[发明专利]基于无线网络的停车管理系统

说明书

技术领域

本发明是基于无线网络技术的停车场管理系统，是结合机械、电子、控制技术为一体的智能管理设备，属于智能控制领域。

背景技术

随着我国城市现代化、国际化的发展，城市居民汽车拥有量急剧增加，车辆的管理控制也显得越发重要，在拥挤的市区里，汽车与停车位之间的矛盾越来越突出，对于各类停车场控制管理也有着更高的要求，不仅要求可以实现对车辆的收费和停泊管理，而且要求车辆进出都可以快速进行，缩短停车时在出入口的平均逗留时间，提高停车效率，为了提高停车场的信息化、智能化管理水平，给车主提供一种更加安全、舒适、方便、快捷和开放的环境，实现停车场运行的高效化、节能化、环保化，本发明设计了一套基于ZigBee 网络的停车管理系统。

发明内容

本发明的目的在于：结合zigbee无线网络技术及计算机控制技术，设计一种停车场管理系统，该管理系统包括zigbee无线传感网络、射频计费装置、信息显示装置及超声波传感检测装置，所述检测装置及无线传感网络实现停车场车位信息的采集与传输，射频装置采用MFRC522模块实现射频计费功能，采用LED点阵屏实现实时车位信息显示功能。

本发明采用模块化方式进行设计，根据系统结构功能将其分为三大部分，：第一部分是无线传感网络，它由ZigBee 协调器、路由器以及带有超声波传感器的终端节点组成；第二部分是射频计费，由S3C2440 和MFRC522 射频模块组成；第三部分是信息显示系统，采用AVR单片机与 LED点阵触摸屏组成。

ZigBee 无线网络是本发明的主要部分，基于设备功能将其分为协调器、路由器及终端设备，协调器是整个网络的核心，它也是网络的第一个设备，它主要负责网络的建立、节点成员的加入、网络地址分配、网络链接表的更新、信息的收集与转发等，此外，在本设计中协调器通过串口与AVR 单片机模块进行通信，ZigBee 路由节点在本设计中主要实现路由传输终端节点数据信息功能终端节点主要负责车位信息采集与发送，终端节点实时采集各个传感器的输出车位信息，并将车位信息通过无线网络发送给协调器，同时也实时准备接收协调器发送的控制命令，收到控制命令执行相应的操作。

射频计费部分采用的是S3C2440 和MFRC522 模块组成的刷卡计费器，主控芯片使用S3C2440 处理器，它是一款32位的高速处理器，能够实现数据的快速处理与传输，它主要有以下特点：体积小、低功耗、低成本、高性能；大量使用寄存器，指令执行速度更快；寻址方式灵活简单，执行效率高 ，本设计选用非接触型IC 卡，即射频IC 卡，射频IC 卡避免了接触型IC 卡与读卡器之间的物理接触，减少了卡的磨损，故本设计采用PHILIPS 公司的Mifare1 卡和本射频卡配套的MFRC522 芯片，由于MFRC522 兼容SPI 的通信方式，本设计S3C2440上模拟了SPI 的接口供其与MFRC522 通信，在SPI 通信中MFRC522 模块用作从机，SPI 时钟SCK 由主机产生。数据通过MOSI 线从主机传输到从机；数据通过MISO 线从MFRC522 发回到主机。

本发明采用AVR 单片机控制LED 点阵显示屏，因为AVR 单片机处理指令的速度比其他单片机较快，抗干扰能力相对较强，作为点阵显示屏的控制器，可以显示比较好的效果，所以，本设计使用AVR ATmega16 单片机为LED 点阵控制器，点阵显示屏可以直观地将停车场的车位信息显示，为停车者提供参考，供停车者快速便捷地停车，节省大量时间。

附图说明

图1是本停车场管理系统的系统功能框图。

具体实施方式

停车场管理系统涉及机械、电子、控制技术等多个领域的知识，需要各方面互相配合，下面仅对本发明的具体实施方式进行说明。

当停车者根据点阵屏上显示的车位信息进入停车场时，按键，射频卡自动弹出，内部自动进行第一次刷卡，系统记住刷卡时间，车位信息由ZigBee 系统采集与传输，终端节点将采集到的车位信息通过路由器发送给协调器，协调器处理之后，通过串口发送给LED 点阵控制器，最终LED 控制器控制点阵显示停车场车位信息，当司机离开停车场时再次刷卡，系统通过两次刷卡的时间差与标准计费对比进行收费。

整个系统通过ZigBee 无线网络采集与无线传输超声波传感器实时对车位是否被车辆占用发送监测信息，最后由协调器发往监控中心，在LED 点阵显示屏显示车位剩余信息以及空车位所在的具体位置，理论上每个ZigBee 协调器可容纳65 000 多个节点，而且随着停车场大型化趋势的发展，可以通过增加路由器对大型停车场的节点进行分区管理，一个协调器放在监控中心对几个分区进行监控，终端节点采用中断唤醒睡眠模式，将终端节点放置在停车场车位下部，超声波传感器在未检测到障碍物时，输出端发送的是连续的高电平；检测到障碍物时，输出端发送低电平；当检测到障碍物稳定时，超声波传感器持续输出低电平，由于一般轿车底盘是20 ～ 50 cm，可以在软件程序里设置超声波传感器的检测距离来判断车位是否有汽车存在，超声波传感器实时工作，当输出端有电平跳变时触发51 单片机，当电平跳变到一个值趋于稳定时，说明该车位的车位信息就会变化，51 单片机将信息发送给CC2530，终端节点通过以上过程采集车位信息，终端节点采集到的车位信息通过路由器传给协调器，协调器把采集到的车位信息进行分析与处理，发送给点阵显示屏的控制器，协调器通过串口与点阵显示屏的控制器相连。点阵屏将车位信息实时显示。