基于STM32的停车场车牌识别系统

毕 得，刘志君，杨成龙

(辽宁科技学院 电气与信息工程学院，辽宁 本溪 117004)

1 系统概述

目前,国内公共停车场的进出口普遍选取采用带有智能卡机和读卡机的计费管理方式,其繁琐的计费步骤容易导致入口车辆正常驶出出口速度较慢,出口容易阻塞,甚至可能会直接堵塞周围的公共交通运输干线。

文章提出一种基于STM32微处理器为核心,基于大型地面车辆感应软件检测模块和测试实现大型车辆感应检测的设计方案。该方案使用OV7670摄像传感器模块采集图像信息，MCU对采集的图像信息做处理，然后将车牌信息和进入停车场的时间导入数据库。本设计采用基于芯片卡对车辆进行图像视频采集；使用STM32处理器实现停车场开门的控制，并可以实现车辆对门的实时控制以及与车辆上位机以及软件控制系统的实时通讯(如图1所示)。

图1 停车场管理框图

2 硬件电路设计

本系统的硬件部分采用STM32F103为主控芯片，将摄像头模块和按键模块输入的数据进行处理，再由液晶显示屏显示。

2.1 STM32F103模块

STM32F103单片机是STM32F101的增强型，是32位MCU中性价比最高的一款[1]。它不但具有出众的控制和通讯功能，而且在低功耗场合的应用十分广泛。图2为STM32F103引脚图，该单片机有四个输入输出口，为提高精度，需要外接晶振电路，片上集成32 k至128 k的高速闪存。

图2 STM32F103引脚图

2.2 OV7670摄像头模块

OV7670是一种典型低功耗的传感器，因其具有体积小、工作电压低等特性，被广泛应用在各种摄像设备和机器上,其工作温度范围为-30 ℃～70 ℃[2],工作电压大约为3 V，是一种典型低功耗的摄像传感器模块，休眠时的功耗一般小于20 μA。图3是摄像传感器模块集成电路的结构图和通信连接。

图3 OV7670摄像头模块引脚图

2.3 按键模块

按键微动开关扫描控制电路检测的最基本原理是对单片机中高低电平的信号进行检测[3]。由于单片机按键按下时受外部条件等因素影响，会使单片机产生较大的误差，我们需要及时进行单片机软件“消抖”的处理,这样可以避免误触发，保证软件的正常工作。本次设计的开关按键一端连接地，另一端连接单片机的PA15引脚，如图4所示。

图4 按键控制电路图

2.4 TFT(Thin Film Transistor)液晶显示电路

TFT液晶显示屏不仅可以直接显示屏幕上的数字,甚至可以直接显示屏幕上的符号,字母和彩色图像。其引脚连接图如图5所示。

图5 TFT液晶屏引脚图

3 软件设计

本系统检测原理是通过地感线圈的检测，触发车辆检测信号，主控模块向计算机发出采集图像的信号[4]。车辆检测系统采用STM32固件库编程。系统通过单片机外部中断来检测地感信号，当地感检测信号被系统抓取后，通过串口通信，发送信息给pc端。车辆图像采集系统中，.NET 4.5提供了对串口通信支持的SerialPort类[5]。而上位机则通过使用SerialPort类中的DataReceived事件接收核心控制器发送的图像采集指令。

本设计在已有的车牌识别技术的基础上，创新性的把车牌识别类创建其中，并实现了对车牌识别类中直接调用动态链接库。

需要在车牌识别类中设置识别参数，参数的设置是根据接口特性来调整的。主要包含三个结构：识别区域结构，车牌配置结构，识别结果结构。

(1)识别区域结构包含四个整型变量：int左侧，int顶部，int右侧和int底部。分别代表识别区域的左上边界和右下边界。

(2)初始化车牌识别配置的结构是一个用于处理器初始化车牌识别的算法模块，使用时需配置所需变量信息。

(3)通过存储和再访问的形式，可以使用户实现对车牌信息的识别和获取，如图6所示。

图6 车牌识别流程图

4 结语

在对系统焊接测试之后，就要对系统功能以及软件进行调试。首先接通电源，等待TFT液晶屏初始化，屏幕显示“SYSTEM INIT”，表明液晶显示正常，接下来对各个模块的传感器进行功能测试。当CH340通信模块调试好之后，进入主页面，液晶屏上实时显示当前摄像头检测到的图像，切换不同的场景，显示屏的图像也随着变换。在电脑端串口打开之后，通过和单片机进行连接，实现在电脑中实时看到监控内容，若通过USB接口连接到电脑，还可以通过实时监测摄像内容(如图7所示)。该系统具有电路简单、识别率高、识别速度快等优点，可以进一步推广使用。

图7 车牌的读取显示