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1、（房地产管理）毕业设计基于图像的小区智能道闸系统本科学生毕业论文 论文题目： 基于图像的小区智能道闸系统设计 学生姓名： 王国昌 院 别： 信息与通信工程学院 专 业： 电子信息工程 指导教师： 吴健辉 2013 年 4 月 28 日摘要针对车辆出入仍采用人工管理方式的场所，尤其是车辆出入频繁的住宅小区，设计了这种基于图像的小区智能道闸管理系统。该系统以STC89C51单片机为整个系统的控制核心，采用车牌智能识别技术，分别对业主与非业主车辆进行智能管理，实现车辆不停车出入小区的功能。该系统包括车牌信息采集触发模块、车牌智能识别模块、单片机控制模块、道闸电机驱动模块以及电源稳压模块，用多种传感器
2、及其控制电路，实现小区道闸系统的智能识别车牌、自动开启、智能报警等功能。经多次实验证明，正常光照(1008流明)条件下，对车牌的综合识别概率不低于99.5%。可以满足智能道闸对于车牌识别等应用要求，具有一定的理论与现实意义。整个系统的电路结构简单，可靠性能高，测试结果满足功能要求。 关键词图像；单片机；住宅小区；智能道闸；系统设计AbstractFor the occasion that still adopt manual management in vehicle access, especially in the residential area of the frequent vehi
3、cle access, designed and verified the intelligent manage -ment system based on image to recognize license plate. The control of entire system based on STC89C51 microcontroller core, through using the license plate intelligent recognition technology to manage owners and non-owners of vehicles, comple
4、te vehicles non-stop out of the the residential area. The system include the license plate information acquisition trig -ger module, license plate intelligent recognition module, microcontroller control module, the drive motor circuit , a power regulator-circuit, and the buzzer circuit , and a varie
5、ty of sensor and control circuit,.the entire system automatically hunt, intelligent detection and ala -rm function.After repeated experiments prove that under normal light conditions (100 80 lumens), the license plate recognition probability of not less than 99.5%. To meet the smart Barrier applicat
6、ion requirements for license plate recognition, has a certain theoretical and practical significance. The whole system is a simple circuit structure, high reliability, the test results meet the functional requirements.Key wordsImage; STC89C51; Residential area; Intelligent barrier; Management system
7、目录摘要IAbstractII1 绪论11.1 引言11.2 道闸概述11.3 道闸的发展历史及现状21.4 论文研究内容及章节安排32 小区智能道闸系统总体设计及工作原理32.1 小区智能道闸管理系统实现的功能32.2 小区智能道闸系统所需要的硬件设备42.3 基于图像的小区智能道闸系统总体设计53 基于图像的智能道闸系统硬件结构设计43.1 智能道闸硬件的基本结构63.2 车牌信息采集触发模块63.2.1 触发模块的主要原理63.2.2 触发模块的分析与论证73.3 车牌智能识别模块设计83.3.1 车牌识别模块的组成83.3.2 车牌识别的主要流程93.3.3 车牌图像信息处理的主要原理
8、103.3.4 车牌识别模块的分析与论证113.4 单片机控制模块143.4.1 单片机电路图143.4.2 车牌信息核对模块153.4.3 点阵显示模块163.4.4 声光报警模块173.5 道闸电机驱动模块183.5.1 道闸电机驱动模块183.5.2 道闸电机控制电路193.6 电源稳压模块203.6.1 电源稳压电路图203.6.2 电源稳压结构分析213.7 硬件原理图214 智能道闸实验平台与实验结果分析224.1 实验平台的设计224.2 实验结果及分析245 总结与展望255.1 总结255.2 展望25致谢26参考文献27附录281 绪论1.1 引言随着我国综合国力的不断提高
9、，人们生活水平的也随之不断提高，汽车作为一种生活用品越来越多地进入到小区中，再加上原来的人工车辆管理方式和收费方式不仅占用了大量的人力、物力、财力，而且效率低下，容易产生错误，造成资源的极大浪费。因此，从某种程度上来说，以前的人工车辆管理方式和收费方式已经影响到了业主的生活质量和小区的形象。幸运的是随着物联网的逐渐兴起，车主不停车出入小区的智能道闸的实现已经成为可能，而且会成为道闸系统发展的必然趋势。以单片机为核心的智能道闸管理系统，采用基于图像智能识别车牌的技术，实现业主不停车进出小区大门或车库，对非业主车辆出入小区实行提示，由门卫盘问、登记后放行。智能化的道闸控制系统对提升小区形象、不停车
10、进入小区、方便业主出入、减少保安配置、降低物业管理成本、防盗等方面意义重大，而且对现有道闸进行一定改装，实现了道闸系统得智能化控制，市场潜力巨大。 本课题的目的就是研究基于图像识别技术的智能道闸系统功能模型，并进行硬件系统的结构组成设计，同时完成软件系统的相关功能，从而满足智能道闸对于车牌识别等应用要求，具有一定的理论与现实意义。1.2 道闸概述道闸又称挡车器（Barrier Gate），最初从国外引进。是专门用于道路上限制机动车行驶的通道设备 ，现广泛应用于停车场、小区、企事业单位门口，来管理车辆的出入。道闸由减速箱、电机、（或者采用液压）传动机构、平衡装置、机箱、闸杆支架、闸杆等部分组成。
11、电动道闸可单独通过遥控实现起落杆，也可以通过停车场管理系统（即IC刷卡管理系统）实行自动管理状态。根据道闸的使用场所，其闸杆可分为直杆、90度曲杆、180度折杆及栅栏等。1.3 道闸的发展历史及现状道闸的概念最初从国外引进，其发展从上个世纪50年代开始，那时国外研究人员就开始研制各种各样的智能车辆管理系统。而国内对智能车辆管理系统的研究起步于上个世纪90年代，其技术与国际上的先进国家相比还有很大差距。随着汽车工业的不断发展及汽车数量的日益剧增，对道闸的需求量也越来越大，对道闸的性能也提出了更高的要求，其中智能化成为其显著的特征。智能道闸在智能停车场管理系统、建筑区的大门出入口、公路收费口、铁路
12、公路交叉口、道口都已得到应用，尤其停车场和公路收费口得以普及，但最新技术多用在智能小区的门禁系统中，在这些系统中许多新技术应用在道闸控制上，如计算机技术、短距离射频技术和通讯技术、远距离射频识别技术、电磁感应技术、红外检测技术等。其中采用目前国际先进的MIFARE卡技术和电脑技术，由出入口道闸、地感（能感应金属的传感器）、控制器、读卡机等组成，应用于停车场的收费和车辆进出管制，该系统实用性强，管理功能强大，实现了网络化，自动化程度高，安全、稳定、可靠性高，由计算机进行控制和管理，具有出入场控制及收费功能、脱机功能、显示功能、语音提示功能、图像对比功能、车牌自动识别功能、对讲功能等。近二十年里，
13、国内企业在智能化方面取得了一定的研究成果。例如丹东东方测控技术有限公司研制的车辆智能管理系统，运用人工智能、模糊识别等方法从车辆图像中提取牌照图像，实时识别为文字和数字号码，存入数据库，节约存储空间、查找方便，真正实现了车辆的文档化管理。使得系统具有减少人为的干预，车辆通过速度快、记录准确、节省人力的优点。此外，杭州友通科技有限公司的车牌自动识别系统在传统监控技术的基础上，引入数字摄像技术和计算机信息管理技术，采用先进的图像处理、模式识别和人工智能技术，通过对车辆图像的采集和处理，获得车辆的数字化信息，再引入先进的网络数据库技术，从而达到更高的智能化管理水平。1.4 论文研究内容及章节安排本课
14、题主要研究和实现基于图像的智能道闸系统结构设计和建模，重点论述车辆触发方式、实现实时图像采集、对采集图像的后续处理，以及各个硬件功能模块的实现。论文章节安排分为以下几个方面：第一章 绪论：介绍道闸概念、发展历史、现状，以及论文研究内容及章节安排。第二章 系统总体设计及工作原理：介绍系统实现的功能、所需要的硬件设备，以及系统总体设计。第三章 系统硬件结构设计：介绍各个硬件功能模块的实现，包括系统硬件的基本结构、车牌信息采集触发模块、车牌信息识别模块、单片机控制模块、道闸电机驱动模块，以及电源稳压模块。第四章 系统实验平台与实验结果分析：介绍实验平台的设计和实验结果及分析。第五章 总结与展望：介绍研究的成果以及系统可以进一步发展的方向。2 小区智能道闸系统总体设计及工作原理2.1 小区智能道闸管理系统实现的功能按照系统的预期功能，系统设计成以单片机为控制核心，包含压强传感模块、车牌识别模块、点阵显示模块、声光报警模块、道闸驱动模块以及电源模块的智能道闸系统，从而实现业主不停车进出小区大门或车库，对非业主车辆进出小区实行报警提示，由门卫盘问、登记后放行等功能。系统的整个运行流程如下：（1）车辆进入：车辆驶入车牌摄像机抓拍区域，触发地感线圈，压强传感模块传递信息给车牌识别系统，记录驶入时间。车牌识别系统自动抓拍车辆的特写图像，并
