智能停车场车辆检测系统的设计原理

图1停车管理系统原理图控制器设计框图如图2所示。 系统选用SPCE061A单片机作为主控芯片。 单片机通过读卡信号和锁相环电路的电平变化来检测车辆的到达。 DS1302时钟电路为系统提供准确的时间信息，并通过驱动LED显示板实时显示停车位和时间信息。 该系统与上位机具有串行通信接口，图2智能停车场车辆检测系统总体设计框图

3. 系统原理简介     3.1车辆检测     准确的车辆检测是系统正常运行的前提。 通过各种方案的比较，本设计的车辆检测器采用了接地感应线圈检测方案。 地面感应线圈车辆检测器是一种基于电磁感应原理的车辆检测器。 地面感应线圈ll埋设在路面下，由多匝导体缠绕具有一定工作电流的环形线圈，埋设在路面内。 由接地感应线圈组成的耦合电路如图3所示:

图。 3耦合振荡电路

T为隔离变压器，匝数比为1:1，三极管UL和U2形成共射极振荡器，电阻R3为两个三极管的共射极电阻，并形成正反馈。 作为检测器谐振电路中的电感元件，接地感应线圈与车辆检测器的振荡电路一起形成lc谐振。 当车辆通过时，线圈中单位电流产生的磁通量会增加，导致线圈电感值略有变化，进而改变LC谐振的频率。 这种频率的变化被用作车辆通过地面感应线圈的输入信号。 为了检测这种变化，常用的方法是用单片机计算单位时间内的振荡脉冲数，以判断汽车是否来了。 在这种设计中，需要检测两个接地感应线圈的频率变化。 如果用单片机同时测量两个信号的频率变化，系统比较大，程序复杂，使单片机承受了沉重的负担。 这里介绍了一种新的检测方法: PLL音频解码器LM567用于检测频率的变化。 应用电路图如图4所示:

图。 4 PLL电路LM567的引脚5和6的外部电阻和电容确定了IC中VCO的中心频率，fo = 1/1.1rc。 引脚1和引脚2通常接地，以形成输出滤波器网络和环路低通滤波器网络。 连接到引脚2的电容决定了PLL电路的捕获带宽。 带宽的理论值可以通过以下公式计算:

当音频解码器LM567工作时，如果输入信号频率落在给定的通带内，则PLL将锁定信号。 同时，LM567的内部晶体管被控制导通，引脚8输出低电平，否则输出高电平。 当输入信号频率在通带内时，LM567锁定并输出低电平。 通常，当没有车辆时，耦合电路的振荡频率将在一定范围内保持不变。 当车辆通过接地感应线圈时，耦合电路的振荡频率会发生变化。 而且，随着车型的不同，加上车辆本身铁质参差不齐，这个频率的变化也会在一定范围内浮动。 因此，通过实验，选择合适的LM567捕获带宽值，这样当没有车辆时，虽然输入信号频率略有变化，但浮动频率在通带内，LM567被锁定，8针输出低电平; 当汽车到达时，频率变化剧烈，不再处于通带，引脚8将输出高电平。 此时，对车辆是否来的检测转化为对关卡的检测。 通过触发单片机的外部中断就可以感知到车辆的到来，无需通过复杂的程序辨别此时的频率变化是否是车辆到来引起的，大大降低了编程的难度。     3.2其他控制部件     控制刹车杆机的升降，就是控制刹车杆机直流电动机的正反转。 高电平和低电平通过单片机控制端口输出，与继电器配合。 正向和反向可以通过在直流电动机的两端添加正反向电压来实现。 对于时间记录，此处选择DS1302日历芯片。 DS1302可以记录年、月、日、周、小时、分钟和秒。 它可以连接到备用电源，并且在主电源关闭时始终可以连续工作。 单片机SPCE061A可以随时读取当前时间。 与主机的通信使用SPCE061A的通用异步串行通信模块 (UART)，该模块提供了全双工标准接口。 借助iob端口和UART IRQ中断的特殊功能，实现了与上位机配置的RS-232串行通信接口的com链接，实现了数据的及时传输。 此外，语音提示部分利用了SPCE061A的语音处理优势。 使用SPCE061A语音压缩算法库和内置DAC，无需添加语音芯片即可实现清晰的语音广播功能。    4. 系统的主要软件设计     系统的主程序主要负责系统初始化 (包括每个IO端口的初始化，中断初始化和DS1302初始化)，以及LED显示板的时间显示。 使用SPCE061A的0.5s时基中断，每隔0.5s读取DS1302的时间信息，并刷新LED显示屏。 地面感应线圈读卡信息和车辆信息的检测采用外部中断触发的形式，在中断服务程序中实现各种自动控制。 主中断服务程序的程序流程如图5和图6所示:

图。 5读卡中断服务程序流程图。 6接地感应线圈中断服务程序

本设计采用SPCE061A实现了车辆进出停车场的自动检测、刹车杆机的自动起降和停车位信息的实时显示。 借助ic卡信息处理和图像处理系统，可以实现智能停车场的自动管理。 接地感应线圈的应用使车辆检测准确，保证了系统的可靠性。     参考:     罗飞亚，凌阳16位单片机应用基础，北京: 北京航空航天大学出版社，2005     赵海兰。 DS1302原理实时显示时间。 电子技术，2004，1:43-46     冯红梅。 环形线圈车辆检测仪的设计与实现 _ 青岛科技大学学报2oo5，26 (1): 448-451     作者简介: 孙从军，女，1984年出生，西南交通大学电气工程学院研究生。 她的主要研究方向是自动控制和自动化。 张西茂，段国艳，西南交通大学电气工程学院，四川工程职业技术学院