基于GSM停车场智能管理查询系统

王红梅 杨抛腾 包新华

（广东科学技术职业学院，广东珠海 519090）

随着城市人口和车辆的日益增加，停车场的规模也随之增大，传统停车场的人工管理系统已不能满足实际需求。顾客置身于停车场中，不能方便快速地找到停车位，既浪费时间，又影响停车场的正常运行，因此，构建一个具有车辆进出停车场身份自动识别、车位智能引导、费用自动结算、通过短信查询可预退订车位的智能停车管理与查询系统是现代城市智能化发展的需要。

1 方案总体结构设计

本系统的主要功能是：能够自动识别会员与非会员车辆，会员车辆可以免停自动出入，非会员车辆刷临时IC卡出入；用户可以短信查询停车场的地理位置、收费标准、空闲车位数量等信息，可短信预退订车位；系统具备会员短信查询帐户余额，帐户欠费短信提醒功能；停车场状态信息大屏幕动态实时显示、车辆进入智能引导、消防系统异常短信报警等功能。

鉴于上述功能，本系统的主控芯片采用ST(意法半导体)公司生产的STM32F107VCT6处理器。该处理器的内核是ARM公司设计的ARM Cortex-M3 32位内核，STM32F107VCT6处理器拥有高性能、低成本、低功耗、运算速度快、片上资源丰富、内部FLASH大等优势，片内有256KB的FLASH和64KB的SRAM，最大工作频率是72MHz，在此处理器上可同时运行uCOS_II操作系统和FAFTS文件系统，并具有80个IO口，为系统功能拓展，提供广阔的空间。系统的总体结构设计功能框图如下：

图1 智能管理与查询系统总体设计结构框图

停车场智能管理与查询系统以STM32F107VCT6最小系统作为主控制中心，用超声波模块检测是否有车辆进出停车场，采用NRF905无线收发模块实时检测会员车辆。对于会员车辆，系统自动控制步进电机驱动模块使道闸上升或下降，对于非会员车辆，则通过RC522射频卡读写模块读取临时IC卡进行识别，当道闸升起后，由光电开关检测车辆是否通过道闸，确认车辆通过后，道闸自动下降；已进入停车场的车辆，系统根据空余车位情况，自动分配停车位，并启动LED车辆引导指示灯，引导车辆进入相应的停车位；每个车位都安装有超声波检测模块实时检测车位占用情况，用不同颜色的LED灯作指示(红色：有车、绿色：没车、黄色：预订)，在整个智能管理与查询系统运行过程中，TFT彩屏分别安装在入口和出口处，实时显示停车场的动态信息(车位状态、计费标准、离开车辆消费金额、停车时间等)。TFT彩屏显示汉字内容的字模数据，存储在SD卡中。

2 车位、车辆检测模块设计

车位检测模块采用STC15F104E单片机作为主控芯片，用超声波传感器检测是否有车，用LED灯作为指示(红色：有车、绿色：没车、黄色：预订)。比传统采用涡流传感器节约成本，并减少了辐射，安装也比较容易。

将超声波传感器的发射端接到STC15F104E单片机P3_4脚上，用单片机控制产生发射信号，传感器的回波信号接在单片机的P3_5脚上，产生单片机中断，当中断执行时单片机计时结束，发射器发出的超声波以速度υ在空气中传播，到达被测物体时被反射返回，由回波接收器接收，其往返时间为t，由s=vt/2即可算出被测物体的距离。通过编程计算距离，并将其与空车位设定距离进行比较，从而判断出车位的停车状况。

同样，检测是否有车辆进出停车场，也采用相同硬件电路。

图2 超声波车位检测模块电路原理图

3 远距离车辆身份识别模块设计

远距离车辆身份识别模块，主要用于对进出停车场的车辆，进行远距离身份识别，通过给会员车辆安装识别器，能够实现自动识别，会员车辆无需停车，道闸自动启降。临时车辆，需停车取无源射频IC卡，刷卡后方可进入停车场。

无线信号收发模块很多，本系统采用NRF905，NRF905无线信号收发模块应用于中远距离遥控、无线数传、无线通讯、无线收发等领域中，具有体积小、通信距离远、灵敏度高、价格低、抗干扰性强等特点，模块接口电路如下：

图3 NRF905无线收发模块

4 车位查询及预退订模块设计

停车场信息查询与车位预退订系统电路是采用西门子公司生产的TC35I GSM模块，该模块集射频电路和基带于一体，向用户提供标准的AT命令接口，为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输。TC35I模块按功能划分，主要由6部分组成：GSM基带处理器、GSM射频部分、电源ASIC（Application Specific Integrated Circuit）、Flash、ZIF连接器、天线接口组成。GSM基带处理器是整个模块的核心，主要处理GSM终端内的语音、数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中所有的模拟和数字功能，在不需要额外硬件电路的前提下，可支持FR、HR和EFR语音信道编码。模块的工作电压为3.3——5.5V，可以工作在900MHz和1800MHz两个频段。

TC35i模块的正常运行需要相应的外围电路与其配合，该模块共有40个引脚，通过ZIF连接器分别与电源电路、启动关机电路、数据通信电路、语音通信电路、SIM卡电路、指示灯等电路连接。系统处理器通过串口发送AT指令给TC35I，实现短信收发等基本通信功能。

5 系统软件主程序流程图

6 结束语

本系统的创新点主要是应用了GSM模块能够实现短信查询及预退订功能，并且采用了无线收发模块识别会员车辆，既降低了功耗和成本，也大大减少了有源射频IC带来的辐射。同样，采用超声波传感器检测车位是否有车，比传统停车场采用涡流传感器,不但安装容易，而且成本低，辐射危害小。

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