引言

隨著社會的發(fā)展,汽車早已成為廣泛應(yīng)用的交通工具,大量的汽車排氣就會產(chǎn)生巨大的污染,如何減少污染成為了人們關(guān)注的話題。自2008年奧運(yùn)會以來,"綠色"主題提倡甚廣,更有環(huán)保日鼓勵(lì)人們少開私家車,多騎自行車。由此,人們出行、旅游、上班的交通工具也在逐步向自行車過渡,對環(huán)境保護(hù)十分有利。隨著自行車廣泛推行,又出現(xiàn)了一系列新的問題,比如自行車無處停放或隨處亂停、自行車停放難以管理等。而由于我國人口眾多、土地資源緊缺等原因,這些問題必然給城市交通帶來巨大的壓力。

針對國內(nèi)自行車停放占地面積大、不能高速有效管理的問題,本文提出一種新的方法,設(shè)計(jì)一種智能自行車庫控制系統(tǒng),來實(shí)現(xiàn)自行車分區(qū)、自動(dòng)計(jì)費(fèi)收費(fèi)、顯示停車車庫狀態(tài)、查詢時(shí)間等功能。

1智能車庫控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

本設(shè)計(jì)是以自行車出入庫口為基礎(chǔ),由人自主控制的車庫車位管理和收費(fèi)系統(tǒng),系統(tǒng)能進(jìn)行自行車出入仿真控制、時(shí)間記錄仿真控制、收費(fèi)仿真控制。

停車管理模塊利用單片機(jī)以分區(qū)計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)方式來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停車收費(fèi)管理,其為整體車庫提供了一個(gè)操作簡便、價(jià)格低廉而且行之有效的管理辦法。本系統(tǒng)如圖1所示,可以實(shí)現(xiàn)由人控制的自行車分區(qū)功能、自動(dòng)計(jì)費(fèi)功能、顯示功能、查詢功能,而且時(shí)鐘顯示可調(diào)節(jié),使系統(tǒng)更具靈活性。

(1)進(jìn)出模塊:安裝在自行車庫入口和出口,用于自行車進(jìn)入停車場大門,人控制選擇停放層數(shù),進(jìn)入停車場大門并進(jìn)行計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)。(2)收費(fèi)控制模塊:根據(jù)出入庫的時(shí)間差來計(jì)算費(fèi)用。(3)單片機(jī)控制中心:采用MCs-51系列單片機(jī)系統(tǒng)[6-7],主要功能如下:自行車出入信息記錄與顯示:停車收費(fèi)并進(jìn)行信息記錄與存儲:監(jiān)控鍵盤狀態(tài),處理鍵盤輸入的操作信息:監(jiān)控停車場狀態(tài)。(4)車庫狀態(tài)顯示模塊:顯示車庫狀態(tài)信號,其中不僅包括停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),還包括實(shí)時(shí)時(shí)間以及不同分區(qū)有幾個(gè)空車位可以使用。(5)LCD顯示模塊:顯示停車場的各種信息,包括時(shí)間、停車分區(qū)、空停車位數(shù)、停車的費(fèi)用、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和操作提示等內(nèi)容。(6)操作鍵盤模塊:通過鍵盤進(jìn)行多種人工操作,包括顯示、切換、查詢各類信息,修改時(shí)間等。鍵盤是由若干獨(dú)立的鍵組成的,鍵的按下與釋放是通過機(jī)械觸點(diǎn)的閉合與斷開來實(shí)現(xiàn)的,在閉合與斷開的瞬間均有一個(gè)抖動(dòng)過程。抖動(dòng)必須消除,去抖動(dòng)的方法主要有以下兩種:硬件去抖動(dòng)、軟件去抖動(dòng)。

2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主程序根據(jù)液晶屏顯示的內(nèi)容進(jìn)行按鍵操作,并對相應(yīng)的子程序進(jìn)行調(diào)用,最終完成對各個(gè)程序的訪問。LCD子程序根據(jù)情況的不同,顯示的內(nèi)容也不同,LCD顯示字符的理念就是先送地址,再送內(nèi)容,每次都要送一個(gè)全新的地址,保證之前輸入的字符不被后面沖掉。鍵盤掃描子程序是進(jìn)行鍵盤掃描延時(shí)消抖后進(jìn)行按鍵分析,再判斷按鍵是否釋放的,如果沒有釋放,就調(diào)用顯示子程序等待,釋放則判斷按下的鍵是數(shù)據(jù)鍵還是功能鍵,若是數(shù)據(jù)鍵,則將與鍵號相對應(yīng)的數(shù)據(jù)送往顯示緩沖區(qū),再在顯示器上顯示:若是功能鍵,則保存相應(yīng)地址后再返回程序,當(dāng)掃描到數(shù)字鍵盤被按下兩次數(shù)字鍵之后系統(tǒng)自動(dòng)顯示出庫編號和收費(fèi)情況。

3系統(tǒng)仿真及運(yùn)行測試

在程序設(shè)計(jì)過程中,鍵盤掃描和控制部分以及出入庫時(shí)間之間的關(guān)聯(lián)花時(shí)間較長,經(jīng)常出現(xiàn)按鍵無效、LCD顯示不穩(wěn)定和數(shù)據(jù)錯(cuò)亂、顯示達(dá)不到預(yù)期效果等狀況。為了確保本系統(tǒng)程序穩(wěn)定性,對于本系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,并建立模型進(jìn)行運(yùn)行,如圖2所示。

自行車進(jìn)入車庫過程中,根據(jù)想要停放的車的層數(shù)(第一層用英文字母F表示,第二層用的是s,第三層用T來表示),只需在控制鍵盤按下對應(yīng)的層數(shù)按鍵,系統(tǒng)就會安排對應(yīng)編號并顯示出來,還會延時(shí)一段時(shí)間讓你去記住停車編號。此時(shí),系統(tǒng)將對應(yīng)層數(shù)空位數(shù)減少1,入庫過程最終完成。自行車停在車庫中,在LCD上不做任何變化,時(shí)間會按照正常的時(shí)間慢慢走,直到自行車出庫。本車庫最多計(jì)時(shí)24h,即不超過一天。因?yàn)闀r(shí)間程序是利用單片機(jī)的定時(shí)器T0來完成運(yùn)行的,所以不受任何外界影響,可以保證時(shí)間的精確性。并且LCD是不斷掃描顯示的,所以顯示異?；蛘邥r(shí)鐘不精確的現(xiàn)象不會發(fā)生。自行車出庫過程中,使用者將利用數(shù)字鍵盤,首先選擇自己自行車的層數(shù)(F、s、T),這時(shí),系統(tǒng)會顯示取車層數(shù),并不斷掃描數(shù)字鍵盤來獲取被選擇的自行車編號,使用者繼續(xù)在數(shù)字鍵盤上進(jìn)行操作,選擇自己的自行車編號(如01),因?yàn)槊繉榆囕v數(shù)不多,所以只需要按2個(gè)數(shù)字,當(dāng)按鍵結(jié)束后,系統(tǒng)會自動(dòng)顯示自行車編號、時(shí)間以及相應(yīng)的金額,停留數(shù)秒之后,回到主界面,對應(yīng)層數(shù)空位數(shù)自動(dòng)加1,系統(tǒng)等待下次操作。

4結(jié)語

基于單片機(jī)的智能自行車庫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),可以實(shí)現(xiàn)自行車分區(qū)、自動(dòng)計(jì)費(fèi)收費(fèi)、顯示停車車庫狀態(tài)、查詢時(shí)間等功能,而且可以改變時(shí)間,以便進(jìn)行應(yīng)用和演示。本設(shè)計(jì)中采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng),節(jié)省了智能車庫的管理費(fèi)用和人手,提高了車庫的利用效率。