基于單片機(jī)智能停車(chē)管理系統(tǒng)分析研究 通信工程管理專(zhuān)業(yè)

基于單片機(jī)智能停車(chē)管理系統(tǒng)摘要：隨著汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展，我國(guó)汽車(chē)擁有量急劇增加。停車(chē)場(chǎng)作為交通設(shè)施的組成部分，隨著交通運(yùn)輸?shù)姆泵筒粩喟l(fā)展，人們對(duì)其管理的要求也不斷提高，都希望管理能夠達(dá)到方便、快捷以及安全的效果。停車(chē)場(chǎng)的規(guī)模各不相同，對(duì)其進(jìn)行管理的模式也有不同之處，管理者需要根據(jù)自身的條件，選擇應(yīng)用經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的管理程序，避免選擇高成本的管理系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)旨在設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)潔、穩(wěn)定、實(shí)用的停車(chē)場(chǎng)管理信息系統(tǒng)，希望在容錯(cuò)性、實(shí)用性、易操作性等方面具有自己的特色，并且保持一定的可擴(kuò)展性，以滿(mǎn)足不同停車(chē)場(chǎng)的信息管理需求。本文設(shè)計(jì)的主要是一種停車(chē)場(chǎng)車(chē)輛檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)分布在進(jìn)出口的車(chē)輛檢測(cè)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)閘桿機(jī)的控制和車(chē)位提示等功能。關(guān)鍵詞：射頻技術(shù)；車(chē)輛檢測(cè)；停車(chē)管理IntelligentparkingmanagementsystembasedonsinglechipmicrocomputerAbstract:Withtherapiddevelopmentofautomobileindustry,thesharpincreaseincarownershipinChina.Parkingaspartoftransportationfacilities,asbusyandthedevelopmentoftransportation,itrequiresitsmanagementisalsorising,wanttomanagetoachieveconvenient,fastandsaferesults.Parkingscalevaries,itsmodeofmanagementalsohavedifferences,managersneedaccordingtotheirownconditions,selecttheapplicationeconomy,stablemanagementprocedures,soasnottochooseahigh-costsystemmanagement.Thedesignaimstodesignasimple,stable,practicalparkingmanagementinformationsystem,hopehasitsowncharacteristicsinfaulttolerance,usability,easeofoperationandotheraspects,andtomaintainacertaindegreeofscalabilitytomeetthedifferentparkinglotInformationmanagementneeds.Themaindesignofthispaperisaparkinglotvehicledetectionsystem.Throughthevehicledetectorsdistributedintheimportandexport,thecontrolofthebrakerodmachineandtheparkingspacepromptsarerealized.Keywords:RFtechnology;vehicledetection;parkingmanagement目錄第1章緒論 41.1課題研究的目的和意義 41.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 4第2章智能停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)概述 42.1射頻技術(shù)（RFID）概述 42.1.1射頻識(shí)別系統(tǒng)的構(gòu)成 42.1.2射頻系統(tǒng)基本工作流程圖 52.2車(chē)牌識(shí)別技術(shù) 52.2.1車(chē)牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)原理 52.2.1牌照號(hào)碼、顏色識(shí)別 62.3車(chē)位誘導(dǎo)和車(chē)輛檢測(cè)系統(tǒng)概述 62.3.1車(chē)位誘導(dǎo)和車(chē)位顯示 62.3.2超聲波測(cè)距原理 72.3.3車(chē)輛檢測(cè) 72.4小區(qū)停車(chē)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)概述 72.5進(jìn)出口識(shí)別系統(tǒng)概述 7第3章車(chē)位誘導(dǎo)車(chē)輛檢測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 83.1停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng) 83.2系統(tǒng)總體原理 93.2.1車(chē)輛監(jiān)測(cè) 103.2.2車(chē)位誘導(dǎo)和車(chē)位顯示 113.2.3其他控制部分 113.3車(chē)輛檢測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 113.3.1鎖和環(huán)路工作原理 113.3.2信號(hào)輸入電路的設(shè)計(jì) 123.3.3復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 13第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 144.1程序流程圖 144.2設(shè)計(jì)要點(diǎn) 144.3編制軟件程序 16結(jié)論 19參考文獻(xiàn) 20致謝 21第1章緒論1.1課題研究的目的和意義隨著生活水平的提高,汽車(chē)已經(jīng)逐步成為人們的代步工具。然而汽車(chē)在方便我們出行的同時(shí),也會(huì)給我們帶來(lái)一些不便,比如停車(chē)位置問(wèn)題。特別是在寸土寸金的一線城市，修建停車(chē)場(chǎng)就非常有必要了。在停車(chē)場(chǎng)中采用現(xiàn)代智能停車(chē)管理系統(tǒng)可以使得車(chē)輛進(jìn)出程序變得簡(jiǎn)單，安全性變高。智能停車(chē)管理系統(tǒng)因?yàn)槠渚哂凶詣?dòng)檢測(cè)、計(jì)費(fèi)統(tǒng)計(jì)、顯示等功能,從而可以大大節(jié)省人力資源，提高工作效率。在整個(gè)停車(chē)管理系統(tǒng)中，對(duì)車(chē)輛檢測(cè)技術(shù)是系統(tǒng)的關(guān)鍵。本設(shè)計(jì)是一個(gè)停車(chē)場(chǎng)車(chē)輛檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)分布在進(jìn)出口和停車(chē)位的車(chē)輛傳感器,實(shí)現(xiàn)對(duì)道閘機(jī)的控制和車(chē)位狀態(tài)提示功能。當(dāng)智能停車(chē)場(chǎng)入口的控制器檢測(cè)到位于停車(chē)場(chǎng)入口道路下的車(chē)輛傳感器感應(yīng)到車(chē)輛到來(lái)時(shí),控制器啟動(dòng)射頻識(shí)別系統(tǒng),對(duì)來(lái)車(chē)電子標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別并寫(xiě)入時(shí)間信息。停車(chē)位使用超聲波測(cè)距模塊來(lái)檢測(cè)車(chē)位狀態(tài),經(jīng)處理后用來(lái)引導(dǎo)車(chē)輛，避免了停車(chē)場(chǎng)中尋找車(chē)位的不便,從而提高了停車(chē)效率。出口處采取與出口處一樣的結(jié)構(gòu)，利用軟件實(shí)現(xiàn)停車(chē)計(jì)費(fèi)功能。本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為控制核心，結(jié)合射頻識(shí)別技術(shù)、超聲波測(cè)距技術(shù)等,將自動(dòng)升降電機(jī)道閘、空位指示、自動(dòng)計(jì)算停車(chē)費(fèi)用等功能聯(lián)系成一個(gè)整體,形成一個(gè)具有現(xiàn)代化氣息的智能停車(chē)場(chǎng)。1.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀當(dāng)前我國(guó)的科技水平高速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)作為今天使用最廣的現(xiàn)代化技術(shù)已深入到各個(gè)領(lǐng)域，并且正在成為未來(lái)信息社會(huì)的重要支柱。在這樣的環(huán)境下，現(xiàn)代車(chē)輛的管理方式，資源建設(shè)等方面都發(fā)生了重大變化，這種變化表現(xiàn)在車(chē)輛工作，管理和服務(wù)平臺(tái)發(fā)生的變化，車(chē)輛不再是傳統(tǒng)的手工操作，人工管理，而是全面實(shí)行計(jì)算機(jī)管理，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛通行、收費(fèi)的全自動(dòng)化管理。本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)所開(kāi)發(fā)的智能車(chē)輛管理系統(tǒng)。近年來(lái)單片機(jī)技能也迅速發(fā)展。所謂單片機(jī)是利用大規(guī)模集成電路技術(shù)把中央處理單元和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器及其他I/O通信口集成在一塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)最小的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而現(xiàn)代的單片機(jī)則加上了中斷單元，定時(shí)單元及A/D轉(zhuǎn)換等更復(fù)雜、更完善的電路，使得單片機(jī)的功能越來(lái)越強(qiáng)大，應(yīng)用更加廣泛。智能停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)概述2.1射頻技術(shù)（RFID）概述無(wú)線射頻技術(shù)（RFID），常稱(chēng)為感應(yīng)式電子晶片或近接卡、感應(yīng)卡、非接觸卡、電子標(biāo)簽、電子條碼等。其原理為由掃描器發(fā)射一特定頻率之無(wú)線電波能量給接收器，用以驅(qū)動(dòng)接收器電路將內(nèi)部的代碼送出，此時(shí)掃描器便接收此代碼。接收器的特殊在于免用電池、免接觸、免刷卡故不怕臟污，且晶片密碼為世界唯一無(wú)法復(fù)制，安全性高、長(zhǎng)壽命。RFID的應(yīng)用非常廣泛，目前典型應(yīng)用有動(dòng)物晶片、汽車(chē)晶片防盜器、門(mén)禁管制、停車(chē)場(chǎng)管制、生產(chǎn)線自動(dòng)化、物料管理。2.1.1射頻識(shí)別系統(tǒng)的構(gòu)成時(shí)下常見(jiàn)的RFID系統(tǒng)主要由電子標(biāo)簽，閱讀器以及計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)組成。本文開(kāi)發(fā)的RFID系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上加入了車(chē)位鎖用于車(chē)位的集中管理，系統(tǒng)如下圖所示。（1）電子標(biāo)簽半有源電子標(biāo)簽采用紐扣電池供電，工作頻率為2.4GHz.在停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)中充當(dāng)車(chē)輛的通行證，即當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)后，電子標(biāo)簽被閱讀器激活，主動(dòng)將自身的標(biāo)簽號(hào)發(fā)送給閱讀器以完成車(chē)輛身份識(shí)別。當(dāng)車(chē)輛不在閱讀器激活范圍時(shí)，電子標(biāo)簽進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)節(jié)省電量。（2）閱讀器閱讀器是本系統(tǒng)的核心控制部分，采用外接電源供電，工作頻率為2.4GHz和433MHz，在停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)中作為管理者，主要完成進(jìn)場(chǎng)車(chē)輛身份的識(shí)別、車(chē)位的動(dòng)態(tài)分配、停入車(chē)位提示等任務(wù)。在正常工作時(shí)，閱讀器通過(guò)2.4GHz頻段不斷發(fā)送電子標(biāo)簽的激活信息。當(dāng)攜帶有專(zhuān)用電子標(biāo)簽的車(chē)輛進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)是，閱讀器自動(dòng)與其進(jìn)行校驗(yàn)匹配，若成功配對(duì)，則進(jìn)行車(chē)位動(dòng)態(tài)分配，同時(shí)將已分配的車(chē)位號(hào)通過(guò)LED顯示屏顯示。車(chē)輛離開(kāi)后，閱讀器收到車(chē)位鎖發(fā)來(lái)的車(chē)位空閑信息，則將該車(chē)位重新加入空閑車(chē)位序列。閱讀器與車(chē)位鎖之間采用一對(duì)多的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)喚醒，而不會(huì)干擾其他車(chē)位鎖。（3）車(chē)位鎖車(chē)位鎖是系統(tǒng)是系統(tǒng)重要組成部分，在停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)中擔(dān)任車(chē)位控制節(jié)點(diǎn)，完成車(chē)位檢測(cè)以及防止空閑車(chē)位被占用等任務(wù)。當(dāng)車(chē)位空閑時(shí)，車(chē)位鎖檔桿處于升起的狀態(tài)，除無(wú)線通信模塊外，其他部分均不行。當(dāng)車(chē)位鎖收到閱讀器發(fā)來(lái)無(wú)線喚醒信號(hào)后，降下檔桿，同時(shí)開(kāi)啟車(chē)位檢測(cè)功能，并自動(dòng)判斷車(chē)輛在位情況。若檢測(cè)到車(chē)輛駛離，車(chē)位鎖將車(chē)位空閑信息發(fā)給閱讀器，同時(shí)抬起檔桿。2.1.2射頻系統(tǒng)基本工作流程圖射頻系統(tǒng)基本工作流程圖如圖所示。圖1FRID系統(tǒng)示意圖2.2車(chē)牌識(shí)別技術(shù)2.2.1車(chē)牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)原理車(chē)牌自動(dòng)識(shí)別是一項(xiàng)利用車(chē)輛的動(dòng)態(tài)視頻或靜態(tài)圖像進(jìn)行牌照號(hào)碼、牌照顏色自動(dòng)識(shí)別的模式識(shí)別技術(shù)。其硬件基礎(chǔ)一般包括觸發(fā)設(shè)備（監(jiān)測(cè)車(chē)輛是否進(jìn)入視野）、攝像設(shè)備、照明設(shè)備、圖像采集設(shè)備、識(shí)別車(chē)牌號(hào)碼的處理機(jī)（北京易泊識(shí)別相機(jī)拍照）等，其軟件核心包括車(chē)牌定位算法、車(chē)牌字符分割算法和光學(xué)字符識(shí)別算法等2.2.1牌照號(hào)碼、顏色識(shí)別目前，從事車(chē)牌定位有兩類(lèi)技術(shù)路線。第-類(lèi)是在預(yù)處理后的灰度圖像中實(shí)施檢測(cè)，灰度圖像相對(duì)于人的視覺(jué)而言，是以灰度等級(jí)來(lái)體現(xiàn)圖像的深淺度。車(chē)輛圖像的背景通常很復(fù)雜，背景可能包括生活中的人、樹(shù)木、建筑物等，然而車(chē)牌為一個(gè)含有字符的固定區(qū)域，其內(nèi)部含有豐富的邊緣，因而車(chē)牌部分呈現(xiàn)出規(guī)則的紋理特征。第一類(lèi)包括的主要方法有基于紋理特征法、基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)法、基于小波分析法等方法。車(chē)牌定位的第二類(lèi)是在彩色圖像中檢測(cè)，由于人的視覺(jué)感受更傾向于彩色圖像，且彩色圖像能夠提供更多有用的信息，因此人類(lèi)可很好地區(qū)分上萬(wàn)種不同的顏色。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖像處理技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)處理彩色圖像的能力越來(lái)越高，通過(guò)彩色圖像定位車(chē)牌成為近年來(lái)車(chē)牌定位的研究熱點(diǎn)。第二類(lèi)包括的主要方法有基于RGB顏色法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。在經(jīng)過(guò)邊緣檢測(cè)后的圖像還存在許多干擾區(qū)域，若直接進(jìn)行車(chē)牌定位，很容易出現(xiàn)誤定位或者增加了車(chē)牌定位的計(jì)算量，因此可以利用圖像形態(tài)學(xué)知識(shí)在保持圖像的基本特征不變的情況下去除那些不相干的結(jié)構(gòu)。數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的基本思想：為更好地識(shí)別和分析圖像，利用具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元素去測(cè)量圖像中的對(duì)應(yīng)形狀。字符分割模塊也是整個(gè)識(shí)別系統(tǒng)中的重要模塊之一，字符分割的好壞直接對(duì)后續(xù)字符識(shí)別產(chǎn)生重要的影響。車(chē)牌字符分割就是把車(chē)牌照?qǐng)D像中的漢字、字母以及阿拉伯?dāng)?shù)字分割成為一個(gè)個(gè)獨(dú)立的單字符，為下一步做好充分的準(zhǔn)備。在進(jìn)行字符分割前通常需要對(duì)車(chē)牌區(qū)域進(jìn)行一定的預(yù)處理，如車(chē)牌校正和旋轉(zhuǎn)。我們使用基于模板匹配的車(chē)牌字符識(shí)別方法。模板匹配法是一種直觀的分類(lèi)算法，就是用不同字符的標(biāo)準(zhǔn)字形建立模板，然后把要識(shí)別的字符與其逐一比較，相似程度最大的作為識(shí)別結(jié)果，模板匹配法具有識(shí)別速度快、方法簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)模板匹配，首先要選擇一些樣本字符圖像建立相關(guān)的字符模板庫(kù)，當(dāng)進(jìn)行字符判定時(shí)，將每個(gè)待識(shí)別的二值化車(chē)牌字符圖像進(jìn)行歸一化處理，將待識(shí)別字符圖像縮放到模板字符同樣的大小，然后計(jì)算待識(shí)別字符與模板庫(kù)中樣本字符特征點(diǎn)之間的距離，找出特征距離最小的模板，其所對(duì)應(yīng)的輸出值就是期望的識(shí)別結(jié)果。2.3車(chē)位誘導(dǎo)和車(chē)輛檢測(cè)系統(tǒng)概述2.3.1車(chē)位誘導(dǎo)和車(chē)位顯示所謂精確車(chē)位誘導(dǎo)，是指在區(qū)位誘導(dǎo)的基礎(chǔ)上,提供精確車(chē)位信息區(qū)位誘導(dǎo)只能提供該區(qū)位內(nèi)是否有空余車(chē)位，但是卻無(wú)法精確提供具體的空余車(chē)位的位置,因此區(qū)位誘導(dǎo)的作用就受到限制。比如在區(qū)位誘導(dǎo)牌上顯示空余車(chē)位有5個(gè)，提供在500個(gè)車(chē)位還有5個(gè)空余車(chē)位的信息,對(duì)于駕駛員而言沒(méi)有任何意義。精確的車(chē)位誘導(dǎo)則不同，其直接顯示空余車(chē)位的位置,可以幫助駕駛?cè)藛T快速的尋找到車(chē)位停車(chē)。停車(chē)場(chǎng)智能車(chē)位誘導(dǎo)系統(tǒng)是建立在車(chē)位信息系統(tǒng)上的停車(chē)場(chǎng)交通誘導(dǎo),通過(guò)設(shè)置在每個(gè)車(chē)位上的超聲車(chē)位檢測(cè)器可以實(shí)時(shí)收集各個(gè)車(chē)位的停車(chē)狀態(tài)并發(fā)送給管理中心,車(chē)位誘導(dǎo)管理中心通過(guò)電子車(chē)位誘導(dǎo)牌,實(shí)時(shí)發(fā)布,并且可以通過(guò)電子車(chē)位顯示牌,實(shí)時(shí)顯示各具體車(chē)位的使用情況,對(duì)于各種開(kāi)放式停車(chē)場(chǎng)(路邊停車(chē)帶、小區(qū)停車(chē)場(chǎng)和廣場(chǎng)停車(chē)場(chǎng))都特別適用,提供給客戶(hù)精確的可?？寇?chē)位的位置,免去了在數(shù)以千計(jì)的停車(chē)場(chǎng)中尋找空車(chē)位的困擾。超聲車(chē)位檢測(cè)器隨時(shí)感應(yīng)汽車(chē)駛進(jìn)、離開(kāi)車(chē)位狀況信息通過(guò)安裝在附近的基站發(fā)送到車(chē)位誘導(dǎo)管理中心，車(chē)位誘導(dǎo)管理中心綜合處理車(chē)位數(shù)據(jù)后將空余車(chē)位信息送到停車(chē)場(chǎng)周邊的道路上的車(chē)位誘導(dǎo)牌上。駕駛者根據(jù)車(chē)位誘導(dǎo)牌顯示的空余車(chē)位信息自行駛?cè)胪＼?chē)場(chǎng)并選擇車(chē)位停放。2.3.2超聲波測(cè)距原理超聲波測(cè)距主要用于智能管理系統(tǒng)中隨時(shí)檢測(cè)停車(chē)位是否有車(chē)停放，其原理是通過(guò)數(shù)據(jù)采集器和節(jié)點(diǎn)控制器，將數(shù)據(jù)隨時(shí)可發(fā)送到主控制器和管理電腦，主控制器將數(shù)據(jù)處理好后將即時(shí)反饋給相關(guān)顯示屏，引導(dǎo)駕駛員安全有序地停車(chē)。同時(shí)根據(jù)車(chē)位使用情況控制車(chē)位指示燈亮不同的顏色，紅色為占用，綠色為空位，客戶(hù)在50米外即可看到，根據(jù)車(chē)位指示燈的顏色客戶(hù)可很快找到車(chē)位。系統(tǒng)最終通過(guò)將無(wú)線控制器集成連接到節(jié)點(diǎn)控制器，在連接到主控器和電腦，實(shí)現(xiàn)無(wú)線超聲波車(chē)位探測(cè)。2.3.3車(chē)輛檢測(cè)我們基于地磁檢測(cè)原理，設(shè)計(jì)車(chē)輛檢測(cè)方法?；诘卮艡z測(cè)技術(shù)的車(chē)位傳感器的基本工作原理是，地球的平均磁場(chǎng)強(qiáng)度約為0.5高斯至0.6高斯，而且在幾公里范圍里基本均勻分布，當(dāng)汽車(chē)(鐵磁物體)停于傳感器上方時(shí)，會(huì)對(duì)地球磁場(chǎng)產(chǎn)生擾動(dòng)，影響大約在0.2高斯左右。通過(guò)檢測(cè)出地球磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化(如圖2所示),完成車(chē)位檢測(cè)。這種檢測(cè)方法靈敏度較高，無(wú)需破壞路面，易于集成，適用于低功耗的應(yīng)用環(huán)境。圖2車(chē)輛對(duì)地磁場(chǎng)的擾動(dòng)2.4小區(qū)停車(chē)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)概述使用發(fā)卡收費(fèi)系統(tǒng)，提供固定用戶(hù)注冊(cè)發(fā)卡、臨時(shí)用戶(hù)發(fā)卡、固定收費(fèi)用戶(hù)、程序的退出出口。固定用戶(hù)注冊(cè)發(fā)卡錄入主要包括卡號(hào)、車(chē)主姓名、車(chē)牌號(hào)碼、車(chē)型、住址和聯(lián)系電話等。2.5進(jìn)出口識(shí)別系統(tǒng)概述入口識(shí)別功能要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)指標(biāo):人力資源、身份識(shí)別、信息記錄、圖像攝取、滿(mǎn)位和信息顯示等五個(gè)方面。入口實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的智能化管理可以節(jié)省大量的人力資源。通過(guò)身份識(shí)別，可以判斷前來(lái)的車(chē)輛是否具有入場(chǎng)權(quán)限的功能，只有辦理入場(chǎng)手續(xù)并且繳費(fèi)的用戶(hù)，才有權(quán)利停放車(chē)輛。（3）通過(guò)信息記錄，停車(chē)場(chǎng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在車(chē)主發(fā)送短信進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)時(shí)，系統(tǒng)記錄該車(chē)輛入的出入場(chǎng)時(shí)間，車(chē)輛的顏色和車(chē)主身份，以及車(chē)牌號(hào)碼。車(chē)牌號(hào)碼作為車(chē)輛進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)明顯的特征標(biāo)志，被系統(tǒng)提取后作為車(chē)輛出場(chǎng)時(shí)完成識(shí)別的重要保證。（4）攝取與開(kāi)閘指令同步的進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)的車(chē)輛圖像和車(chē)牌號(hào)，并且將數(shù)據(jù)保存在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，當(dāng)有車(chē)輛出停車(chē)場(chǎng)時(shí)，自動(dòng)完成車(chē)輛的車(chē)型和車(chē)牌核對(duì)工作，以確保車(chē)的安全。（5）當(dāng)停車(chē)場(chǎng)內(nèi)車(chē)位已停滿(mǎn)時(shí)，滿(mǎn)位信息通過(guò)LED顯示屏顯示出來(lái)。當(dāng)有車(chē)輛要出入停車(chē)場(chǎng)時(shí)，會(huì)通過(guò)LED獲取滿(mǎn)車(chē)位的信息。另外，車(chē)主發(fā)送短信時(shí)，也會(huì)收到車(chē)位已滿(mǎn)的反饋信息。車(chē)輛就不用進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)。LED顯示屏的亮度很高，就算在陽(yáng)光很強(qiáng)烈的天氣里，車(chē)主依舊可以清楚的看到顯示的信息。同時(shí)采用中英文雙語(yǔ)來(lái)顯示信息，已可以方便和服務(wù)外國(guó)客人。LED顯示屏信息的內(nèi)容簡(jiǎn)單明了,不但能夠給車(chē)主明確的車(chē)位信息顯示，還不會(huì)耽誤車(chē)輛入場(chǎng)。出口識(shí)別功能要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)指標(biāo):自動(dòng)計(jì)費(fèi)、自動(dòng)收費(fèi)、圖像對(duì)比等三個(gè)方面。（1）自動(dòng)計(jì)費(fèi)功能是根據(jù)車(chē)輛入場(chǎng)時(shí)間與出場(chǎng)時(shí)間，停車(chē)場(chǎng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出停車(chē)花費(fèi)的時(shí)間，并且根據(jù)停車(chē)時(shí)間與收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)計(jì)算應(yīng)收費(fèi)用，將所需收取的費(fèi)用通過(guò)短信反饋給車(chē)主。（2）自動(dòng)收費(fèi)功能是根據(jù)系統(tǒng)計(jì)算的費(fèi)用，從車(chē)主的手機(jī)費(fèi)用中扣除，當(dāng)然需要車(chē)主確認(rèn)支付，系統(tǒng)才能扣除費(fèi)用?？鄢M(fèi)用后，系統(tǒng)自動(dòng)道閘打開(kāi)，放車(chē)輛出停車(chē)場(chǎng)。（3）圖像對(duì)比的功能是通過(guò)出入口的攝像機(jī)攝取進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)車(chē)輛的圖像并傳送到計(jì)算機(jī)保存。單有車(chē)輛出停車(chē)場(chǎng)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)出該車(chē)的入場(chǎng)圖像，將圖像信息進(jìn)行對(duì)比，以確認(rèn)出入場(chǎng)是否是同一輛車(chē)。車(chē)位誘導(dǎo)車(chē)輛檢測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)現(xiàn)有的停車(chē)位管理系統(tǒng)研究中有關(guān)大型停車(chē)場(chǎng)的設(shè)計(jì)方案都比較全面和深入，包括車(chē)位引導(dǎo)系統(tǒng)，后臺(tái)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理等模塊設(shè)計(jì),對(duì)于停車(chē)位的精確管理，研究中引入了車(chē)位檢測(cè)傳感器，但并不涉及防車(chē)位占用的設(shè)計(jì)，如今市面上的車(chē)位鎖也存在自動(dòng)化水平不高，續(xù)航能力不足的問(wèn)題。本文設(shè)計(jì)目標(biāo)為開(kāi)發(fā)-一個(gè)基于無(wú)線射頻技術(shù)(RFID)的智能停車(chē)位管理系統(tǒng)(如圖3所示)，主要用于解決目前企業(yè)或者小區(qū)內(nèi)專(zhuān)用停車(chē)位被占用的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)m個(gè)車(chē)位和n輛車(chē)的停車(chē)自動(dòng)化管理(n可能大于等于m)。系統(tǒng)智能化主要體現(xiàn)為使用RFID技術(shù)用于入場(chǎng)車(chē)輛快速識(shí)別，并為其動(dòng)態(tài)分配停車(chē)位，同時(shí)將分配給車(chē)主的車(chē)位號(hào)通過(guò)LED屏進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)“一車(chē)一位”精確管理。針對(duì)目前停車(chē)場(chǎng)中的停車(chē)位管理混亂的現(xiàn)象，本文采用車(chē)位鎖對(duì)每個(gè)車(chē)位進(jìn)行管理，同時(shí)車(chē)位鎖的使用也可以防止專(zhuān)用車(chē)位被占用，實(shí)現(xiàn)專(zhuān)位專(zhuān)用。為解決停車(chē)場(chǎng)內(nèi)供電麻煩的問(wèn)題，本文開(kāi)發(fā)的管理系統(tǒng)只有車(chē)輛識(shí)別模塊需要外接電源，其余部分均使用電池進(jìn)行供電，并實(shí)現(xiàn)低功耗設(shè)計(jì)。電池供電部分設(shè)計(jì)有電壓檢測(cè)系統(tǒng)，可在電池低電量的時(shí)候發(fā)出警告，提示管理人員更換電池。圖3智能停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)示意圖3.2系統(tǒng)總體原理系統(tǒng)運(yùn)行的原理(如圖4所示)為:當(dāng)攜帶有本文開(kāi)發(fā)的電子標(biāo)簽進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)后，電子標(biāo)簽會(huì)被不斷廣播激活信號(hào)的閱讀器所激活,然后主動(dòng)將自己內(nèi)部已寫(xiě)入的標(biāo)簽ID號(hào)發(fā)送給閱讀器用于校驗(yàn)，如果車(chē)輛通過(guò)了校驗(yàn)，則閱讀器為車(chē)輛動(dòng)態(tài)分配車(chē)位，并將所分配的車(chē)位號(hào)通過(guò)LED屏顯示。此時(shí)，相應(yīng)的車(chē)位鎖會(huì)被閱讀器激活，然后降下停車(chē)檔桿，同時(shí)開(kāi)啟車(chē)位檢測(cè)功能。最后，車(chē)輛駐離，車(chē)位鎖檢測(cè)到車(chē)位上沒(méi)有車(chē)輛后，抬起停車(chē)擋桿，同時(shí)將空閑信息發(fā)送給閱讀器，以便再次被使用。如果車(chē)輛非法駛?cè)胪＼?chē)場(chǎng)，由于車(chē)輛身份無(wú)法識(shí)別，則不會(huì)進(jìn)行車(chē)位分配，同時(shí)由于車(chē)位鎖的存在，車(chē)位不會(huì)被強(qiáng)行占用。圖4智能停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)流程圖3.2.1車(chē)輛監(jiān)測(cè)車(chē)輛監(jiān)測(cè)主要是判斷車(chē)位中是否存在車(chē)輛。檢測(cè)裝置為車(chē)輛感應(yīng)器，它與地感線圈相連接，共同為檢測(cè)服務(wù)。當(dāng)?shù)馗芯€圈上面沒(méi)有車(chē)輛時(shí)，車(chē)輛感應(yīng)器依靠地感線圈的信號(hào)傳遞輸出一個(gè)低電平給中央處理器。當(dāng)?shù)馗芯€圈上面有車(chē)輛時(shí)，由于磁場(chǎng)的變化，地感線圈傳遞給車(chē)輛感應(yīng)器不同的信號(hào)，造成車(chē)輛感應(yīng)器輸出高電平給中央處理器。由于這兩個(gè)電平信號(hào)截然不同，系統(tǒng)就很容易做出判斷是否有車(chē)輛在此停車(chē)。檢測(cè)用地感線圈具有如下特點(diǎn):1、檢測(cè)準(zhǔn)確，采用鎖相環(huán)技術(shù)，保證了準(zhǔn)確度;2、檢測(cè)靈敏度高，并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)靈敏度:3、使用簡(jiǎn)單，對(duì)供電沒(méi)有特別要求，家用交流電和普通直流電均可。地感線圈監(jiān)測(cè)車(chē)輛的基本原理如圖5所示。圖5地感線圈監(jiān)測(cè)示意圖3.2.2車(chē)位誘導(dǎo)和車(chē)位顯示車(chē)位誘導(dǎo)和顯示部分主要由：數(shù)據(jù)采集模塊（包括車(chē)位相機(jī)、車(chē)位引導(dǎo)燈等）、中央控制模塊（包括中心服務(wù)器等）、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、信息發(fā)布模塊（包括室內(nèi)引導(dǎo)屏等）組成。當(dāng)車(chē)主進(jìn)入到停車(chē)場(chǎng)內(nèi)時(shí)，通過(guò)車(chē)位引導(dǎo)屏發(fā)布的空余車(chē)位信息，實(shí)時(shí)掌握各個(gè)區(qū)域的剩余車(chē)位數(shù)量，迅速找到空余車(chē)位區(qū)域，避免車(chē)主在場(chǎng)內(nèi)邊開(kāi)車(chē)邊找車(chē)位，導(dǎo)致場(chǎng)內(nèi)擁堵和形成車(chē)輛在場(chǎng)內(nèi)空跑。當(dāng)車(chē)主到達(dá)某區(qū)域時(shí)，空余通過(guò)車(chē)位狀態(tài)指示燈快速知曉究竟哪一個(gè)車(chē)位是空閑的，標(biāo)志性明顯的車(chē)位狀態(tài)指示燈，通過(guò)綠色顯示該車(chē)位是否允許停車(chē)，車(chē)主在幾十米外即可看見(jiàn)。當(dāng)車(chē)主無(wú)法找到車(chē)輛停放位置時(shí)，用戶(hù)只要記得車(chē)位號(hào)，即可按照車(chē)位號(hào)進(jìn)行尋車(chē)，輸入車(chē)位號(hào)碼，即可查詢(xún)到車(chē)輛的停放位置和尋車(chē)路徑。3.2.3其他控制部分控制系統(tǒng)置入出入口，是整個(gè)停車(chē)管理系統(tǒng)的主要設(shè)備?？刂葡到y(tǒng)主要特點(diǎn)是采用非接觸式IC控制。TCP/IP通信、非接觸式IC卡讀寫(xiě)、道閘開(kāi)關(guān)控制等功能。主要由以下幾部分構(gòu)成：控制機(jī)箱：需要密封設(shè)計(jì)、防雨、防塵。出票口：設(shè)計(jì)防滲水，防塵等功能。面板信號(hào)系統(tǒng)：通過(guò)面板上紅綠燈的轉(zhuǎn)換，可分辨數(shù)字式車(chē)輛檢測(cè)器、道閘、IC卡讀寫(xiě)器的工作狀態(tài)是否滿(mǎn)足正常使用。中英文信息顯示屏:車(chē)輛進(jìn)出時(shí)一般都會(huì)顯示停車(chē)時(shí)間、收費(fèi)金額、卡上余額、卡的有效期等，若系統(tǒng)不允許車(chē)輛進(jìn)出，就直接在屏幕上顯示出具體原因，方面駕駛?cè)俗龀雒髦桥袛?。在閑時(shí)則顯示時(shí)間日期、歡迎用語(yǔ)等相關(guān)提示信息。3.3車(chē)輛檢測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)車(chē)輛檢測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包括鎖和環(huán)路硬件設(shè)計(jì)、信號(hào)輸入電路設(shè)計(jì)、復(fù)位電路的設(shè)計(jì)。3.3.1鎖和環(huán)路工作原理車(chē)位鎖是系統(tǒng)是系統(tǒng)重要組成部分，在停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)中擔(dān)任車(chē)位控制節(jié)點(diǎn)，完成車(chē)位檢測(cè)以及防止空閑車(chē)位被占用等任務(wù)。當(dāng)車(chē)位空閑時(shí)，車(chē)位鎖檔桿處于升起的狀態(tài)，除無(wú)線通信模塊外，其他部分均不行。當(dāng)車(chē)位鎖收到閱讀器發(fā)來(lái)無(wú)線喚醒信號(hào)后，降下檔桿，同時(shí)開(kāi)啟車(chē)位檢測(cè)功能，并自動(dòng)判斷車(chē)輛在位情況。若檢測(cè)到車(chē)輛駛離，車(chē)位鎖將車(chē)位空閑信息發(fā)給閱讀器，同時(shí)抬起檔桿。在停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)中，車(chē)位鎖主要完成車(chē)位占用，車(chē)位檢測(cè)，同時(shí)還要能夠被閱讀器發(fā)送來(lái)的無(wú)線信號(hào)喚醒。其硬件組成主要包括：車(chē)位檢測(cè)模塊、電源管理模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模塊和無(wú)線串口模塊。由于無(wú)線射頻芯片本質(zhì)上就是一種單片機(jī)，因此在車(chē)位鎖中可直接使用無(wú)線射頻芯片nRF24LE1，只是不需要其射頻功能。鎖和環(huán)路硬件設(shè)計(jì)總架構(gòu)如圖6所示。圖6車(chē)位鎖和環(huán)路硬件框架圖3.3.2信號(hào)輸入電路的設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)的停車(chē)管理系統(tǒng)中，使用4節(jié)1號(hào)堿性電池供電，供電電壓為6V,而MCU及其外圍硬件電路工作電壓為3.3V,電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片工作電壓為5V,因此需要穩(wěn)壓電路，提供相應(yīng)芯片合適的工作電壓，同時(shí)，供電電源的質(zhì)量對(duì)于嵌入式控制系統(tǒng)的可靠性有極大的影響。供電模塊的設(shè)計(jì)需要綜合考慮芯片工作電壓，供電電流，抗干擾等問(wèn)題。由于是車(chē)位鎖是電池供電，因而穩(wěn)壓芯片靜態(tài)時(shí)的電流應(yīng)該盡量地小，節(jié)省電量。本文選擇HT7533穩(wěn)壓芯片為MCU及其外圍電路供電,該芯片可提供100mA的輸出電流，靜態(tài)電流為10HA，不但符合系統(tǒng)功率要求，也滿(mǎn)足低功耗的需求。如圖3-12所示為基于HT7533穩(wěn)壓芯片的3.3V供電模塊硬件電路圖。其中BAT為電池輸入電壓，F(xiàn)1為保險(xiǎn)絲，參數(shù)值為1A/16V,對(duì)車(chē)位鎖控制系統(tǒng)起過(guò)流保護(hù)作用。電容C4選用鋁電解電容，參數(shù)值為4704F/25V,對(duì)電池輸出電壓進(jìn)行濾波。SS14為二極管，作用是抑制反向電壓。膽電容E1和E2的參數(shù)值為10uF/25V,其作用為與陶瓷電容C5、C6組成電源濾波電路。圖73.3V供電系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)供電部分的要求是:大電流，高驅(qū)動(dòng)能力，同時(shí)由于該模塊功耗較大，當(dāng)不需要該模塊工作時(shí)，應(yīng)該能夠及時(shí)地將該模塊與電源斷開(kāi)，以便節(jié)省電量。本文使用LM7805三端穩(wěn)壓器(如圖8所示)為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片提供工作電壓，該芯片可提供直流5V輸出電壓，同時(shí)內(nèi)含過(guò)流過(guò)載保護(hù)電路。當(dāng)芯片帶散熱片時(shí)，能夠持續(xù)提供1A電流。圖85V供電系統(tǒng)圖中電容C21用于穩(wěn)定穩(wěn)壓芯片內(nèi)部放大器的工作狀態(tài)，同時(shí)改善電壓轉(zhuǎn)換的過(guò)度響應(yīng)，電容C22為負(fù)載電路退耦電容。IRF9540N是IR公司的P溝道增強(qiáng)型功率MOSFET，具有導(dǎo)通阻抗低和開(kāi)關(guān)速度快的特點(diǎn)。在25℃時(shí)，連續(xù)的漏極電流可達(dá)23A，滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)使用需求。nRF24LE1通過(guò)P1.4引腳控制IRF9540N的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，從而控制是否將信號(hào)輸入電路接入電源。3.3.3復(fù)位電路的設(shè)計(jì)復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷(xiāo)復(fù)位信號(hào)。為可靠起見(jiàn)，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷(xiāo)復(fù)位信號(hào)，以防電源開(kāi)關(guān)或電源插頭分合過(guò)程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。圖1所示的RC復(fù)位電路可以實(shí)現(xiàn)上述基本功能，圖3為其輸入-輸出特性。但解決不了電源毛刺（A點(diǎn)）和電源緩慢下降（電池電壓不足）等問(wèn)題而且調(diào)整RC常數(shù)改變延時(shí)會(huì)令驅(qū)動(dòng)能力變差。左邊的電路為高電平復(fù)位有效右邊為低電平Sm為手動(dòng)復(fù)位開(kāi)關(guān)Ch可避免高頻諧波對(duì)電路的干擾。此復(fù)位電路增加了二極管，在電源電壓瞬間下降時(shí)使電容迅速放電，一定寬度的電源毛刺也可令系統(tǒng)可靠復(fù)位。圖9所示復(fù)位電路輸入輸出特性圖的下半部分是其特性，可與上半部比較增加放電回路的效果。圖9增加放電回路的RC復(fù)位電路系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1程序流程圖對(duì)于一套完整的停車(chē)位管理系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，不僅僅在于硬件的選型和設(shè)計(jì)，更依賴(lài)于一套具有較高可靠性，邏輯性強(qiáng)的軟件設(shè)計(jì)，同時(shí)，軟件的性能也在一定程度上決定了電池供電系統(tǒng)的使用壽命，因而，必須完成相應(yīng)模塊的低功耗軟件設(shè)計(jì)。停車(chē)位管理系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要包括三部分的設(shè)計(jì):閱讀器軟件設(shè)計(jì)，電子標(biāo)簽軟件設(shè)計(jì)以及車(chē)位鎖控制軟件設(shè)計(jì)(其總體流程如圖10所示)。本文軟件設(shè)計(jì)使用的開(kāi)發(fā)環(huán)境為Keil4Vision4,開(kāi)發(fā)語(yǔ)言為C語(yǔ)言。圖10智能停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)軟件總流程4.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)本系統(tǒng)軟件主要包括系統(tǒng)控制軟件和系統(tǒng)管理軟件兩大部分，系統(tǒng)控制軟件主要包括車(chē)載模塊的通信程序、讀頭的單片機(jī)處理程序。其中，車(chē)載模塊的軟件流程是由停車(chē)庫(kù)發(fā)送一個(gè)激活信息，使車(chē)載模塊被喚醒而進(jìn)入初始化程序，然后由車(chē)載模塊發(fā)送一個(gè)簡(jiǎn)單的試通信數(shù)據(jù)，檢測(cè)讀頭是否收到確認(rèn)包，以確定是否需要建立通信（即車(chē)輛需要出入站）。車(chē)載模塊發(fā)送試通信數(shù)據(jù)的延時(shí)時(shí)間由車(chē)輛的進(jìn)出（行駛）速度確定。車(chē)載模塊與讀頭的有效通信距離為10m，車(chē)速一般限定在5m/s以?xún)?nèi)，那么延時(shí)時(shí)間最長(zhǎng)為2s。通信結(jié)束后的延時(shí)時(shí)間為兩部車(chē)輛進(jìn)出站口間隔的最短時(shí)間。本系統(tǒng)是一種單點(diǎn)對(duì)多機(jī)的通信，所以通信協(xié)議分為三層。第一層為物理層，由nRF24LE1模塊的硬件實(shí)現(xiàn)；第二層為數(shù)據(jù)鏈路層；第三層為應(yīng)用層。數(shù)據(jù)鏈路層的功能是提供可靠的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),將應(yīng)用層發(fā)送較長(zhǎng)的數(shù)據(jù)幀拆分為短的數(shù)據(jù)幀,并加上包頭和校驗(yàn)位,重新打包后發(fā)送出去。接收數(shù)據(jù)時(shí),將接收到的數(shù)據(jù)解包并重新組合成完整的長(zhǎng)數(shù)據(jù),移交給應(yīng)用層。數(shù)據(jù)鏈路層由nRF24LE1和單片機(jī)共同完成。由于協(xié)議是分層設(shè)計(jì),相鄰層之間的聯(lián)系只需要調(diào)用發(fā)送或接收函數(shù)來(lái)完成,所以各層通信的實(shí)現(xiàn)相對(duì)獨(dú)立,可提高系統(tǒng)的靈活性。為使用方便,系統(tǒng)的車(chē)載模塊采用一次性電池供電所以系統(tǒng)的低功耗設(shè)計(jì)尤其重要。為此，車(chē)載模塊所選用的MSP430F1121和nRF

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L01,都是低功耗的新型芯片。車(chē)載模塊在未建立通信的情況下，每次喚醒的工作時(shí)間大約為2ms,它被喚醒的周期為2s。在正常工作時(shí)，其電流為13mA;掉電模式(休眠)下的電流僅為1PA。系統(tǒng)工作的平均電流為14mA。我們選用一次性電池的容量為5.4kC,如果不計(jì)電池自身?yè)p耗則電池的工作壽命可達(dá)12.5年,而汽車(chē)的允許使用年限規(guī)定少于10年。這樣，在汽車(chē)使用期限內(nèi)就無(wú)需更換車(chē)載模塊的電池,給用戶(hù)帶來(lái)方便?；赗FID技術(shù)的車(chē)輛識(shí)別系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)在于可進(jìn)行多目標(biāo)識(shí)別，也就是說(shuō)--臺(tái)閱讀器能夠快速識(shí)別其激活范圍內(nèi)的多個(gè)電子標(biāo)簽，但是，會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)以上的電子標(biāo)簽在同一時(shí)刻占用同一信道發(fā)送數(shù)據(jù)從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)碰撞的情況，影響閱讀器正常的數(shù)據(jù)讀取過(guò)程。所以，為了提高系統(tǒng)的可靠性，需要采取必要的措施來(lái)避免碰撞的發(fā)生，或者當(dāng)碰撞發(fā)生時(shí)，能有效處理數(shù)據(jù)漏讀的問(wèn)題。本文開(kāi)發(fā)的車(chē)輛識(shí)別系統(tǒng)中，一臺(tái)閱讀器管理多張電子標(biāo)簽，為提高系統(tǒng)可靠性，設(shè)計(jì)了多標(biāo)簽防碰撞算法。目前，主要有四種防碰撞算法,分別為空分多路(SDMA)、頻分多路(FDMA)、時(shí)分多路(TDMA)和碼分多路(CDMA)。常用方法是基于TDMA的ALOHA算法和二叉樹(shù)算法，其中ALOHA算法是一種基于概率的基本的防標(biāo)簽碰撞算法，它的優(yōu)點(diǎn)是可同時(shí)識(shí)別大量的電子標(biāo)簽，功耗低，但缺點(diǎn)是標(biāo)簽識(shí)別率較低;基于二叉樹(shù)的防碰撞算法是對(duì)電子標(biāo)簽序號(hào)進(jìn)行二進(jìn)制搜索，其優(yōu)點(diǎn)是電子標(biāo)簽的識(shí)別率高，但是存在功耗大，讀取時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。從系統(tǒng)對(duì)功耗的要求以及所使用的標(biāo)簽數(shù)量的角度分析，本文采用ALOHA算法，其基本原理是當(dāng)發(fā)生電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)碰撞時(shí)，軟件控制標(biāo)簽延時(shí)不同時(shí)間，以便錯(cuò)時(shí)發(fā)送。nRF24LE1射頻芯片在接收模式下具有多路接收(MultiCeiver)功能，能夠容納6個(gè)并行但地址不同的數(shù)據(jù)通道，即可對(duì)6個(gè)頻率相同但發(fā)射地址不同的電子標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別。本文設(shè)計(jì)6路通道中第1號(hào)通道用于閱讀器廣播激活信息，第2~6號(hào)通道用于電子標(biāo)簽與閱讀器的數(shù)據(jù)收發(fā)。電子標(biāo)簽ID號(hào)配置為2個(gè)字節(jié)，其中第一個(gè)字節(jié)用于電子標(biāo)簽配置發(fā)射通道。具體方法是:將電子標(biāo)簽ID號(hào)的第一個(gè)字節(jié)去除5,然后余數(shù)加2,得到的結(jié)果設(shè)定為電子標(biāo)簽的發(fā)送數(shù)據(jù)通道號(hào)。根據(jù)電子標(biāo)簽D號(hào)第一個(gè)字節(jié)來(lái)配置其發(fā)送數(shù)據(jù)的通道號(hào)，能夠起到有效降低不同電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)碰撞的概率的作用，但是仍然存在著不足之處。因?yàn)榇嬖诖罅縄D號(hào)不同的電子標(biāo)簽占用同一個(gè)通道發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)這樣的標(biāo)簽在同一時(shí)刻向閱讀器發(fā)送ID號(hào)時(shí)也會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)碰撞的問(wèn)題。因而，本文在ALOHA算法的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種基于載波監(jiān)聽(tīng)的防碰撞方法。本文開(kāi)發(fā)的停車(chē)位管理系統(tǒng)適用于小型停車(chē)場(chǎng)，需要管理的車(chē)位數(shù)量-般小于50個(gè)。如果每次車(chē)位分配都從第一個(gè)車(chē)位開(kāi)始檢索，會(huì)出現(xiàn)編號(hào)靠前的車(chē)位鎖使用頻率較高，而編號(hào)靠后的車(chē)位鎖較少被使用的情況。這樣造成的問(wèn)題是，部分車(chē)位鎖由于-天內(nèi)的多次被喚醒，出現(xiàn)電池耗電快于其他使用頻率低的車(chē)位鎖。本文提出-種用于停車(chē)位動(dòng)態(tài)分配的算法，以期平衡不同編號(hào)車(chē)位鎖的使用頻率。該算法車(chē)位分配的原則是基于車(chē)位鎖的分組情況，詳細(xì)步驟介紹如下:(1)將已有的車(chē)位進(jìn)行編號(hào)，然后分組。例如:假設(shè)停車(chē)場(chǎng)內(nèi)有50個(gè)車(chē)位，每5個(gè)車(chē)位一組，一共10組車(chē)位，編號(hào)為1~10。假設(shè)變量group表示準(zhǔn)備進(jìn)行空閑車(chē)位查詢(xún)及分配的組號(hào)，變量numl~num10表示每一組中最近一次被分配了車(chē)位的編號(hào)，使用2個(gè)二進(jìn)制分別作為車(chē)位是否被分配過(guò)以及空閑的標(biāo)志;(2)假設(shè)首次進(jìn)行車(chē)位分配，則group=1,表示從第1組開(kāi)始查找空閑車(chē)位，否則從group值對(duì)應(yīng)的那--組開(kāi)始查找空閑車(chē)位;(3)如果成功查找到，則進(jìn)入步驟(4)，否則將group加1再進(jìn)行查找。如果所有分組內(nèi)都沒(méi)有查找到，則閱讀器通過(guò)LED顯示0，表示沒(méi)有空閑車(chē)位，并進(jìn)入步驟(8);查詢(xún)?cè)摻M中的空閑且未被使用過(guò)的車(chē)位。如果該組中所有車(chē)位均被使用過(guò),則清零所有車(chē)位的該標(biāo)志，然后重新從該組的第-一個(gè)車(chē)位開(kāi)始查找滿(mǎn)足條件的車(chē)位用于車(chē)位分配。如果該組中以及存在符合條件的車(chē)位，則直接進(jìn)行車(chē)位分配;將已分配車(chē)位的車(chē)位號(hào)同車(chē)輛電子標(biāo)簽ID號(hào)綁定，實(shí)現(xiàn)一車(chē)-位的管理，同時(shí)閱讀器通過(guò)LED顯示該車(chē)位號(hào):(6)如果已完成車(chē)位分配的那-組是最后-組，則令group=1,否則將該組編號(hào)加1記錄在group中:(7)如果還有車(chē)輛未被分配車(chē)位，則進(jìn)入步驟(2),否則，進(jìn)入步驟(8);(8)結(jié)束動(dòng)態(tài)車(chē)位分配過(guò)程。

按照這種遍歷的方法進(jìn)行車(chē)位查找，可以保證每一個(gè)車(chē)位都被使用。如果出現(xiàn)多個(gè)車(chē)輛同時(shí)進(jìn)入的情況，則在一定程度可以避免停在相鄰的車(chē)位上，防止車(chē)主停錯(cuò)車(chē)位。4.3編制軟件程序本次設(shè)計(jì)主要對(duì)管理模塊進(jìn)行代碼實(shí)現(xiàn)，管理設(shè)置模塊包括系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)置、更改用戶(hù)口令、更改登陸用戶(hù)、鎖定系統(tǒng)、發(fā)卡、配卡、權(quán)限設(shè)定、幫助模塊包括幫助主題等。主要控件的設(shè)計(jì)代碼如下：ProcedureTfrm_gdclzccx.ra1Click（Sender：TObject）;beginbz:=1;editl.Hint:=‘請(qǐng)輸入卡號(hào)尾數(shù)’;eabell.Caption:=‘請(qǐng)輸入卡號(hào)：’;editl..OnChange(sender);editl.SetFocus;endProcedureTfrm_gdclzccx.ra2Click（Sender：TObject）;beginbz:=2;editl.Hint:=‘請(qǐng)輸入卡號(hào)姓名’;eabell.Caption:=‘請(qǐng)輸入車(chē)主姓名：’;editl..OnChange(sender);editl.SetFocus;endProcedureTfrm_gdclzccx.ra3Click（Sender：TObject）;beginbz:=3;editl.Hint:=‘請(qǐng)輸入卡號(hào)車(chē)牌號(hào)’;eabell.Caption:=‘請(qǐng)輸入車(chē)牌號(hào)碼：’;editl..OnChange(sender);editl.SetFocus;endProcedureTfrm_gdclzccx.edit1Change（Sender：TObject）;//注釋?zhuān)嚎ㄌ?hào)查詢(xún)varcxstr,cxfirld:string;beginIf(bz=1)and(trim(edit1.Text)=”)thencxstr:=”elsecxstr:=rightstr(‘000000000’+trim(edit1.Text),9);casebzof1:cxfield:=‘tmh’2:begincxstr:=trim(edit1.Text);cxfield:=‘czxm’;end;3:begincxstr:=trim(edit1.Text);cxfield:=‘cphm’;end;4:begincxstr:=trim(edit1.Text);cxfield:=‘ckcw’;end;End;cxstr:=cxstr+’%’;query1.Close;query1.SQL.Clear;query1.SQL.text:=‘select*fromgdcl_czda’+‘where’+cxfield+‘like:cxstrorderby’+cxfield;query1.ParamByName(‘cxstr’).Value:=cxstr;query1.OpenEnd;ProcedureTfrm_gdclzccx.FormCreate（Sender：TObject）;beginbz:=1;query1.Close;query1.OpenEnd;ProcedureTfrm_gdclzccx.ra4Click（Sender：TObject）;//注釋?zhuān)很?chē)位管理beginbz:=4;editl.Hint:=‘請(qǐng)輸入車(chē)庫(kù)車(chē)位’;eabell.Caption:=‘請(qǐng)輸入車(chē)庫(kù)車(chē)位：’;editl..OnChange(sender);editl.SetFocus;end；ProcedureTfrm_gdclzccx.dedit1KeyDown（Sender：TObject;varKey;wordShift:TShiftState）;beginIfkey=13thenSpeedbutton1.OnClick(sender);End;ProcedureTfrm_gdclzccx.BitBtn1Click（Sender：TObject）;beginClose;end;ProcedureTfrm_gdclzccx.FormClose（Sender：TObject;varAction:TCloseAction）;beginfrm_main.n10.enabled:=true;frm_gdclzccx.Release;Query1.Close;end;ProcedureTfrm_gdclzccx.SpeedButton1Click（Sender：TObject）;//注釋?zhuān)嚎ㄌ?hào)管理varStr:string;beginIfnotquery1.Eofthenbeginstr:query1[‘tmh’];ifmessagebox(frm_gdclzccx.Handle.pchar(‘您真的要?jiǎng)h除卡號(hào)[‘+str+’]?!’),‘steven提示’,4+32+256)=7thenexit;frm_sjmk.pub.Close;frm_sjmk.pub.SQL.Text:=‘deletegdcl_czdawheretmh=:tmh’;frm_sjmk.pub.ParamByName(‘tmh’).AsString:=query1[‘tmh’];tryfrm_s