谭科华 蒋津

摘 要：随着汽车数量的激增，停车位越来越紧张，那么对车位的有效与智能管理就尤为重要。它主要研究智能车位锁的设计，采用STC89C52RC作为控制核心，实现主从机控制系统，主机安装在车位锁内部，从机安装在汽车内部，蓝牙无线通信，控制升降杆升起与降落，语音提示，通过超声波检测车位前方是否有其他车辆停放，并发出语音提示一方面避免撞车，另一方面也避免其他车辆挡在车位外面，主从机未连接时，主机处于低功耗待机状态，电池使用时间更持久，适用性较强。

关键词：STC89C52RC；智能车位锁；无线通信；语音提示

中图分类号：U491.7 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）23-0089-03

Abstract： With the rapid increase in the number of cars， parking spaces are becoming more and more tense， so the effective and intelligent management of parking spaces is particularly important. It mainly studies the design of intelligent parking lock. STC89C52RC is used as the control core to realize the master-slave control system. The master is installed inside the parking lock， the slave is installed inside the car， Bluetooth wireless communication is used to control the rise and fall of the lifting rod. Voice prompt， ultrasonic detection of whether there are other vehicles parked in front of the car， and issued voice warning to avoid collision on the one hand； on the other hand， to prevent other vehicles from blocking outside the parking space， when the master-slave machine is not connected. The host computer is in the standby state of low power consumption， the battery life is longer and the applicability is stronger.

Keywords： STC89C52RC； intelligent parking space lock； wireless communication； voice prompt

引言

該项目应用于车位的智能管理，该系统由控制系统与受控系统组成，控制系统安装在汽车内部，受控系统安装在车位锁里面，当汽车靠近车位时，蓝牙无线通信自动连接，控制舵机转动，车位锁打开，并且蜂鸣器语音提示车主可以安全停车，车主离开后，车位锁自动关闭，同时也提示挡在车位外面的车辆，不仅解决了下车和按按钮的麻烦，还能避免其他车辆挡住车位，给用户方便、舒适、放心的体验。同时，受控系统可安装干电池和蓄电池两种电源，两种电源可自动切换，也可以只安装一种电源，供电方式多样。

1 系统设计

系统由车位锁遥控器与车位锁受控端组成，车位锁遥控器由显示电路、按键电路、蓝牙电路和单片机最小系统组成，遥控器总体设计电路如图1所示。车位锁受控端由太阳能充电电路、电源切换电路、蜂鸣器驱动电路、舵机驱动电路、蓝牙驱动电路、超声波电路和单片机最小系统组成，受控端总体设计电路如图2所示。当汽车靠近车位时，车上的控制系统会与地上的车位锁通过蓝牙自动连接，发送配对密码信息，配对成功车位锁自动打开并且会有语音提示车主可以安全停车，车主离开后，车位锁自动关闭，同时也提示挡在车位外面的车辆。

1.1 单片机最小系统

受控系统与控制系统都需要单片机最小系统，它由单片机、晶振电路、复位电路、按键电路、下载电路组成。晶振电路为单片机工作提供时钟信号；复位电路用于对单片机进行复位；下载电路采用串口下载方式，通过单片机P3.0、P3.1端口、利用CH340进行下载。

1.2 蓝牙电路

车位锁遥控器和车位锁受控端都使用了蓝牙模块HC-05，它的数据传输方式是串口传输数据，单片机的引脚P3.0接蓝牙模块的TXD引脚，单片机的P3.1连接蓝牙模块的RXD引脚，蓝牙模块的STATUS引脚连接单片机的P1.4引脚，VCC和GND连接好，就能进行数据收发。

1.3 遥控器显示电路和矩阵按键

本设计显示提示信息和密码信息，使用LCD1602是字符型液晶显示屏，它最多能显示32个字符数据，它的工作电压在4.5V到5.5V，最好的工作电压在5V。遥控器使用矩阵按键。

1.4 受控端供电处理电路

多个器件共同工作，会导致电源电压不稳，同时在打开或关闭电源的时候防止电压突然增大给电路的芯片造成损害，设计电源输入处理电路。Futaba S3010舵机是整个系统设计的核心部分，它是车位锁开锁与关锁的动力部分，需要有足够的扭力，将车位锁的转轴转动，达到开锁与关锁的目的。设计舵机的专门供电驱动电路，就是解决这个问题。舵机有三条线，分别是黑线（GND），红线（VCC），白色（控制线），白色线接单片机输出引脚P1.2，单片机输出1KHz方波控制舵机转动。

1.5 受控端超声波电路和蜂鸣器电路

超声波用于测量距离，当有车辆靠近车位锁或是车位时，在一定范围的距离才会检测到，当没有车靠近时，就不检测。它是利用声音在空气中的传播，遇到障碍物后会返回，从而测出距离。蜂鸣器模块用于报警功能和提示作用，其自带震荡源，设计一个三极管开关电路，驱动蜂鸣器。

1.6 受控端存储模块

使用AT24C02存储芯片，它支持I2C总线数据传送协议的，主器件是STC89C52RC单片机，从器件是AT24C02，器件地址输入端是引脚E0、E1、E2，AT24C02器件的引脚7接地，表示该器件可以进行读写操作，SCL和SDA位IIC总线引脚，他们需要一个10K的电阻拉高电平，保证一上电都处于高电平，IIC空闲状态。

2 控制方法

控制芯片为STC89C52RC，主要实现三个功能，其一为蓝牙未连接，超声波自动检测一定范围的空间是否有物体靠近，从而发出报警提示信号，避免有汽车挡在车位外面，同时避免汽车撞倒车位锁和车位里面的汽车；其二为蓝牙接收控制信号去控制舵机转动从而开锁关锁；其三为车位锁修改软件密码，通过遥控器矩阵按键输入密码，修改软件密码，一旦修改成功，密碼保存到受控端和遥控端的存储芯片里，每次连接都会去读一次密码。

3 程序设计流程图

软件分为遥控器软件和受控端软件，遥控器软件分为定时器模块、串口通信模块、液晶显示模块、按键模块；受控端软件较为复杂，分为定时器模块、串口通信模块、超声波模块、蜂鸣器模块、pwm模块。遥控器和受控端整体软件设计流程图如图3和图4。遥控器涉及数据发送模块和接收模块，实现数据的连续发送和接受，以达到控制受控端的目的，无线发送模块蓝牙使用IIC总线传输数据。受控端要设计专门的接收数据和发送数据的模块，保证受控信息的接收和反馈信息给遥控器。

4 结束语

本次的设计为一种专用智能车位锁的设计。整体方案使用了蓝牙模块进行无线通信，传输控制信号。通过蓝牙的硬件密码和程序设计的6位软件密码进行匹配，保证一个遥控器匹配一个车位锁，不受其他蓝牙的影响。整体设计较为合理，制作成品能满足项目要求，误判率几乎为零，成品已经过长时间运行，运行过程稳定。在本次项目中对于基本的电路设计与分析也有较好的掌握，对于STC89C52RC单片机能够熟练的掌握与运用。

参考文献：

[1]金纯，林今朝，万宝红.蓝牙协议及其源代码分析[M].北京：国防工业出版社，2006.

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