智能立体停车系统研究与设计

桂林电子科技大学信息科技学院 高 闯 刘 高 党新宇

智能立体停车系统研究与设计

桂林电子科技大学信息科技学院 高 闯 刘 高 党新宇

本文介绍了基于AT89S52单片机的智能立体停车系统设计原理，主要硬件设计及软件设计等。该系统采用AT89S52单片机为控制器，液晶显示模块采用12864B，对需要停放车辆进行平稳可靠合理的存放，从而缓解城市拥挤问题等。

AT89S52；立体停车系统；步进电机

0 引言

随着我国经济不断快速发展以及汽车工业的迅速发展，我国的汽车保有量急剧增加，特别是大城市的机动车拥有量的增长速度远远超过停车基础设施的增长速度，停车难的问题显得尤为突出。加上我国社会水平的不断提高以及人们时间观念的提高，人们对停车场的要求也越来越高，因此解决这些社会矛盾也尤为迫切。智能立体停车系统的建立可以缓解存 (或取)车的时间长、以及停车收费高等问题。所以建立智能立体停车系统可以实现人与车、车库与城市空间之间的和谐，解决停车难的问题，改善环境和资源的合理利用问题。

1 系统设计总体方案

智能立体停车系统是目前研究的热门系统，可以在设计者设定的环境里安全运行，只需要少量的人员进行控制，主要应用于拥堵的城市、开放的小区、以及商业百货大楼。目前，智能立体停车系统的设计方案有很多种，有的采用基于PLC为主控制器设计立体停车系统，但价格昂贵；有的采用以单片机为主控制器，价格低廉、方便灵活。本文设计的智能立体停车系统采用AT89S52单片机为主控制器，采用红外对射光电传感器精准运送车辆到指定车位，两个丝杆构成主框架，通过系统各模块之间的协调工作，实现平稳顺利的存取车辆。

2 硬件电路设计

整个系统分为单片机主控模块、传感器模块、电机驱动模块、电源模块与显示模块。系统框图如图1所示。

图1 系统框图

图2 单片机I/O接口

2.1 单片机主控系统

AT89S52是美国ATMEL公司生产的一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。图2为单片机I/O口的硬件接口。

2.2 传感器系统

红外对射光电传感器为LM393对射式红外头，该传感器信号干净，不需要外加硬件强化信号，驱动能力强。通过该传感器和框架配备的遮挡板进行车位的精确选定。红外对射光电传感器工作电压直流5V、输出有效信号为低电平有效，当检测到遮挡板时引起输出端电平变化，再由单片机处理信号来控制电机的转动。

2.3 电机驱动系统

本系统采用一款专业的两相步进电机驱动，可实现正反转控制，通过3位拨码开关选择7档细分控制(1,2/A,2/B,4,8,16,32,)，通过3位拨码开关选 择8 档电流控制（0.5A ，1A，1.5A，2A，2.5A，.8A,3.0A,3.5A）。适合驱动57、42 型两 相、四相混合 式步进电机。能达到低振动、小噪声、高速度的效果驱动电机。该驱动器工作电压为DC9-40V，工作温度-10～45℃，存放温度-40℃～70℃。

图3 主程序流程图

2.4 电源系统

此系统设计了5V和12V两种输出电压，分别给AT89S52单片机和TB6600电机驱动器供电，这样使得整个系统更加稳定。

2.5 显示系统

显示模块采用的是液晶显示模块12864B，需要的工作电压为5V，采用串口通信节约了端口的使用，只需要单片机的三个端口就可以达到预期效果。

3 软件设计

系统软件程序在Keil3版本的环境下采用C语言进行集成开发。软件程序采用模块化设计主要由主程序、延时子程序、显示子程序、电机驱动子程序、中断子程序五大模块部分组成。整个软件程序的流程图如图3所示。

在本程序中，刚开始先给所有子程序初始化，选择需要停靠的车位，车库内装有两个丝杆，丝杆上安装了红外对射光电传感器，精确的运送在车板到达车位前，再由载车板上的传感器把车子停到相应的车位里面，紧接着载车板回到最初的位置，从而顺利的完成整个存车的动作。取车动作先选择取车的车位号，然后取车的动作和存车动作一样，完成相应的取车流程。

4 系统调试

首先，先把硬件做好便于调试软件程序，接着写电机驱动子程序先让步进电机跑起来，然后加传感器实现传感器计数功能并确认车位的位置，接着把已有的程序和显示程序结合起来。此次调试过程中遇到最大的困难是，传感器因为有杂波的干扰，所以计数并不准确，为了使传感器精确计数，采用定时器解决，只要传感器检测到低电平，则在定时器时间内不允许有第二次的检测。最后一个难题是解决了主程序运行的同时中断子程序也在同时运行。

5 总结

本设计采用AT89S52单片机位控制器，可靠性高，成本低。车库框架采用立体空间结构，容量大，停车平稳安全，显示界面简单易懂，操作简单，系统性价比高。加上红外对射光电传感器的应用，更加提高了停车取车的准确性。

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