基于单片机的车辆出入库监控系统设计

1、基于单片机的车辆出入库监控系统设计本设计通过采用光电传感器检测车辆出入库信号，使用单片机AT89C52控 制，实现车辆出入的统计并采用led显示。车辆在外出或进入时经过两个传感器 可以使车辆显示数字加1,车辆进入或外出时经过两个传感器可以使两个计数器 显示数字减1,但当外出时车辆只经过一个传感器时不计数。为了能够更加准确 无误的进行计数，无论单个车辆怎样的往返运动，都不会出现误计数和产生漏计 数，而且在有没有人通过光传感器时不会耽误进行计数。为了有效的节省对单片 机i/0 口的计数以及采用数码管驱动，采用了先进的hd7279键盘显示芯片。单片 机采用了循环扫描的工作方式。最后系统采用led传感

2、器来做显示，能够准确的 显示进出车库内所有车辆的距离和实际传感器数量。为了有效的防止意外导致计 数系统发生错误，本计数系统采用反复程序校验，来提高系统的可靠性。首先， 注意控制两个传感器之间的距离，用程序的验证来判断进出一个车库的是否是一 个车辆，当有没有人通过传感器时不需要进行计数;其次，采用了逻辑互锁的方 式，启动加计数则系统需要及时的锁定减计数，产生加计数脉冲时则要锁定减计 数的脉冲，如此以保证了系统的可靠性;最后，及时的对车辆进行了复位计数处 理，以免导致单个车辆在人通过光传感器附近的作业或往返运动时出现错误进行 计数。第1章绪论1.1 课题研究的背景及意义随着我国经济的社会持续健康发

3、展和我国人民的生活质量和水平的不断改 善和提高，带动了我国汽车零部件工业的繁荣和蓬勃发展，使得国内外的汽车制 造企业数量不断的增加，从而直接导致公共场所的车辆流动量迅猛的增长，这对 于停车位的使用需求和对车辆的安全停放和车辆的管理要求提出了更高的技术 要求，然而在这寸土寸金的现代化城市中建设大量的地上或地下的平面公共停车 场乂是不太现实的。因此，建设一个智能化的停车库已经成为了当前最优之选， 智能化的公共停车库与其他传统的公共停车场设施相比，既同样可以有效提高城 市车辆正常停放的管理效率，也同样可以有效提高整个城市的公共空间的利用 率，同时还要做到可以有效缓解上班高峰期时停车慢的交通拥堵问题。

4、大部分传统停车场的管理相对落后，自动化水平低，管理不规范，还存在着 较大的缺陷和漏洞。当前停车库管理中主要存在的问题包括以下两个方面：(1)自动化水平低。停车场大多采用人工处理，工作人员完成车辆出入库的 数据采集，填写票据，储存记录。加上工作人员长期工作模式单一，思想僵化， 注意力不集中就很容易出现填写票据错误，从而带来不必要的麻烦。(2)效率低。在车辆出入库的高峰期间，工作人员大量手工地填写相关票据, 处理的效率极低。为及时地了解出入库的情况，需要对停车场相关的数据资料进 行分析统计，由于停车场的工作量和数据量较大，统计数据的形成和发布时间相 对滞后，无法及时了解需要对停车场的情况提供实时的

5、相关统计数据资料。基于停车场上述的缺陷，本课题就停车场的自动化管理、监控系统进行改善, 争取提高停车场的停放效率。本文是以单片机为主的车辆出入库系统设计，基于单片机的高速发展，故可 以建立一个基于单片机的车辆出入库系统来管理停车库，实现对车辆出入库的控 制，数据采集和出入库查询的实时和自动化。采用光电传感控制技术进行了车辆 出入库的检测，采用led来实时显示车库空间是否满。同时使用两个激光对射器 来实时监控入库车辆的进出并准确地完成计数工作。此设计对于停车的效率，高 峰期的停车效率具有十分重要的技术指导意义。71.2 国内外研究现状1.2.1 国外研究现状国外众多国家在汽车社会来临之际，就已经

6、开始关注停车问题，与城市 建筑同步考虑停车场的规划建设，缓解汽车保有量增长与停车位之间的矛 盾。美国、日本等发达国家，在停车场规划建设中呈现以下几个方面特点：政府高度重视了社区停车场的规划建设。无论您您是各级地方政府公共 服务管理机构，还是大型家庭旅馆和小商店，无论是大型公共出租车和公寓, 还是其他大型休闲健身娱乐场所，都在此附建了配有完善的公共停车场。(1)多元化、多模式投融资机制。发达国家和发达城市普遍鼓励民间资 本投资兴建停车场，并给于税收优惠等政策扶持。(2)科学地规划了停车场的布局，与市中心动态公共交通系统紧密结合。 最为典型的就是城市郊区驻车换乘公共交通系统，已经发展成为我国城市停

7、 车场发展战略的重要组成部分：其主要内容就是在城市郊区作为私人公共交 通和市中心公共交通的重要分界点，建设超大型的私人停车场，郊区居民甚 至可以直接开车步行到各个换乘站，然后通过驻车换乘各种私人公共交通快 速地进入市区上班或外出办事。(3)停车场的设计和管理重点是提高技术化和管理的信息化。停车场注 重设计采用先进的高新技术和现代的信息化管理手段，以最大程度地提高和 管理停车场的效率是发达国家或发达地区和城市的停车场设计管理的主要 技术和经验。1.2.2 国内研究现状目前现在我国公共经营停车场的规划建设发展正处于快速健康发展的 关键时期阶段，专用和公共经营停车位的停放数量有差距合理的公共专用 停

8、车位与普通车辆专用停放面积比率的总体要求仍然相差甚远，停车难到 处都肉眼可见。以下主要是2016年我国公共车辆停车场的技术建设发展情 况和各个行业的主要技术发展趋势特征：(1)停车场建设滞后。目前我国特别是许多老的住宅小区基本没有规 划停车场，由此造成小区道路占路、占绿地乱停车。许多新建住宅小区由 于估计不足，刚建成就出现车位严重短缺的现象。(2)停车需求迅速增大。2019年全国新注册登记的机动车3214万辆, 机动车保有量累计达3.48亿辆，其中新注册登记的汽车2578万辆，汽车 保有量累计达2.6亿辆，与2018年底的保有量相比，增加2122万辆，增 长8. 83%;机动车的驾驶人保有量已

9、达4. 35亿多万人，其中纯电动汽车法定 驾驶人3. 97亿多万人。随着近年我国的城市化建设进程的加快，汽车产业 也得到了加速的发展，汽车驾驶人保有量的提升，进一步满足和促进了对 我国城市停车场一体化建设的巨大发展需求。(3)停车乱收费的现象严重。一方面是停车难，另一方面却出现了停 车乱收费的现象。目前，在很多城市和地区的交通中都会经常出现一些地 方有人将某一公共用地或者是道路边的用地划为已有的这种情况。这样 的车辆一旦停下来，马上就可能会有人直接冲过来撕票收费，甚至根本没 有发放票据。那些没有给车辆发放票据的车辆和地方，往往最后还是再次 被交警部门认为不可以允许得车的.许多人在不知情的这种情

10、况下，不仅白 白给他们交了一笔所谓的车辆保管费，还要再次面临交警管理部门开出的 违停罚单。1.3 论文的主要研究内容本文研究的重点是将单片机技术与光电传感技术相结合，利用单片机、光电 传感器方面的知识，构建单片机的车辆出入库管理系统，解决停车场建设行业自 动化水平低、效率低和车库环境监测不准确等问题。技术路线如图1.1所示图1-1技术路线图主要研究内容；(1)单片机的车辆出入库管理系统的构建。分析车辆出入库过程中存在的问题， 构建车辆出入库实时状态监控的模型，主要包括入库、出库两部分。(2)设计光电传感技术的车辆出入库检测系统的实时状态监控方案。通过建立的 流程模型，分析车辆出入库的实时状态监

11、控所需的设备配置。(3)设计数据采集电路对车库环境温湿度等参数进行检测。第2章 方案论证及比较2.1 单片机的选择与比较方案一：PIC系列单片机picpu系列单片机cpu系列采用了 rise的结构，分别每一系列有33、35、58 条执行指令(视每个单片机的处理器级别而定)，属精简指令集。而51系列单片 机只有111条执行指令，avr单片机系列有118条执行指令，都比前者复杂。采 用了 arharyard双总线的结构，运行速度快(每一条指令的运行周期约160200ns), 它的特点能够有效地使单片机对程序存储器的数据访问和程序数据存储器的数 据访问并行处理，这种执行指令采用流水线结构，在一个运行

12、周期内需要完成两 部分的工作，一是执行指令，二是从程序数据存储器中读取出下一条执行指令， 这样总的看来每条执行指令都只需一个运行周期(个别处理器除外)，这也是高效 率连续运行的重要原因之一。此外，它还特别具有低工作电压、低工作功耗、驱 动能力强等特点。pic系列单片机的i/o 口输入电路是双向的，其输出电路为emos通过互补电 路推挽而成的输出电路。i/。脚增加了一个用于自动设置同为电路输入或输出高 阻状态的方向寄存器，从而很好地解决了 51系列i/。脚为处于这种高电平时同为 电路输入和输出的高阻状态。当该脚置位1时为低电平或输入低阻状态，且不管 该脚为何呈于这种高电平或处于这种低电平，对外均

13、保持呈高阻输出状态;置位0 时为输出高阻状态，不管该脚为何处于这种高低电平，均保持呈低阻输出状态， 有相当的同为电路驱动和控制能力，低电平吸人输入电流最大可达25ma,高电 平输出吸收电流最大可达20ma。但是相对于51系列而言，这是一个很大的性能 优点，它的输出可以直接使用驱动数码管进行显示且外部操作电路简单。它的输 出a/d为10位，能够很好地满足显示精度的要求。它还具有实时在线的调试及 编程功能。该系列单片机的每个专用寄存器)并不是像51系列那样都是集中在一个固定 的存储体地址区间内(80fih),而是单一地分散在四个相对应的地址区间内，即 存储体 O(bankO:OO-7fh)、存储体

14、 l(bankl:80-ffh)> 存储体 2(bank2:100-17fh)、存储 体3(bank3:180-lffh)。只有5个单片机的专用状态寄存器pel、status> fsr> pclath、 intcon在4个相对应的存储体内同时地出现。在单片机编程的过程中，少不了要 与单片机专用的寄存器打交道，得反复地在其中选择一个相对应的专用存储体， 也就是即对单片机的状态寄存器status的第6位(rpl)和第5位(rp。)进行置位或清 零。这多少也给单片机的编程带来了一些麻烦。方案二:51系列单片机51系列的最大优点之一最重要的一点是它从内部的再到处理器上从硬件上 再到外

15、部处理软件都是拥有一套完整的布尔按位运算处理软件操作系统，称作布 尔嵌入式按位运算处理器，或布尔处理器。它的每个按位不是处理公式运算中的 对象也并不是一个大的数字或者小字节而是位。它不光仅仅需要能对片内某些特 殊的按位功能信号寄存器的某位输入信号数据进行简单的逻辑处理，如进行信号 位的传送、置位、清零、测试等，还常常需要软件能够方便地对其进行位的逻辑 运算，其中的按位信号处理器的功能十分完备，使用时也能看起来得心应手。虽 然其他不同种类的数字嵌入式单片机也同样能够具有位移和逻辑信号处理的主 要功能，但是这种能够方便地对其进行位逻辑运算的数字电机器件实属少见。51系列在片内的ram地址单元区间还

16、特别地开辟了一个双重字节处理功能 的地址单元区间，十六个字节，单元地址20h2fh,它既可作字节单元处理，也 同时可作位字节处理，使用极为灵活。这一字节处理功能无疑给程序使用者的操 作提供了极大的方便，因为一个较复杂的应用程序在其运行的过程中会同时遇到 很多的分支，因而在运行时需要对分支建立很多的标志位，在其运行的过程中， 需要对与位操作有关的分支和标志位进行相应的置位、清零或检测，以更好地确 定应用程序的运行速度和方向。而如果要实施这一字节处理，只需用一条位操作 的指令来执行即可。51系列的另一个重要优点是乘法和八位除法的指令，这给单片机的编程也 是带来了便利。八位乘法除以八位的除法指令，商

17、为八位，精度嫌不够，用得不 多。而八位乘八位的乘法指令，其积为十六位，精度还是能完全满足要求的，m 的较多。比如作八位乘法时，只需一条简单的指令执行即可。很多的八位乘法单 片机都不需要具备八位乘法的功能，作八位乘法时还得使用编上一段子的程序进 行调用，十分不便。方案三:AVR单片机avr单片机其显著的优势和特点在于其为高性能、高速度、低功耗。它完全 取消了机器的时钟周期，以机器时钟的周期为单片机指令的周期，实行了流水线 的作业。avr单片机的指令以固定的数字单位作为周期计算单位，且大部分的指 令都可以作为单独的周期指令。而单周期既指令可以同时执行本周期指令的功 能，同时可以完成下一条周期指令的

18、执行和读取。通用寄存器一共32个（ro-r31）, 前16个的函数寄存器（rt）rl5）都不能直接与立即数寄存器打交道，因而其通用性 能将会有所明显下降。而在51寄存器系列中，它所有的通用寄存器（地址00-7fh） 均已经可以直接与立即数寄存器打交道，显然后者要远远优于前者。avr在51系列中并没有类似数据指针累加器对a的数据指针结构，它主要的 特点就是通过rl6r31寄存器的结构来直接实现对a的数据指针功能。在所有的 avr中，没有寄存器能像51系列的数据那样用指针组成dptr,而是由一个x（由r26、 r27组成）、y（由r28、.r29组成）、z（由r30、r31组成）三个16位的整数寄

19、存器结 构来直接完成对数据指针的累加器功能（相当于一个有三组的dptr）,而且还是尽 可能以先操作后增量或先减量等的方式运行。在51系列中，所有的逻辑运算都必须在对于r和a的a中两个寄存器之间 进行;而对于r和a的avr却同样使它可以直接进行在任两个新的逻辑运算寄存器 之间反复进行，省去了在其中r和r和a两个寄存器之间中的反复来回两个逻辑 运算折腾，这些都基本上可以比51系列强。5avr的片内专用寄存器地址空间集中在这些片内$00$3f地址的区间，无需 进行像使用pic那样得先进行选存储体的过程，使用时看起来比pic方便。avr 的片内ram和ram的片内地址数据存储区间分别为$0060$00

20、1心190$23131）和 $0060$025f（at90s8515、at90s8535）,它们占用的空间是这些片内数据存储空间的 最后一个地址，这些片内的ram仅仅最初就是简单地用来存储这些片内数据的， 通常不需要具备通用寄存器的结构和功能。当寄存器程序复杂时，通用寄存器的 地址从r0 一 r31就显得不够简单和实用;而51系列的通用寄存器地址个数多达 128个（为这些片内avr的4倍），编程时就不会让人有这种复杂的感觉。avr的高吸入电压水平i/o脚特点类似于它的pic,它也是同时具有一个用来 分别用于控制吸进输入或输出低电平吸入输出的两个不同方向上的寄存器，在一 个高电平吸进输出的吸入状

21、态下，高电平吸入输出的需要吸入控制电流在10ma 左右，低电平吸入输出需要吸入的控制电流20ma。虽然整机性能有点不如别的 pic,但比51系列强。综合以上三种方案，选择方案二。2.2 单片机的影响因素及改善方法单片机应用过程中，由于机械设备的影响，使得整个设备在应用过程中，存 在着很多的干扰因素，这些干扰因素的存在，严重影响力单片机应用水平，要想 提升单片机应用质量，就必须将影响单片机应用的抗干扰因素排除，这样才能保 障在排除相应影响因素实施中，有效地为单片机的应用质量提升奠定基础。文章 针对论单片机应用中的抗干扰技术与方法研究，其意义在于按照单片机应用中的 干扰因素出现方式，将影响的抗干扰

22、技术和抗干扰方法明确，保障在相应技术和 方法实施中，能够有效地为单片机的应用质量提升奠定基础，实现单片机应用和 发展的多向性实践。首先，在单片机应用过程中，由于电脑控制因素的存在会影响单片机控制效 果，为了提升单片机应用质量，应该及时地将单片机应用中的干扰因素做出调整, 从而实现单片机应用的效果提升。其次，在单片机应用中，由于系统供电影响， 也会出现单片机的应用干扰。当系统供电与单片机应用之间的质量差异存在时.， 为了提升整体的系统应用水平，应该将系统供电体系作出调整，以此满足系统供 电需求，减少干扰因素出现。最后，控制器的干扰，由于控制器是单片机应用中的重要组成部分，在整个 系统应用中，要想

23、提升系统控制能力，就必须要注重对单片机应用中的控制器影 响因素分析。综上所述，在单片机的应用中，由于各种因素的存在，使得整个设备应用的 干扰因素较为明显，要想排除单片机应用中的抗干扰因素，就必须注重对其整个 干扰控制中的技术和方法完善，这样才能保障在相应方法的完善实施中，有效地 为我们在单片机实际应用中抗干扰水平的提升和调整奠定了基础。通过本文的理 论研究和实践分析，将嵌入式单片机在实际应川中抗干扰的方法和关键技术归纳 总结为以下三点:第一是有效抑制计算机和电脑干扰的技术;第二是系统供电干扰 的技术;第三点就是系统微控制器电磁干扰的调整。只有将以上三点关键技术和 抗干扰方法结合实施了重要点的转

24、变，这样我们才能为嵌入式单片机的实际应用水平提升奠定坚实的基础，提升了单片机技术应用的水平，为提高单片机技术应 用的综合性及其科学性的发展提供了保障。2.3 51单片机的特点与性能单片机微计算机的基本概念最早诞生于20世纪70年代末，它的基本定义最 初是要泛指一个利用单片机软件集成在一块单片计算机处理芯片上的完整的和 数字化的计算机数据处理操作系统。一个好的单片计算机基本上需要具有一个完 整的外部计算机所需的可能不会需要的大量由部分部件组成的零部件:cpu、内 存、内部和外部的数据总线等作为计算机操作系统，目前现在市场上的绝大部分 还有的计算机产品都会严格要求芯片具有一些小的外存。同时单片机还

25、可以集成 了各种诸如实时无线通讯网络接口、定时器，实时音频时钟等外围设备。51系 列数控单片机的主要功能特点基本介绍全文如下；1. 8位单个程序代码acpu4kbytes单个程序单位存储器(rom)(52为8k)2. 128bytes 的数据存储器(RAM)(52 有 256bytes 的 RAM)3. 32条I/O 口线111条指令，大部分为单字节指令4.21个专用寄存器5 . 2个可编程定时/计数器5个中断源，2个优先级(52有6个)6 . 一个全双工串行通信口7 .外部数据存储器寻址空间为64kB8 .外部程序存储器寻址空间为64kB9 .逻辑操作位寻址功能双列直插40PinDIP封装1

26、0 .单一+5V电源供电11 .cpu:由运算和中断控制的逻辑寄存器组成，同时还具有包括内部中断控 制系统和部分外部特殊中断控制功能的寄存器；12 . ram:用以在移动硬盘中随时存放一些我们可以随时随地读取或者重写的 运算数据，如每次进行运算的中间一个运算结果、最终的一个结果以及欲随时显 示的其他数据；13 . ROM:用以存放程序、一些原始数据和表格；1.1 1/0 口:四个8位并行I/O 口，既可用作输入，也可用作输出15. T/C:两个定时/记数器，既可以工作在定时模式，也可以工作在记数模 式；16. 五个中断源的中断控制系统；17. 一个全双工UART的串行I/O 口，用于实现单片机

27、之间或单片机与微机 之间的串行通信；2.4 温湿度传感器模块的论证dhtll数字温湿度传感器模块是一款用于将含有已经过校准的数字信号串行 输出的数字温湿度传感复合电路数字传感器。它应用专用的高性能数字传感器模 块信号采集处理技术和先进的温湿度传感器集成技术，确保了该产品在应用中具 有极高的可靠性与卓越的长期运行稳定性。数字传感器主要元件包括一个专用的 电阻式感湿元件和一个专用的ntc测温式感湿元件，并与一个专用的高性能8位 单片机相连接。因此该系列产品在应用中具有了品质卓越、超快的温湿度响应、 抗干扰能力强、性价比极高等一系列优点。每个专用的dhtll传感器都在极为精 确的数字温湿度传感器和校

28、验室中对温湿度进行校准。传感器的校准系数以应用 程序的形式直接储存在一个。tp内存中，传感器内部在对检测温湿度信号的处理 过程中要自动调用这些内存的校准系数。由于采用单线制串行接口，使得系统的 集成应用变得简易快捷。由于超小的传感器体积、极低的成本和功耗，信号的传 输距离可达20米以上，使其已经成为各类自动化应用甚至最为苛刻的系统集成 应用和场合的最佳应用选则。由于该产品为4针单排引脚封装。连接方便，特殊 的封装连接形式的产品可根据用户的需求而提供。具体的参数如图2.1所示。9参数条件MinTypMax单位湿度分辨率111%RH8Bit重复性±1%RII精度25 c±1%R

29、1I0-50V±5%RH互换性可完全互换量程范围(TC3090%RI125 c2090%RH50 C2080%RI1响应时间1/c (63%)25C, lm/s空气61015s迟滞±1%R11长期稳定性典型值±1%RH/yr温度分辨率111“C888Bit重复性±1精度±1±2量程范围050响应时间l/e(63%)630s图2.1DHT11参数方案:选择DHTT11温度传感器作为本次测量车库温度的元件。如图2-2所 示。温度传感器连接dhtll的控制器data端口有利于连接at89c52的p2.2端口， 有利于利用单片机通过at89c

30、52控制温度传感器进行实时测量和控制车库内的温 度。图2-2温度传感器DHT112.5 液晶显示屏模块的论证led 1604液晶数字显示模块是专门设计的用于存储和显示英文字母、数字、 符号等的图形点阵型液晶数字显示模块。分4位和8位显示数据的传输方式。主 板提供5X7点阵+光标的显示数据传输模式。同时提供了显示图形字符数据的缓 冲区和字符发生器的cgram,可以直接使用cgram来处理和存储自己定义的最多 8个5X8点阵的光标和图形字符的缓冲区和字模数据。主板还提供了丰富的光 标显示指令功能设置:清显示;光标回原点;自动显示光标开/关;显示光标闪烁开/ 关;自动显示字符光标闪烁;显示光标回原点

31、移位;自动显示光标移位等。同时提供 内部上电自动显示光标复位的电路，当模块外加的电源电压低于或超过4.5v时， 自动对初始化模块的电源进行了初始化的操作，将初始化模块的状态设置为系统 默认的液晶显示模式和工作状态。模块的实物显示电路如图2-4所示；#DB2 DB3. 064 osft DB6. 067,图24LCD1604液晶显示屏方案:本设计需要液晶显示屏来显示车库的温度情况,故采用LCD 1604液晶显示屏完成 此操作。试验采取LCD 1604液晶显示屏的D0-D7分别接入AT89C52单片机的P0.0-P0.7, 数据/命令选择RS接入P2.7,使能信号E接入P2.6进行显示操作。如图2

32、-5LCD1604液晶 显示屏连接方式所示；l Z CO P ,iH-1604S 92122PO.O/ADOP0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P07/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXD TPS.1/TXD pa ?/iNTn ”图2-5 LCDI604液晶显示屏连接方式2.6 激光对射器模块的论证随着社会高速发展形势的要求,激光对射车辆检测系统在各个领域的应用中发挥着越来 越重要的地位和作用。传统激光对射检测系统主要是用一

33、种物理的方法或者利用电子技术, 自动地探测激光对射车辆的进出，并自动产生相应的信号，单片计算机则是利用此系统的信 号，完成对车辆的出入库检测。由于该系统的激光对射器是不可见光，有很强的安全隐蔽性 和良好的保密性，因此我们将红外技术广泛应用在了控制、测量和探测系统上。在防盗、警 戒等安保技术检测装置中也已经得到广泛的研究和应用。该系统是激光对射器的红外信号检 测和处理系统。在红外干扰相对严重的区域及重要的出入口，也已经能很好地检测和完成与 红外相关的工作。它是采用两个对射式的激光光电开关信号作为控制车辆出入的红外信号检 测器，当车辆中有一个物体进入阻挡了一个由光电开关信号发射的红外光束时，光电开

34、关信 号会产生一个红外开关信号。把这个开关的信号送至单片机进行工作光电开关信号的处理 后，单片机就立即做出了是否进行计数的决定。光电开关信号的处理控制电路我们选用的单 片机是一种性能稳定、工艺成熟、应用广泛的at89c52系列的单片机，该系统的产品具有工 作可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强等诸多优点。该系统的激光对射器如图2-6所示.图2-6激光对射器件方案:本设计需要激光对射器来进行车辆出入库的检测，由于protues中不存在激光对射图2-7模拟激光对射器的连接方式2.7 单片机供电的选择与比较单片机供电的选择方案：方案一:一种采用单一电压直流电源（4节dc-aa型蓄电池）直接进行直流供电

35、的解决方案。这样的电路供电比较简单;但由于一个单片机中的激光光束对射器 的快速启动使其电流很大。而且由于由于pwm停机驱动的对应单片机用电动机 动源电流的电压波动较大，会直接导致造成对应单片不停机驱动电源的直流电压 不稳，可能会间接导致使对应单片机电源传感器系统发生各种错误自动检测，严 重时还有可能直接就会引起对应的单片电动机电源传感器控制程序的自动跑飞、 复位等各种异常现象。方案二:双电源电路供电，将数控电机电路驱动的所有电源与电控系统电路 中的所有单片硅电机及其他传感器驱动电源完全的相互隔离，利用光电耦合器与 其电源进行有效的电源连接。这样也就可以有效的做到彻底解决电机驱动器和电 机的正常

36、运行对系统正常工作量和稳定性的直接拉动影响，从而大大提高系统的 正常工作量和可靠性。基于上述分析，拟选择方案二。第3章系统的软件设计3.1 温度检测模块的分析DHT11作为一款低价、入门级的温湿度传感器，常用于我们的单片机传感 器设计应用实例中;它能够应用专用的电阻式数字传感器模块信号采集处理技术 和先进的温湿度测量传感器控制技术，确保我们的产品能够具有极高的测量可靠 性与卓越的长期测量稳定性。数字传感器模块包括一个电阻式感湿测温元件和一 个ntc测温传感器元件，并与一个高性能8位单片机相连接。dhtll为4针单排引脚数据串行接口设计封装，如设计图3-1所示，采用了 四针单线制的引脚串行接口，

37、只要在需要额外添加适当的上和下拉稳压电阻，信 号的数据传输串行距离可达20米以上，使其产品可以广泛成为各类电子自动化技术应用甚至最为苛刻的电子工业技术应用以及自动化设计场合的最佳接口封 装设计选则。图3-1 DHT11实物图3.2 计数模块的分析使用两个摄像头的激光对射器来实时监控道路中车辆的传感器和进出并 自动完成计数显示的工作，车辆外出进入时经过两个摄像头的传感器可以使摄像 头的显示数字加1,车辆外出时经过两个摄像头的传感器可以使摄像头的计数器 显示数字减1,但当一个车辆只经过一个摄像头的传感器时不进行计数。第4章电路与程序设计4.1 电路的设计4系统总体电路图系统总体电路图如图4-1所示

38、。IfDHT11谋遍唐删曷HI则曲兀羽加硝石则澈尤对羽指LED显示剩余车位图4车辆出入库监控系统总体电路图4.1.2 车库环境温度测量电路原理图车库环境温度测量电路原理图如图4-2所示。图42车库环境温度测量电路原理图4.1.3 车辆出入库计数显示电路原理图车辆出入库计数显示电路原理图如图4-2所示。RV230PtTALITAL2ST2124N10.no nmx/rPOSAD。 P0 1/AD1 PO 2/AD2 P03AD3 P04/AD4 P0&AD5 P0&AD6 PO 7/AD7痢LEP2 0i'A8 P21rA9P2.2/A10 P2 3/A11 P2.4/A

39、12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15LCD2 1604OlCME 寸 sgza a aa aaa a图4-3 车辆出入库计数显示电路原理图4 .L4 LED电路原理图LED电路原理图如图4-4所示。图44 LED电路原理图5 .1.5模拟激光对射电路原理图由于protues中没有激光对射器，我们根据激光对射器的原理:左边有一个发射器，用来 接收发射的激光，右边接受器上有一个内部的接收器，用来接收发射的激光。（内部电阻是 一个接受器对光敏感的内部电阻），当发射的激光打到接受器上激光显示的是高电平，没有 打到激光时接受器显示的是低电平。此处我们建议使用光敏电阻控制器来直接替代

40、普通的激 光对射器，因为光敏对射器的电阻在可见光比较强烈的地方电阻阻值很小，光敏电阻在可见 光暗处内部电阻的阻值很大。这时我们利用光敏电阻可以制作一个开关电路模拟了激光对射 器正常工作的情况。开关电路模拟了激光对射器开关电路的原理及流程图结构如图4-5所 /Jsowrzt【R'ir'p'mki 壬士王Stmt左侧激光对射器右侧激光对射器 8 inunm*3117R2RP图4-5模拟激光对射器电路原理图4.2程序的设计4.2.1 程序功能描述与设计思路（1）程序功能描述根据题目要求软件部分主要实现检测、测温、显示、计数。1）检测功能:检测车辆的出入库情况，车辆检测准确率1

41、00%,传感器输出信 号:RS485 或 420 mA。2）测温功能:测量车库内24小时的温度，温度测量误差范围W±l。，湿度测 量误差范围W3%7%。3）显示功能:显示温度和车辆占用率。4）计数功能:记录车辆进出的数量情况。（2）程序设计思路1）激光对射器检测车辆出入库:考虑实际车速很快，所以延时函数必须稍微精 确一点，一个机器的for延时循环大概每分钟需要8个延时机器的工作周期，一 个延时机器的工作周期位lus,晶振位12mhz，也就是说延时循环的函数大约需 要 8uso2）温度传感器测试总线用来测试整个一辆车库内部的空气温湿度:系统主机把温度传感器测试总线的内部温湿度梢微拉低必须能够达到一个大于18ms值以 保证chdhtll能够准确地被检测到并得到一辆汽车的一个起始行驶信号。3)LCD1604显示:依靠温度传感器检测和显示程序显示相关内容。4)LED计数:根据外部中断进行计数。4.2.2 温度传感器检测效率DHT11是一款有已校准数字信号输出的温湿度传感器。精度湿度+-5%RH, 温度+-2C,量程湿度20-90%RH,温度050。第5章测试方案与测试结果5.1测试条件与仪器测试的条件:检查多次，仿真测试