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1、洛阳理工学院毕业设计（论文）停车场智能化管理系统设计摘 要本设计基于RFID智能识别和高速的视频图像和存储比较相结合，通过计算机的图像处理和自动识别，对车辆进出停车场的收费、车牌识别和车位诱导等，以实现停车场全方位智能管理。本设计是以AT89C51型单片机为主控芯片的智能停车场系统，主要是针对车辆诱导和车辆检测系统的设计。系统利用地感线圈对进出停车场的车辆进行检测，控制闸杆机的自动起落，并具备车位显示以及语音提示功能。该系统配合IC卡和图像监测处理装置构成一套完整的智能停车系统，从而实现大型停车场的智能化管理。总体说该系统主要有以下特点：远距离感应读卡，无需停车，速度快，效率高；电脑管理，科学
2、高效；简化车辆进出管理手续，而且安全可靠。 关键词：智能管理，车牌识别，车位诱导，车辆检测 目录前 言1第1章 绪论31.1 课题设计目的和发展趋势31.1.1 课题研究目的及实际意义31.1.2 智能停车场管理系统发展概况及趋势31.2 课题设计思想4第2章 智能停车场管理系统概述52.1 射频技术（RFID）概述52.1.1 射频识别系统的构成62.1.2 射频系统基本工作流程图62.2 车牌识别技术72.2.1 车牌自动识别系统原理82.2.2 牌照号码、颜色识别92.3 车位诱导和车辆检测系统概述102.3.1 车位诱导和车位显示112.3.2 超声波测距原理122.3.3 车辆检测1
3、32.4 小区停车计费系统概述142.4.1 计费系统概述142.4.2 计费系统的工作原理及特点142.5 进出口识别系统概述17第3章 车位诱导车辆检测系统硬件设计193.1 停车场系统193.2 系统总体原理203.2.1 车辆检测203.2.2 车位诱导和车位显示213.2.3 其他控制部分213.3 车辆检测系统硬件设计223.3.1 锁相环路工作原理223.3.2 信号输入电路的设计233.3.3 复位电路的设计24第4章 系统软件设计254.1 程序流程图254.2 设计要点264.3 编制软件程序26结论34谢 辞35参考文献36外文资料翻译38村民建房委员会应建立村级农房建设
4、质量安全监督制度和巡查制度，选聘有责任心和具有一定施工技术常识的村民作为义务巡查监督员，开展经常性的巡查和督查。3前 言在现代化的大型停车场中，智能停车管理系统使得车辆进出手续简单，安全性高，实现了对车辆的自动检测、计费、统计、显示等功能，大大节省了人力资源，提高了工作效率。整个停车管理系统中，车辆检测部分是系统的关键。本设计主要是一种停车场车辆检测系统，通过分布在进出口的车辆检测器，实现对闸杆机的控制和车位提示等功能。 智能停车场管理系统是基于射频识别系统以车辆图像对比管理为核心的多媒体综合车辆收费管理系统，用以对停车场车道入口及出口管理设备实行自动控制，对停车场中的车辆按预先设定的收费标准
5、实行自动收费。该系统将先进的射频识别技术和高速的视频图像存储比较相结合，通过计算机的图像处理和自动识别，对车辆进出停车场的收费、保安和管理进行全方位的控制、管理。通过埋设于停车场入口道路地下的地感线圈感应到有车经过后，启动射频识别系统，辨别出是否是小区用户，并分别采取不停车进场和启动收费管理系统发放临时IC卡两种措施，进入停车场。位于停车场出口上方的摄像头捕获车辆信息，通过车牌识别系统采样出车牌等信息，并将该信息保存入停车场临时数据库。通过位于车库上方的超声波探头，用超声波测距的原理，得到车位信息，并将车位信息发送到主控计算机，经过处理后得到整个车库的车位分布信息，并将该信息发送到停车场入口处
6、，通过大屏幕显示屏显示出来。进入停车场的用户通过浏览屏幕上的信息，就知道哪里有空车位，从而直接找到空车位停车，避免了普通停车场中找车的麻烦，从而大大的提高了停车效率。车辆出场时，再次通过埋设于停车场内的地感线圈感应到车辆的到来，并启动车辆识别系统，辨别出用户类，小区用户直接出场，非小区用户归还IC卡并缴费后离场。在车辆出场时，感应到车辆过来，启动射频识别系统的同时，也启动车牌识别系统，通过停车场出口处的摄像头捕获的车辆图像，采样出车牌信息，并同数据库中信息进行对比，符合信息的车辆直接放行，对出现问题的车辆禁止出行，并启动报警系统通知相关安全人员前来处理。 第1章 绪论1.1 课题设计目的和发展
7、趋势1.1.1 课题研究目的及实际意义随着汽车工业的迅猛发展，我国汽车拥有量急剧增加。停车场作为交通设施的组成部分，随着交通运输的繁忙和不断发展，人们对其管理的要求也不断提高，都希望管理能够达到方便、快捷以及安全的效果。停车场的规模各不相同，对其进行管理的模式也有不同之处，管理者需要根据自身的条件，选择应用经济、稳定的管理程序，以免选择了高成本的管理系统。本设计旨在设计一个简洁、稳定、实用的停车场管理信息系统，希望在容错性、实用性、易操作性等方面具有自己的特色，并且保持一定的可扩展性，以满足不同停车场的信息管理需求。1.1.2 智能停车场管理系统发展概况及趋势停车场管理系统是利用高度自动化的机
8、电设备对停车场进行安全、有效的管理。由于尽量减少人工的参与，从而最大限度的减少人员费用和人为失误造成的损失，大大提高整个停车场的安全性与使用效率。 中国的智能停车场管理系统市场兴起在2001年，目前还处于初级发展阶段，各种品牌不断涌现，市场比较混乱，归结起来其现状主要表现为以下几点： 市场发展空间很大。停车场管理由于前期中国车辆增长情况与停车场规划间差距较大，全国车辆与停车位之比高达5:1，为解决停车问题，未来停车场智能管理系统市场发展空间很大；由于中国智能停车场管理系统市场还处于初级发展阶段，市场上品牌繁杂，没有形成主流品牌，这也是市场发展不成熟的表现；产品可靠性较低，技术含量不高；成套设备
9、的系统多由集成商提供，能提供成套设备的生产厂家不多，系统稳定性、可靠性不易控制；部分商家售后服务不到位；国内系统、组装系统与国外系统的市场占有率之比约为2:1:1。由于价格因素影响，国内产品主要用于一般小区与中低档写字楼，国外产品则用于比较知名的高档智能建筑；系统智能化程度较低，如车位引导系统应用不多；从趋势上看，智能停车场管理系统应向更高程度的智能化、合理化、人性化方向发展。我国智能停车场市场需求剧增，2011年1月27日，工业化和信息部党组织成员、总工程师朱宏任提出，2010年全国共生产1826万辆，销售1806万辆汽车。俨然我国已经成为一个汽车消费大国。但随之而来的就是各大城市令人诟病的
10、马路拥堵，乱停乱放等问题。马路拥堵，北京等一线城市已经出台了相关的汽车限购政策和国家公务用车使用政策，但车辆乱停乱放除了国家完善相关法律之外，停车场的配套也必须一并跟上。由于土地容量有限，车位的数量也僧多粥少，停车所引发的社会问题日趋严重。停车所涉及的社会问题是多方面的，涉及城市规划、汽车保有量的增长与停车资源配套的失衡、轨道交通停车配套等诸多问题。所有这些数据表明,智能化停车场的春天才刚开始1。1.2 课题设计思想随着社会经济的发展，人们生活水平的提高，汽车已越来越多的进入家庭，汽车消费时代已悄然来临，停车场的建设也是方兴未艾，停车场智能管理系统也已经在大部分停车场发挥着重要作用，在为人们停
11、车带来方便的同时也具有良好的社会效益和经济效益。为了满足小区停车场智能化管理的要求，设计编写了本方案，主要包括停车场出入口智能管理系统和停车场智能车位引导系统，侧重点在于车位诱导和车辆检测。第2章 智能停车场管理系统概述2.1 射频技术（RFID）概述RFID技术是从20世纪80年代起走向成熟的一项自动识别技术。它利用射频方式进行非接触式双向通信交换数据以达到识别目的。和传统的磁卡、IC卡相比，射频卡最大的优点就在于非接触，因此，RFID技术在应用中研究的特点和难点是读写冲突、RFID安全和隐私保护、天线和RFID定位等问题5。该技术的原理为：车主将RFID卡安装在车内，当车快行驶到停车场时，
12、车速减慢，在有效的读卡范围内，卡/读卡器自动发送信号，待读卡器/卡接收到信息并作判别是否有效后，控制道闸升杆，从而实现不停车通行。值得注意的是，安装在车内的RFID卡还分为有源卡和无源卡。两者最大的区别在于前者是内置电池的2.4GHz有源RFID卡，由卡主动发送信号，通过无线电波将卡片信息传输至读卡器，现在大多应用的都是可读卡距离510m左右的有源卡，此类卡穿透力极强，即使对于贴有车膜的玻璃或者水泥墙，都可以穿透发送信号给读卡器；而后者是900MHz无电池RFID卡，该类卡工作用电依赖于读卡器发送的电磁波使无源卡内线圈振荡产生工作电压、电流，之后RFID将本卡信息回发给读卡器，由读卡器对卡信息
13、作出判断以确定卡的合法性，无源卡的读卡距离较短，一般12米。当然，距离的长短还往往取决于无源卡放置的位置是否有屏蔽物及读卡器和卡的自身性能。相对有源卡来说，无源卡成本较低，但穿透力不够。RFID技术同其它技术比较而言，具有成本上的优势，而且RFID定位技术队环境的要求和受到的环境影响都很少，定位精度较高，传输范围大；RFID技术在定位物体的同时还从定位目标中读取有关该对象的大量信息。针对这种情况，本系统设计基于射频识别技术，采用计算机管理系统获得停车场停靠车辆的个体信息，包括空余停车位的数量与分布情况，方便车主顺利地找到停车位置；在停车场的入口处可以通过终端查询系统很方便地查询到自己的车辆在停
14、车场的具体位置；在出口处，根据车载卡报告时记录的起始停靠时间，可以很方便地得出车辆停靠时间及应付费用。本系统的特点是电子系统复杂性低，容易实现且成本；定位精度高，抗干扰能力强2。2.1.1 射频识别系统的构成RFID的基本组成部分：1. 标签（Tag）：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象2. 阅读器（Reader）：读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；3. 天线（Antenna）：在标签和读取器间传递射频信号。如图2-1.电源射频模块存储器控制模块能量天线天线射频模块能量，时钟，数据数据时钟数据读写模块数据输入入数据据电池池计算
15、机通信网图2-1 射频识别系统结构框图2.1.2 射频系统基本工作流程图射频识别系统的基本工作流程如下：1. 读写器将无线电载波信号经过发射天线向外发射；2. 当电子标签进入发射天线的工作区时，电子标签被激活，将自身信息的代码经天线发射出去；3. 系统的接收天线接收电子标签发出的载波信号，经天线的调节器传输给读写器。读写器对接收到的信号进行解调解码，送往后台的电脑控制器；4. 电脑控制器根据逻辑运算判断标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构的动作；5. 执行机构按照电脑的指令动作；6. 通过计算机通信网络将各个监控点连接起来，构成总控信息平台，可以根据不同的软件来完成要实现的功能3。其射频识别模型如图2-2所示：阅读器天线天线电子标签时序计算机数据
