居民区汽车自动地锁系统设计

赵立辉

摘 要：本文以基于发射器/接收器的居民区汽车自动地锁系统为核心，首先指出了居民区汽车自动地锁系统需要解决的关键技术并给出了解决方法，然后分别从硬件电路和软件两个方面进行了设计，把两者综合在一起构成了一个居民区汽车自动地锁系统。最后说明了使用效果及发现的问题，明确了进一步改进和完善的方向。

关键词：汽车自动地锁

1.问题的提出

随着人们生活水平的提高，拥有汽车的家庭越来越多，带来的突出问题是大多数居民区的车位都很紧张。老居民区在建房时根本就没有考虑停放汽车的问题；新居民区虽然一般都有地下车库，但是随着居民汽车保有量的逐年增加，停车难的问题同样存在。有些居民区车位的每平方米单价甚至超过了当地的每平方米房价。现今大多数居民區都采用了出租车位和出售车位两种方法，在车位上安装地锁，以便使自己的爱车能有一个栖身之地。但是地锁一般采用人工操作的方式打开和关闭，居民需要在驶入车位前下车开锁才能停车，汽车驶出车位后需要下车闭锁，非常不便。如果做到在不停车的情况下能够自动控制地锁的打开和关闭就好了。

本文以基于发射器/接收器的居民区汽车自动地锁系统为核心，首先指出了居民区汽车自动地锁系统需要解决的关键技术并给出了解决方法，然后分别从硬件电路和软件两个方面进行了设计，把两者综合在一起构成了一个居民区汽车自动地锁系统。最后说明了使用效果及发现的问题，明确了进一步改进和完善的方向。

2.居民区汽车自动地锁系统需要解决的关键技术及解决方法

2.1 需要解决的关键技术

1） 如何自动匹配汽车和车位？

2） 匹配汽车和车位成功后，如何自动控制地锁的打开和关闭？

2.2 解决方法

方案一、基于ETC技术的居民区汽车自动地锁系统

ETC是Electronic Toll Collection 的缩写，中文含义为电子不停车收费系统。是指汽车在通过收费站时，通过车载设备实现汽车自动识别，记录汽车进入公路入口信息并在汽车驶离公路时在出口自动从预先绑定的IC卡或银行帐户上扣除相应费用。目前大多数高速公路、桥梁、隧道、停车场都设置了基于ETC技术的汽车电子收费系统。这个系统的优点是过往汽车通过道口时无须停车即能够实现汽车身份自动识别、自动收费，提高了出入口汽车通行效率，实现了无人值守、免取卡、不停车和快速通过。

方案一正是基于ETC技术来实现汽车和车位自动匹配、地锁自动打开和关闭。优点是ETC技术已经相当成熟，拿来使用就可以；缺点是要为汽车配备车载设备，增加了车主的负担，部分车主拒绝配备车载设备。专门为一个车位配备一套ETC系统成本太高，所以，尽管该方案简单可行，但不适合在居民区使用。

方案二、基于发射器/接收器的汽车自动地锁系统

该方案的出发点充分利用发射器/接收器的低成本优势，增加小部分设备就可以使车主方便地使用汽车自动地锁系统。该方案的工作原理类似于电视的遥控器（对应发射器）和电视内部的信号接收器。

1） 在汽车前后各安装一个信号发射器，在汽车驶入或驶出车位时向车位地锁发出车牌号或车钥匙号。在汽车上增加一个存储器存放车牌号或车钥匙号保证车位和汽车对应关系的唯一性。

2） 在车位地锁上增加一个存储器和信号接收器。存储器中存放车牌号或车钥匙号信号；接收器接收来自汽车的信号，自动匹配后控制地锁的打开和关闭。

3.居民区汽车自动地锁系统硬件电路设计

根据居民区汽车自动地锁系统设计需要解决的关键技术及解决方法，设计出硬件电路框图，见图1。

4.居民区汽车自动地锁系统软件设计

根据居民区汽车自动地锁系统设计需要解决的关键技术及解决方法，设计出软件流程图，见图2。

5.居民区汽车自动地锁系统的使用效果及发现的问题

居民区汽车自动地锁系统在某居民区试用，效果良好，达到了设计要求。在调试过程中发现的问题是：

1） 在驶入车位时容易检测到信号，因为此时地锁是直立的；而当汽车驶出车位时不容易检测到信号，因为此时地锁是平躺的。解决的方法是在发射器部分增加一个小电机，使发射器可以在90度范围内旋转。

2） 接收器部分的电池一般可使用大约一年左右的时间，需要定期更换。可以考虑在车位下铺设电源系统为所有车位的接收器供电，这样可省去更换电池的麻烦；发射器部分电源由汽车提供。

3） 接收器部分要做好防水处理。

4） 改进关闭地锁机械控制部分，加一个牵引弹簧只在关闭地锁时起作用，使地锁缓慢关闭而保护汽车。

6.结语

本系统充分利用发射器/接收器的低成本优势，增加小部分设备就可以使车主方便地使用汽车自动地锁系统。没有太多地增加居民负担，解决了居民区车位地锁的自动控制问题，受到了居民的欢迎。

参考文献

[1] 胡杰.51单片机C语言应用于开发.北京航空航天大学出版社 [M].北京：2010.

[2] 徐爱钧.单片机原理与应用——基于Proteus虚拟仿真技术.机械工业出版社 [M].北京：2010.