管理者的勞動強度；從投資者角度看，徹底杜絕失誤及任何形式的作弊，防止停車費用流失，使投資

11、者的回報有了可靠的保證。系統(tǒng)以非接觸式IC卡為信息載體，通過IC卡記錄車輛進出信息，利用計算機管理手段確定停車計費金額，結(jié)合工業(yè)自動化控制技術(shù)控制機電一體化外圍設(shè)備，從而控制進出停車場的各種車輛。系統(tǒng)從一九九六年開發(fā)成功后已經(jīng)有近千個工程實例，可以說每個工程的功能特點都不相同，因為每個用戶的管理方式、對系統(tǒng)的要求均不一樣，但是系統(tǒng)的本質(zhì)都一樣。通過四年的改進完善，結(jié)合不同用戶在實際使用中所遇到的各種情況，目前的停車場管理系統(tǒng)已經(jīng)形成一套完整完善的產(chǎn)品，系統(tǒng)進入商品化階段。同國內(nèi)外同樣系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢：(1) 市場占有率高：將近90%；(2) 量體裁衣：具有獨立知識產(chǎn)權(quán)，掌握關(guān)鍵產(chǎn)品

12、的底層技術(shù)，能夠滿足用戶的各種需求，從硬件及軟件上均可以按照用戶的需求來開發(fā)生產(chǎn)安裝；(3) 符合國情：中國大陸的車輛類別的分類、收費方式、各種特許車輛的處理等等，與其他國家和地區(qū)不同，國外的同類產(chǎn)品均是由大陸地區(qū)的代理商或安裝公司負責(zé)，他們只能進行設(shè)備不同型號的搭配組合，不具備軟硬件的底層開發(fā)設(shè)計，更重要的是國外產(chǎn)品并非是按照中國大陸的國情來開發(fā)設(shè)計，其系統(tǒng)的管理模式與使用模式無法滿足國人的需要；(4) 功能完善：近千個不同應(yīng)用場合的工程范例，已經(jīng)使得系統(tǒng)能夠滿足各種用戶的使用需求；(5) 型號齊全、配套完善：從控制主機、快速道閘、數(shù)字車輛檢測器、車位引導(dǎo)、視頻捕獲圖像對比、交通車流控制等等

13、，產(chǎn)品種類繁多，可根據(jù)需求，進行靈活組合。第二章 系統(tǒng)設(shè)計方案總則2.1 系統(tǒng)功能概述一個現(xiàn)代化的停車場應(yīng)具有以下的詳細特點: 使用方便快捷。 系統(tǒng)靈敏可靠。 設(shè)備安全耐用。使用全新概念停車場智能管理系統(tǒng)的該停車場項目將充分體現(xiàn)這幾個特點。2.2 系統(tǒng)的基本功能及特點 智能卡具有防水、防磁、防靜電、無磨損、信息貯存量大、高保密度、一卡多用等特點。RF射頻感應(yīng)卡操作無需刷卡，操作更為方便。 全中文菜單式操作界面，操作簡單、方便。 完善的財務(wù)管理功能，自動形成各種報表。 臨時車全自動出卡，減少人員操作，自動化程度高。 滾動式LED中文電子顯示屏提示，使用戶和管理者一目了然。 獨特的車牌號錄入、顯示

14、系統(tǒng)，大大提高停車場防盜措施。 出卡系統(tǒng)存卡量不足自動提示。 車輛入、出全智能邏輯自鎖控制系統(tǒng)，嚴密控制持卡者進、出場的行為符合“一卡一車”的要求。 具有防抬桿、全卸荷、光電控制、帶準確平衡系統(tǒng)的高品質(zhì)擋車道閘。 高可靠性和適應(yīng)性的數(shù)字式車輛檢測系統(tǒng) 。 防砸車裝置可保證無論是進場車輛或發(fā)生倒車的車輛，只要在閘桿下停留，閘桿就不會落下。 2.3 設(shè)計目標及原則2.3.1 目標 方便、快捷、準確的收費和滿位顯示服務(wù)功能； 車輛保管的安全性功能； 經(jīng)濟合理的運營成本；2.3.2 原則 先進成熟的技術(shù)和設(shè)備，保證系統(tǒng)運作安全、可靠與穩(wěn)定； 完善的管理系統(tǒng)，最大限度防止收費流失； 合理布局，提高系統(tǒng)的

15、服務(wù)質(zhì)量，縮短服務(wù)時間，增加場內(nèi)停車流量和收費收入。 烘托小區(qū)輕盈、飄逸的浪漫的總體特色； 實用性、實時性、完整性原則； 可擴展性及易維護性原則。2.4 管理體制業(yè)主開車進場時，只要持IC卡在入口控制機處輕輕一刷，系統(tǒng)確認是否為合法卡，同時圖像和車牌自動識別系統(tǒng)啟動，攝像機在0.2秒內(nèi)會自動抓拍車輛圖片和車牌號碼，并存入數(shù)據(jù)庫，擋車器打開，車過后，閘桿自動落下，業(yè)主不需任何操作的情況下暢通地進到園區(qū)內(nèi)停車場泊車；臨時車輛進場時來到控制機前，控制機會語音和顯示文字提示車主取IC卡，司機取卡同時，圖像和車牌自動識別系統(tǒng)啟動，攝像機在0.2秒內(nèi)會自動抓拍車輛圖片和車牌號碼，存入數(shù)據(jù)庫，擋車器自動打開

16、，車過后閘桿自動落下，臨時車輛進入園區(qū)內(nèi)停車場泊車。當業(yè)主車出場時，持IC卡在出口控制機處輕輕一刷，系統(tǒng)自動讀取業(yè)主卡上信息，圖像對比和車牌識別系統(tǒng)會自動抓拍車輛圖片和車牌號碼，并提取出車輛入場時的車輛圖片信息和車牌號碼，由系統(tǒng)進行自動比對，確認為同一部車同一張卡時，系統(tǒng)自動開閘放行，若卡片信息與車牌信息不相符時，系統(tǒng)會自動報警通知保安人員前來處理，保障車輛進出的安全性； 臨時車輛出場時，車主開車至出口管理站繳費，將IC卡交給值班人員，值班人員在時租卡讀寫器上一刷，電腦根據(jù)車輛入場時間和相對應(yīng)的收費標準自動計費，并存入數(shù)據(jù)庫內(nèi)，方便查詢；圖像對比和車牌識別系統(tǒng)會自動抓拍車輛圖片和車牌號碼，并提

17、取出車輛入場時的車輛圖片信息和車牌號碼，由系統(tǒng)進行自動比對，確認為同一部車同一張卡時，系統(tǒng)自動開閘放行，車過后，閘桿自動落下；若卡片信息與車牌信息不相符時，系統(tǒng)會自動報警通知保安人員前來處理。財務(wù)管理中心查詢每天的收費狀況時，可時實監(jiān)控查詢，也可每天總結(jié)查詢，查詢時，十分方便，輸入查詢條件，如哪個進場車類型，哪個時間段，就可調(diào)出收費金額或是免費金額，同時可以調(diào)出進出場的圖像；如有非法開閘的情況，也會形成一條數(shù)據(jù)鏈，包括圖像，時間及當班班次。以便財務(wù)人員查對。2.5 收費體制及標準在收費體制方面，由于停車場管理系統(tǒng)設(shè)計思想上的先進性、可靠性、靈活性，用戶可以自由設(shè)置收費體制，一般來說有以下幾種

18、按月租用 ： 有效期內(nèi)無限次出入 預(yù)付款 ： 享受優(yōu)惠，按停車時間扣費 現(xiàn)金收費 ： 按停車時間繳費出場在收費標準方面，則按投資管理者需要憑授權(quán)在軟件中進行設(shè)置調(diào)整。2.6 可擴展模塊2.6.1 車位引導(dǎo)系統(tǒng) 停車場管理系統(tǒng)中有一塊國際先進的車位引導(dǎo)系統(tǒng)，利用超聲波感應(yīng)器對車場內(nèi)的車位進行24小時監(jiān)控，可以時時給管理者及業(yè)主提供圖形、語音提示，同時，主控電腦和每一個入口電腦可以隨時將車場中的車位情況直觀的反映在顯示器上面，如果車位已滿，每個入口讀卡機則不會受理入場，并在電子顯示屏上顯示中文“車位已滿”等字樣。2.6.2 防盜報警對于固定車主的泊車位，加設(shè)一套高碼位遙控器與檢測器并行工作，檢測器

19、同時具有守車功效，車主泊車上碼、取車解碼，防盜電子栓如同一條無形的鐵鏈將車栓住。若無解碼取車，則報警系統(tǒng)即時開動工作，有效的防止了車輛被盜。整個防盜操作過程簡單、快捷。2.6.3 閉路監(jiān)控、圖像對比子系統(tǒng)該系統(tǒng)主要配置于進出道口，主要設(shè)備有攝像機、閃光燈、抓拍控制系統(tǒng)、圖像處理機。車輛進場讀卡，控制系統(tǒng)工作時攝下帶有車牌號碼的圖像，經(jīng)計算機處理，提取號碼于車主所持卡的信息一并存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫內(nèi)，出場讀卡時，攝像系統(tǒng)再次拍攝出場車輛號碼并于進場信息核對，是同一車輛則放行，否則不予出場。該系統(tǒng)亦可配置人工監(jiān)視器，監(jiān)視車輛通行。2.6.4 路障機 路障機主要是用于一些關(guān)鍵場所:如公路、橋梁、關(guān)口等，停

20、車場配置路障機和道閘同步使用，可有效防止沖閘。立方路障機有氣動、電動、液壓啟動多種形式，起降平穩(wěn)、迅速、承載力強（可承載100噸），能有效防止盜車、不交費沖崗等現(xiàn)象。適用于重要的停車場管理道口。具有雙向自鎖功能；電動擋車器在開、關(guān)到位時，外力不能使電動擋車器桿上升、下降。具有時間保護功能；當限位開關(guān)失效時，（線路斷或磁敏開關(guān)損壞），通過精確設(shè)定的運行時間，使閘桿正好運行到終點時停止。具有軟啟動功能及過流、過熱保護，有效保護電動擋車器的核心部位電機的正常運轉(zhuǎn)。具有感應(yīng)和按鈕控制等多種方式。第三章 硬件系統(tǒng)IC卡讀寫器概述：   人們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常接觸到磁卡和IC卡，它們是根據(jù)

21、卡片上的信息載體的不同而劃分的。根據(jù)論文的實際需求,我采用了美國MOTOROLA 生產(chǎn)的非接觸IC卡，該卡選用理由分述如下：1、系統(tǒng)的先進性非接觸IC卡為微根26BIT國際標準格式，卡片無重號。、系統(tǒng)的可行性 國際標準非接觸IC卡。 MOTOROLA非接觸IC卡其設(shè)計壽命趨于自然壽命 性能價格比優(yōu)異卡片及其讀寫器都屬于人機接口的輸入輸出設(shè)備。磁卡是在卡片上貼一條窄窄的磁帶來記錄信息的，它主要用于車船票 、信用卡、電話磁卡、旅館門鑰匙等。IC卡則為近幾年才出現(xiàn)的新型卡片，在卡片上嵌有IC（E2PROM，有的還有CPU）。由于它保存的信息比較可靠安全、可以高達幾萬次的讀寫，所以大量應(yīng)用于公交車票

22、、飯票 、保健卡、收費系統(tǒng)等。下面介紹一種以XICOR公司的X76F100為卡片的、用于存取款的IC卡讀寫器方案。通用存貯器IC卡是由通用存貯器芯片封裝而成的，由于它的結(jié)構(gòu)和功能簡單，生產(chǎn)成本低，使用方便，因此在各領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。目前用于IC卡的通用存貯器芯片多為E2PROM，其常用的協(xié)議主要有兩線串行連接協(xié)議（I2C）和三線串行鏈接協(xié)議，其中比較常用的是ATMEL公司生產(chǎn)的AT24系列芯片。以該系列中的AT24C01為例，它具有1k的存貯容量，適用于2V5V的低電壓/標準電壓的操作，具有低功耗和高可靠性等優(yōu)點。而AT89C2051雖是ATMEL公司89系列單片機的低檔型，但它具有2k

23、的FLASH ROM（可重編閃速存貯器）、128×8位內(nèi)部RAM及全靜態(tài)操作方式，同樣也具有低功耗和較強的功能。下面以AT24C2051為例，對通用存貯器IC卡的工作原理及基本電路連線作一介紹，該線路簡單，使用靈活，能可靠地對通用存貯器IC卡進行讀寫。硬件組成： 圖1為IC卡及其讀寫器硬件電路圖。其中讀寫器由單片機、鍵盤、顯示、監(jiān)控電路等部分組成。IC卡采用XICOR公司的X76F100Y。圖1 IC卡及其讀寫器系統(tǒng)電路圖3.1 IC卡及卡座   X76F100為128×8位的保密串行FLASH E2PROM，其中讀密碼和寫密碼分別為64位。圖2為其智能

24、卡Smart Card封裝的引腳圖。把芯片封裝在一個卡片上，將卡片插入IC卡讀寫器的卡座中，讀寫器就可以對它進行讀寫，實現(xiàn)加密、查詢、存款、取款等功能。   IC卡座有8個引腳，當X76F100Y插入時，正好同這幾個引腳相連。另外還有兩個固定端，其中一個固定端同卡座上一個彈簧片相連，兩個觸點和簧片就相當于一個常閉開關(guān)。當卡未插入時，簧片閉合，P3.2腳保持低電平；當卡插入時，簧片被頂開，P3.2腳變?yōu)楦唠娖?。當單片機檢測到P3.2腳變高，通過P1.3 使X76F100的RST引腳變高，使其復(fù)位。3.2 單片機   單片機采用AT89C2051。 AT89

25、C2051是MCS-51產(chǎn)品的兼容型，它具有2k的FLASH ROM、128字節(jié)ROM，15根I/O引線、兩個16位定時/計數(shù)器、一個五向量兩級中斷結(jié)構(gòu)、一個全雙工串行口、一個精密模擬比較器以及片內(nèi)振蕩電路和時鐘電路。它的P1口和P3口是雙向I/O口，其中P1.2P1.7、P3.0P3.5和P3.7帶有內(nèi)部上拉電阻。在AT89C2051用作輸入端時，將首先向引腳寫“1”而使內(nèi)部MOS管截止以便引腳處于懸浮狀態(tài)，從而可獲得高阻抗輸入。硬件特性： 3.2.1 AT24系列存貯器的特性 AT24系列存貯器芯片采用CMOS工藝制造，內(nèi)置有高壓泵，可在單電壓供電條件下工作。其標準封裝為8腳DIP封裝形式

26、，各引腳的功能說明如下： SCL：串行時鐘。在該腳的上升沿時，系統(tǒng)將數(shù)據(jù)輸入到每個EEPROM器件，在下降沿時輸出。 SDA：串行數(shù)據(jù)。該引腳為開漏極驅(qū)動，可雙向傳送數(shù)據(jù)。 A0、A1、A2：器件/頁面尋址。為器件地址輸入端。在AT24C01/02中，該引腳被硬連接。 Vcc：一般輸入+5V的工作電壓。 圖1是符合ISO7816-2標準的IC卡的觸點圖。對于AT24系列通用存貯器IC卡來說，通常只需使用四個觸點。AT24C01的內(nèi)部組態(tài)為128個8位字節(jié)，而對隨機字尋址則需要一個7位地址。 3.2.2 總線狀態(tài)及時序 A24C01的SCL及SDA兩總線可通過一個電阻上拉為高電平，SDA上的數(shù)據(jù)

27、僅在SCL為低電平時周期才能改變。當SCL為高電平時，SDA的改變表示“開始”和“停止”狀態(tài)。此時，所有地址和數(shù)據(jù)字都以8位串行碼方式輸入輸出EEPROM。 開始狀態(tài)：SCL為高電平時，SDA由高電平轉(zhuǎn)入低電平。該命令必須在其它命令前執(zhí)行。 停止狀態(tài)：SCL為高電平時，SDA由低電平轉(zhuǎn)入高電平。該命令可終止所有通訊。 確認：相同總線上的設(shè)備在收到數(shù)據(jù)后，以置SDA為低電平的方式對其進行確認。 3.2.3 器件尋址 AT24系列EEPROM在開始狀態(tài)后需緊接一個8位器件地址，以進行應(yīng)讀寫操作。設(shè)備尋址碼的高4位為1、0、1、0，對于AT24C01/02，尋址碼高4位后面的三位是器件尋址碼，與它們

28、的硬連線管腳相對應(yīng)。最低應(yīng)是讀寫選擇位，置0時可激發(fā)讀操作。 具體的格式如下： 1010A2A1A0R/W 3.2.4 AT89C2051芯片 AT89C2051是MCS-51產(chǎn)品的兼容型，它具有2k的FLASH ROM、128字節(jié)ROM，15根I/O引線、兩個16位定時/計數(shù)器、一個五向量兩級中斷結(jié)構(gòu)、一個全雙工串行口、一個精密模擬比較器以及片內(nèi)振蕩電路和時鐘電路。它的P1口和P3口是雙向I/O口，其中P1.2P1.7、P3.0P3.5和P3.7帶有內(nèi)部上拉電阻。在AT89C2051用作輸入端時，將首先向引腳寫“1”而使內(nèi)部MOS管截止以便引腳處于懸浮狀態(tài)，從而可獲得高阻抗輸入。3.3 監(jiān)控

29、電路   監(jiān)控電路采用X25045芯片，它包括看門狗定時器、電壓監(jiān)控電路和E2PROM存貯器。其功能是：上掉電時對AT89C2051產(chǎn)生RESET信號；看門狗對系統(tǒng)進行監(jiān)控，防止死機。3.4 鍵盤電路   為了方便，鍵盤接口電路用I/O口實現(xiàn)，它為4×4結(jié)構(gòu)，16個鍵。其中數(shù)字鍵11個，功能鍵4個，回車鍵1個。 · 數(shù)字鍵：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、（退格）。· 功能鍵：查詢？、存儲+、取款、改密碼* 。查詢？：用戶通過讀密碼可以查詢卡中所存的款額。存款+ ：用戶通過寫密碼可以將款存入卡中。取款：用戶

30、通過寫密碼可以從卡中取款。改密碼*：分為修改讀密碼和寫密碼。為方便起見，令讀密碼和寫密碼一致，按此鍵將同時修改讀密碼和寫密碼。· 回車鍵：8位密碼或存取款數(shù)輸入完確認，以及新密碼輸入完確認。3.5 顯示電路   顯示部份采用LED顯示器，也用I/O口實現(xiàn)。用于顯示系統(tǒng)狀態(tài)、輸入的密碼或所要存取的款額以及出錯信息等。   由于AT89C2051的驅(qū)動電流有限，在P0、P2口加反向器SN74F04，增加驅(qū)動能力。它的吸入電流為64mA，輸出電流為15mA，可以保證位選所需的吸入電流。 第四章 軟件系統(tǒng)4.1 主程序流程圖   主

31、程序流程圖如圖2所示。 開機后，系統(tǒng)處于待機狀態(tài)，不斷查詢P3.2腳電平，當X76F100插入讀寫器卡座時，P3.2腳電平變高，單片機檢測到P3.2高電平信號時，使P1.3腳電平變高，如果此時為低電平，X76F100復(fù)位，輸出32位固定的“同步復(fù)位響應(yīng)”數(shù)據(jù)。然后循環(huán)掃描鍵盤顯示程序，進行存款、取款、查詢或改密碼。一次操作完成后返回，然后不斷循環(huán)。4.2 循環(huán)鍵盤顯示程序循環(huán)掃描鍵盤顯示程序如圖3所示，它采用程控掃描方式。鍵盤實際操作的順序是：先按功能鍵，然后依次輸入8位（十進制）密碼，按回車鍵確認。當存取款時，隨后輸入所存取的款額；當修改密碼時，隨后輸入8位新密碼，輸完后按回車鍵確

32、認。若輸入密碼正確，顯示IC卡內(nèi)存款的余額或改密碼成功信息（SUCCESS）。若密碼不正確，提示重新輸入，允許輸入密碼4次。    為了記錄操作中正在進行的狀態(tài)，在鍵盤程序中設(shè)置了多個指針。   （1）KEY 有否按鍵按下標志。00H表示無鍵按下，01H表示有鍵按下。此標志用于判斷按鍵是否已松開，防止誤操作。   (2)FUN為功能鍵指針，00H表示無功能鍵按下，01H表示存款（ADD），02H表示取款（SUB），03H表示查詢（IQUIRE），04H表示改密碼（CHANGE PASSWORD）。（3）DIG為允許數(shù)字鍵輸入

33、標志，00H表示不允許，01H表示允許。此標志主要是防止輸入多余的密碼，或輸入的款數(shù)超出限額。（4） NUM表示輸入第幾個數(shù)字，00H表示無數(shù)字輸入，01H08H表示輸入密碼，09H10H表示輸入款數(shù)或新密碼，  若NUM為11H，顯示出錯信息。圖3 循環(huán)鍵盤顯示程序流程圖4.2.1 X76F100讀程序舉例圖4 X76F100Y引腳X76F100為I2C總線E2PROM。SCL為時鐘輸入，SDA為雙向數(shù)據(jù)輸入輸出線。通過片輸入來控制對器件的訪問。下面以頁寫為例，先結(jié)合時序說明X76F100的工作過程，然后給出程序。   頁寫時序如圖5所示。在該系統(tǒng)中，AT89C

34、2051為主機，X76F100為從機。首先主機向從機發(fā)一個START命令，產(chǎn)生開始條件，然后發(fā)寫命令字。當從機接到命令后，向主機發(fā)一個應(yīng)答信號NACK。然后跟隨8字節(jié)密碼，隨后進入一個寫周期，寫周期結(jié)束后進行密碼應(yīng)答輪詢ACK Polling。X76F100要求主機用專用的應(yīng)答命令55H進行應(yīng)答輪詢。如果輸入的密碼正確，將返回一個“ACK”。如果密碼不正確，將返回“no-ACK”，重試計數(shù)器加1，返回到啟始位置，提示重新送入寫命令字和8字節(jié)密碼。若密碼正確，主機接著送入8個字節(jié)的數(shù)據(jù)，ACK響應(yīng)成功后，主機發(fā)出STOP命令完成寫操作。下面是用寫密碼進行頁寫的程序。圖5 頁寫時序圖（需要密碼）4

35、.2.2 讀寫操作軟件 當系統(tǒng)采用6MHz晶體振蕩器時所定義的I/O口線及器件地址如下： SCL BIT P1.7 SDA BIT P1.6 DEVICEAD_W DATA 10100000B ；寫卡器件地址 DEVICEAD_R DATA 10100001B ；讀卡器件地址 4.2.3 開始條件（START_IC） 在開始條件下，當SCL為高電平時，SDA由高轉(zhuǎn)為低。程序如下： START_IC：CLR SCL；SCL低電平時才允許SDA更改 NOP ；加入空指令延時以確保信號可靠 NOP SETB SDA NOP NOP SETB SCL NOP NOP CLR SDA NOP NOP C

36、LR SCL NOP RET 4.2.4 停止條件（STOP_C） 在停止條件下，當SCL為高電平時，SDA由低轉(zhuǎn)為高。程序如下： STOP_IC：CLR SCL NOP NOP CLR SDA NOP NOP SETB SCL NOP NOP SETB SDA NOP NOP CLR SCL NOP NOP CLR SDA RET 4.2.5 確認信號（ACK_IC） 在接收方應(yīng)答下，每收到一字節(jié)后便將SDA電平拉低，程序如下： ACK_IC：CLR SCL NOP NOP CLR SDA NOP NOP SEIB SCL NOP NOP CLR SCL NOP SETB SDA NOP R

37、ET 4.2.6 寫一字節(jié)數(shù)據(jù)到IC卡（WR_BYTE） 在下列程序中，參數(shù)A表示源數(shù)據(jù)，R5表示字節(jié)位數(shù)。 WR_BYTE：MOV R5，#08 ；一字節(jié)8位數(shù)據(jù) CLR SCL NOP NOP WR_BYTE1：RLC A ；帶進位位左移，A.8->C MOV SDA，C ；SCL低電平時改變SDA上的數(shù)據(jù) NOP SETB SCL ；拉高SCL把數(shù)據(jù)發(fā)送出去 NOP NOP CLR SCL NOP NOP DJNZ R5，WR_BYTE1；依次發(fā)送A中的8位數(shù)據(jù) SETB SDA SETB SCL JB SDA，$ ；等待IC卡確認信號 CLR SCL NOP RET 此子程序的主

38、要作用是按照定義的時序，順序左移A中一字節(jié)8位數(shù)據(jù)，并通過引腳傳送出去。當一字節(jié)發(fā)完后，等待IC卡發(fā)回的確認信號。 4.2.7 從IC卡讀一字節(jié)（RD+BYTE） 從IC卡中讀一字節(jié)的源程序如下： RD_BYTE：MOV R5，#08 SETB SDA ；設(shè)備SDA為讀狀態(tài) CLR A ；清空A寄存器 RD_BTYE1：MOV C，SDA ；讀一位數(shù)據(jù)到進位位 RLC A ；左移數(shù)據(jù)到A.0 SETB SCL NOP NOP CLR SCL NOP NOP DJNZ R5，RD_BYTE1；依次讀出8位數(shù)據(jù)到A中 RET ；無應(yīng)答信號 利用該程序可將讀出的數(shù)據(jù)存放在A中。需要注意的是：讀數(shù)據(jù)的

39、器件不是通過確認狀態(tài)來應(yīng)答的，而是隨后產(chǎn)生一個停止狀態(tài)。 4.2.8 字節(jié)寫入模式寫數(shù)據(jù)（WRITE_BYTE） 下列程序中的參數(shù)為：R6= =目的地址，A= =數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)如下： WRITE_BYTE：PUSH ACC ；保存A中的數(shù)據(jù) LCALL START_IC ；發(fā)開始信號 MOV A，#DEVICEAD_W；寫入器件地址 LCAL WR_BYTE MOV A，R6 ；寫入字節(jié)地址 LCALL WR_BYTE POP ACC ；恢復(fù)A中數(shù)據(jù) LCALL WR_BYTE ；寫入數(shù)據(jù) LCALL STOP_IC RET 在收到8位數(shù)據(jù)后，EEPROM將通過SDA來回送確認信號，而傳送設(shè)備必須

40、用停止狀態(tài)來終止寫操作。這時，EEPROM將進入一個內(nèi)時固定存貯器的寫入周期并且禁止在此其間的所有輸入，直到寫操作完成后才對通訊應(yīng)答。其寫入周期可自定義，最大為10ms。 4.2.9 頁面寫入模式寫數(shù)據(jù)（WRITE_PAGE） 以下程序中的參數(shù)為P0= =源指針，R6= =目的地址，R7= =頁面長度。 WRITE_PAGE：LCALL START_IC MOV A，#DEVICEAD_W LCALL WR_BYTE MOV A，R6 LCALL WR_BYTE WRITE_PAGE1：MOV A，R0 LCALL WR_BYTE INC R0 DJNZ R7，WRITE_PAGE1 LCAL

41、L STOP_IC RET AT24C01/02可利用上述程序進行8字節(jié)的頁面寫入，它的操作類似于寫字節(jié)。不同的是，它無需在第一個字節(jié)送出后才以停止狀態(tài)，不同在收到確認信號后，再傳送7個字節(jié)的數(shù)據(jù)碼，最后以停止狀態(tài)來終止頁面寫序列。AT24C04/08/16的頁面為16字節(jié)。 4.2.10 立即地址讀模式（READ_BYTEC） 立即地址讀模式讀一字節(jié)數(shù)據(jù)的程序如下：READ_BYTEC：LCALL START_IC MOV A，#DEVICEAD_R LCALL WR_BYTE LCALL RD_BYTE ；讀出默認地址數(shù)據(jù) LCALL STOP_IC ；發(fā)停止狀態(tài)應(yīng)答 RET 該程序執(zhí)行后

42、，其內(nèi)部數(shù)據(jù)字地址指針將保持在上次讀寫操作訪問的最后一個地址，并按1遞增且在芯片上電期間一直有效。只有當?shù)刂窞轫撁娴淖钅r，下次訪問才滾動到該頁面的首地址。 4.2.11 隨機地址讀模式（READ_BYTER） 在下列程序中，R6= =源地址，程序如下： READ_BYTER：LCALL START_IC MOV A，#DEVICEAD_W ；執(zhí)行空字節(jié)寫序列 LCALL WR_BYTE ；載入數(shù)據(jù)地址 MOV A，R6 LCALL WR_BYTE LCALL START_IC MOV A，#DEVICEAD_R ；立即地址讀取 LCALL WR_BYTE LCALL DR_BYTE LCAL

43、L STOP_IC RET 讀操作模式需要一個字節(jié)寫序列載入數(shù)據(jù)地址。在器件和數(shù)據(jù)地址寫入并得到確認后，將再產(chǎn)生另一個開始條件，并送出讀操作器件的地址，同時激發(fā)一個立即地址讀取。 4.2.12 順序地址讀?。≧EAD_BYTES） 在下列程序中：R0= =目的指針；R7= =數(shù)據(jù)長度，程序如下： READ+BYTES：LCALL START_IC MOV A，#DEVICEAD_R LCALL WR_BYTE READ_BYTES2：LCALL RD_BYTE MOV R0，A ；存放數(shù)據(jù)到目的地址 INC R0 DJNZ R7，READ_BYTES1 LCALL STOP_IC ；讀寫指定長

44、度后停止 RET READ_BYTES1：LCALL ACK_IC ；收到數(shù)據(jù)后發(fā)確認信號SJMP READ_BYTES2 其中順序讀取由立即尋址讀或隨機地址讀激發(fā)，并在收到一字節(jié)數(shù)據(jù)后發(fā)確認信號應(yīng)答。當讀數(shù)器件以停止狀態(tài)應(yīng)答時，操作被終止。第五章 可選系統(tǒng)部件5.1 圖像識別系統(tǒng)簡述型智能圖像識別系統(tǒng)是將世界上最新一代的車輛綜合識別技術(shù)(IC卡+圖像識別)引入停車場智能管理系統(tǒng)，并形成以計算機網(wǎng)絡(luò)管理與控制為核心的機電一體化高科技產(chǎn)品,具有高效、準確、安全、可靠的技術(shù)性，贏得汽車“守護神”的美譽,它的出現(xiàn)令停車場管理系統(tǒng)如虎添翼,更有效地杜絕了偷車、盜車現(xiàn)象,使停車場管理者和使用者得到最大的

45、安全保障。5.1.1 圖像識別系統(tǒng)主要功能 提高效率：減少車型及車牌的識別和讀寫時間，提高車輛出入的車流速度。 防盜車：圖像對比與IC卡配合使用，徹底達到防盜車的目的。 防止資金流失 ：進出圖像存檔，杜絕了謊報免費車輛。 “一卡一車” ：嚴密控制持卡者進出停車場的行為，符合“一卡一車”。5.1.2 圖像識別系統(tǒng)構(gòu)成本圖像識別系統(tǒng)配合本公司感應(yīng)式IC卡停車場電腦管理系統(tǒng),形成一個完整的停車場管理體系,全套系統(tǒng)采用計算機網(wǎng)絡(luò)控制,包括兩臺微機,兩個CCD攝像頭、兩張圖像處理網(wǎng)絡(luò)卡和兩臺聚光燈。CCD攝像頭攝入進場車輛,經(jīng)微機和圖像處理網(wǎng)絡(luò)卡加以編制,并傳輸?shù)焦芾碇行闹飨到y(tǒng)儲存起來;車輛出場時,讀出

46、IC卡的編號,在顯示器上調(diào)出入場車輛的圖像和出口CCD攝入的圖像進行對比,經(jīng)判斷一致時,給予放行。5.1.3 圖像識別系統(tǒng)的工作環(huán)境正常光照(10080流明)條件下,對車輛的綜合識別概率不低于99.5%。系統(tǒng)工作環(huán)境溫度-20+50,能在小霧、小雨、小雪(能見度50米外)及7級以下大風(fēng)中可靠工作。5.1.4 圖像抓拍系統(tǒng) 為了使智能停車場管理系統(tǒng)具有更高的防盜車功能，可選用視頻捕獲圖像對比系統(tǒng)。該系統(tǒng)在停車場出入口各安裝一臺攝像機，車輛進場時，攝下進場車的圖像，并將圖像存入電腦；車輛出場讀卡時攝下出場車的圖像，同時對應(yīng)進場車的圖像自動調(diào)出，進行進出車輛圖像對比，并識別是否是同一輛車，相同則按回車鍵，道閘升起，車輛可以出場。車輛出場后，進出車輛的圖像全部存入電腦以備查看。5.1.5 圖像對比系統(tǒng)組成 該系統(tǒng)主要由高清晰度帶背景光補償攝像機、廣角自動光圈鏡頭、防護罩、