智能汽车牌照控制系统设计
智能汽车牌照控制系统设计[20200106202724]
车辆牌照识别控制系统是目前国内外研究领域的一个热点，本文借助于两个89C51单片机仿真计算机与外部设备之间的双机通信，用LED点阵屏模拟牌照识别结果读取的过程，由单片机搭建驱动电路和显示电路，主要完成下面三个部分内容。 单片机的双机通信。在MCS-51系列单片机上有一个通用异步接收／发送器UART，通过引脚RXD[P3.O]和TXD[P3.1]，发送数据时由TXD端送出，接收时数据由RXD端输入，借此来实现数据的传输与接收。 LED点阵屏显示。通过视频捕捉卡获取视频数据，传输到数据库进行存储，经过字符定位、字符分割、字符识别等一系列的处理识别出车牌号码，通过对字母进行特征提取并对单片机显示系统进行编程，将提取图像的二值矩阵通过程序转换为单片机能识别的16进制数字代码，并通过单片机电路实现字母的显示。 在硬件方面，搭建了单片机时钟电路、驱动电路和显示电路。时钟电路为单片机提供一个稳定的正常工作环境；驱动显示电路利用P0和P3端口分别选通点阵屏的列和行使其达到可以显示出正确字母的目的。 *查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:牌照控制系统,串行通信,LED点阵屏,字模数据库,单片机
目录
第一章 绪论 1
1.1 研究的背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 车牌识别技术的难点 2
1.4 车辆牌照自动控制系统研究思路和方法 3
第二章 系统总体 3
2.1 系统构成 3
2.2 软件开发工具 4
第三章 数据库管理模块 6
第四章 串行通信模块和LED显示模块 7
4.1 通信的一般概念 7
4.2 MCS-51单片机串行通信接口 8
4.3 模块编程思路 9
4.4 LED点阵屏 10
4.5 模块编程思路 11
第五章 系统硬件设计和实现 12
5.1 89C51单片机 12
5.2 双机通信接口 13
5.3 系统硬件电路的设计 14
总结 18
致谢 19
参考文献 20
附件一：系统硬件原理图 21
附件二：输出锁存器及移位寄存器子程序源代码： 22
附件三：Keil uVision2编译结果图 23
附件四：仿真结果图 24
第一章 绪论
1.1 研究的背景及意义
工业革命以来，为从根本上解决交通状况问题，人们采用各种新技术把车辆、道路、使用者紧密联系起来，有效解决交通阻塞问题，对交通事故应急处理、环境保护、能源节约都有显著效果，Intelligent Transportation System (ITS) 智能交通系统成为解决交通运输问题的一个重要途径。智能交通系统是指将先进的信息技术、计算机技术、人工智能技术、导航定位技术、感应器技术、数据通信技术、电子技术、自动控制技术等有效地综合运用于交通的一种实时、准确、高效的综合运输系统，该系统通过对道路交通流信息进行实时监测，及时了解交通状况，根据交通流的动态变化迅速做出交通诱导控制、减轻道路拥塞程度、减小交通工具的运行延误、降低交通事故发生概率、保障行车安全高效、使相关的交通设施得到充分合理的运用。
车牌自动识别技术是公路监控系统中的一个重要方面，现在己日趋成熟，逐渐转为实用阶段。当前车牌识别方法主要有3种:
(1) IC卡识别技术。
(2)条形码识别技术。
(3)基于图像处理的车牌识别技术。
前两种方法是将车牌信息存储在IC卡或条形码中。利用IC卡技术进行汽车牌照的识别，在每辆汽车上安装一个微型电子信号接收和发射装置即IC卡，通过卡内存储的信息辨识出汽车的车牌号码和其他相关内容。两种方法的优点是识别速度快、识别准确度高，可以全天候作业，但这两种方法对硬件要求很高，且价格昂贵，普及性不强，也对车、卡是否相符的问题无法解决。基于图像处理的车牌识别技术相比较前两种方法优势在于无需给车辆添加任何辅助设备，同时它以非接触性的方法对车牌信息进行采集，并且可以实时识别，工作效率高，该方法是基于计算机视觉和图像处理技术的，方便维护和升级，通用性强。因此，基于图像处理的车牌识别技术系统具有广阔的应用前景。
1.2 国内外研究现状
汽车牌照识别技术属于计算机视觉领域，国内外都运用图像处理技术进行汽车牌照识别的研究，最早出现于80年代，这个阶段的研究并没有形成完整的系统体系，而是就车牌识别的某一个问题进行讨论，并且通常是采用简单的图像处理技术解决。识别过程是使用工业电视摄像机拍下汽车的正前方图像，然后交给计算机进行简单处理，并且最终仍需要人工干预。进入90年代，由于计算机视觉的发展，开始出现汽车牌照识别的系统化研究。1990年，ASJhonsno等运用计一算机视觉技术和图像处理技术实现了车辆牌照的自动识别系统。该系统分为图像分割、特征提取和模板构造、字符识别等三个部分。利用不同数值对应的直方图不同，经过大量统计实验确定出车牌位置的图像直方图的数值范围，从而根据特定数值对应的直方图分割出车牌，再利用预先设置的标准字符模板进行模式匹配识别出字符。
随着车辆问题的增多，基于图像的车牌识别系统的研制引起了许多学者的广泛兴趣，也取得了很大的进展，有许多成型的产品出现，但由于外界环境光线变化、光路中有灰尘、季节环境变化及车牌本身比较模糊等条件的影响，使得LPR系统一直是一个不能很好解决的问题，而且很多的方法都需要大量的数值计算并没有考虑到实时处理的环境。车辆牌照识别技术研究为了解决图像恶化的问题，目前国内外的研究机构或公司企业采取的办法是采用土动红外照明摄像或使用特殊的传感器来提高图像的质量，继而提高识别率，这样做的同时也造成了系统的投资成本过大，应用领域变小，不适合普遍的推广。
如今国内外的汽车牌照识别系统的研究工作己经有了很大进展，一些实用的成熟的产品也相继出现。各个国家的产品虽然不同，但基本上都是基于车辆探测器的系统，设备投资巨大，其中的车辆探测器土要有:踏板式探测器、光探测器、微波雷达通过型探测器、压力探测器、声控探测器、红外探测器、电磁感应环探测器、测速雷达探测器和压敏探测器等。国内比较典型的识别系统有:上海交通大学计算机系研究的基于彩色分割的牌照自动识别系统，图形图像研究所研究的“车牌通”产品以及中科院自动化研究所汉王公司的“汉王眼”
1.3 车牌识别技术的难点
就目前一些车牌识别产品的性能指标可以看出，车牌识别系统的识别率和识别速度有待提高，特别是在车牌定位方面，还没有一种通用的方法。研究高速、准确的定位与识别算法仍然是当前需解决的一个研究方向。车牌定位和识别，特别对我国的车牌识别技术，存在以下难点:
(1)汉字识别率问题。目前无论哪个车牌识别系统，当图像的分辨率降到一定程度时，汉字识别率都急剧下降。
(2)自然环境问题。监控系统摄取的车牌图像含有丰富的自然背景及车身背景信息，易受照明条件、天气条件及运动失真和模糊的影响，因此所获取的图像质量一般都不高。
(3)车牌种类的多样性问题。国外许多国家汽车牌照的底色和字符颜色通常只有对比度较强的两种颜色，而我国汽车牌照仅底色就有蓝、黄、黑、白等多种颜色，字符颜色也有黑、红、白等若干种颜色;同时根据不同车辆、车型、用途，规定了多种牌照格式，例如分为军车、警车、普通车等
(4)其他因素。如车牌悬挂位置不规范，车牌受到严重污染等也严重影响了车牌的识别率。
1.4 车辆牌照自动控制系统研究思路和方法
车辆牌照识别控制系统是目前国内外研究领域的一个热点，本文借助于两个89C51单片机仿真计算机与外部设备之间的双机通信，用LED点阵屏模拟牌照识别结果读取的过程，由单片机搭建驱动电路和显示电路，主要完成下面三个部分内容。
车辆牌照识别控制系统是目前国内外研究领域的一个热点，本文借助于两个89C51单片机仿真计算机与外部设备之间的双机通信，用LED点阵屏模拟牌照识别结果读取的过程，由单片机搭建驱动电路和显示电路，主要完成下面三个部分内容。 单片机的双机通信。在MCS-51系列单片机上有一个通用异步接收／发送器UART，通过引脚RXD[P3.O]和TXD[P3.1]，发送数据时由TXD端送出，接收时数据由RXD端输入，借此来实现数据的传输与接收。 LED点阵屏显示。通过视频捕捉卡获取视频数据，传输到数据库进行存储，经过字符定位、字符分割、字符识别等一系列的处理识别出车牌号码，通过对字母进行特征提取并对单片机显示系统进行编程，将提取图像的二值矩阵通过程序转换为单片机能识别的16进制数字代码，并通过单片机电路实现字母的显示。 在硬件方面，搭建了单片机时钟电路、驱动电路和显示电路。时钟电路为单片机提供一个稳定的正常工作环境；驱动显示电路利用P0和P3端口分别选通点阵屏的列和行使其达到可以显示出正确字母的目的。 *查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:牌照控制系统,串行通信,LED点阵屏,字模数据库,单片机
目录
第一章 绪论 1
1.1 研究的背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 车牌识别技术的难点 2
1.4 车辆牌照自动控制系统研究思路和方法 3
第二章 系统总体 3
2.1 系统构成 3
2.2 软件开发工具 4
第三章 数据库管理模块 6
第四章 串行通信模块和LED显示模块 7
4.1 通信的一般概念 7
4.2 MCS-51单片机串行通信接口 8
4.3 模块编程思路 9
4.4 LED点阵屏 10
4.5 模块编程思路 11
第五章 系统硬件设计和实现 12
5.1 89C51单片机 12
5.2 双机通信接口 13
5.3 系统硬件电路的设计 14
总结 18
致谢 19
参考文献 20
附件一：系统硬件原理图 21
附件二：输出锁存器及移位寄存器子程序源代码： 22
附件三：Keil uVision2编译结果图 23
附件四：仿真结果图 24
第一章 绪论
1.1 研究的背景及意义
工业革命以来，为从根本上解决交通状况问题，人们采用各种新技术把车辆、道路、使用者紧密联系起来，有效解决交通阻塞问题，对交通事故应急处理、环境保护、能源节约都有显著效果，Intelligent Transportation System (ITS) 智能交通系统成为解决交通运输问题的一个重要途径。智能交通系统是指将先进的信息技术、计算机技术、人工智能技术、导航定位技术、感应器技术、数据通信技术、电子技术、自动控制技术等有效地综合运用于交通的一种实时、准确、高效的综合运输系统，该系统通过对道路交通流信息进行实时监测，及时了解交通状况，根据交通流的动态变化迅速做出交通诱导控制、减轻道路拥塞程度、减小交通工具的运行延误、降低交通事故发生概率、保障行车安全高效、使相关的交通设施得到充分合理的运用。
车牌自动识别技术是公路监控系统中的一个重要方面，现在己日趋成熟，逐渐转为实用阶段。当前车牌识别方法主要有3种:
(1) IC卡识别技术。
(2)条形码识别技术。
(3)基于图像处理的车牌识别技术。
前两种方法是将车牌信息存储在IC卡或条形码中。利用IC卡技术进行汽车牌照的识别，在每辆汽车上安装一个微型电子信号接收和发射装置即IC卡，通过卡内存储的信息辨识出汽车的车牌号码和其他相关内容。两种方法的优点是识别速度快、识别准确度高，可以全天候作业，但这两种方法对硬件要求很高，且价格昂贵，普及性不强，也对车、卡是否相符的问题无法解决。基于图像处理的车牌识别技术相比较前两种方法优势在于无需给车辆添加任何辅助设备，同时它以非接触性的方法对车牌信息进行采集，并且可以实时识别，工作效率高，该方法是基于计算机视觉和图像处理技术的，方便维护和升级，通用性强。因此，基于图像处理的车牌识别技术系统具有广阔的应用前景。
1.2 国内外研究现状
汽车牌照识别技术属于计算机视觉领域，国内外都运用图像处理技术进行汽车牌照识别的研究，最早出现于80年代，这个阶段的研究并没有形成完整的系统体系，而是就车牌识别的某一个问题进行讨论，并且通常是采用简单的图像处理技术解决。识别过程是使用工业电视摄像机拍下汽车的正前方图像，然后交给计算机进行简单处理，并且最终仍需要人工干预。进入90年代，由于计算机视觉的发展，开始出现汽车牌照识别的系统化研究。1990年，ASJhonsno等运用计一算机视觉技术和图像处理技术实现了车辆牌照的自动识别系统。该系统分为图像分割、特征提取和模板构造、字符识别等三个部分。利用不同数值对应的直方图不同，经过大量统计实验确定出车牌位置的图像直方图的数值范围，从而根据特定数值对应的直方图分割出车牌，再利用预先设置的标准字符模板进行模式匹配识别出字符。
随着车辆问题的增多，基于图像的车牌识别系统的研制引起了许多学者的广泛兴趣，也取得了很大的进展，有许多成型的产品出现，但由于外界环境光线变化、光路中有灰尘、季节环境变化及车牌本身比较模糊等条件的影响，使得LPR系统一直是一个不能很好解决的问题，而且很多的方法都需要大量的数值计算并没有考虑到实时处理的环境。车辆牌照识别技术研究为了解决图像恶化的问题，目前国内外的研究机构或公司企业采取的办法是采用土动红外照明摄像或使用特殊的传感器
如今国内外的汽车牌照识别系统的研究工作己经有了很大进展，一些实用的成熟的产品也相继出现。各个国家的产品虽然不同，但基本上都是基于车辆探测器的系统，设备投资巨大，其中的车辆探测器土要有:踏板式探测器、光探测器、微波雷达通过型探测器、压力探测器、声控探测器、红外探测器、电磁感应环探测器、测速雷达探测器和压敏探测器等。国内比较典型的识别系统有:上海交通大学计算机系研究的基于彩色分割的牌照自动识别系统，图形图像研究所研究的“车牌通”产品以及中科院自动化研究所汉王公司的“汉王眼”
1.3 车牌识别技术的难点
就目前一些车牌识别产品的性能指标可以看出，车牌识别系统的识别率和识别速度有待提高，特别是在车牌定位方面，还没有一种通用的方法。研究高速、准确的定位与识别算法仍然是当前需解决的一个研究方向。车牌定位和识别，特别对我国的车牌识别技术，存在以下难点:
(1)汉字识别率问题。目前无论哪个车牌识别系统，当图像的分辨率降到一定程度时，汉字识别率都急剧下降。
(2)自然环境问题。监控系统摄取的车牌图像含有丰富的自然背景及车身背景信息，易受照明条件、天气条件及运动失真和模糊的影响，因此所获取的图像质量一般都不高。
(3)车牌种类的多样性问题。国外许多国家汽车牌照的底色和字符颜色通常只有对比度较强的两种颜色，而我国汽车牌照仅底色就有蓝、黄、黑、白等多种颜色，字符颜色也有黑、红、白等若干种颜色;同时根据不同车辆、车型、用途，规定了多种牌照格式，例如分为军车、警车、普通车等
(4)其他因素。如车牌悬挂位置不规范，车牌受到严重污染等也严重影响了车牌的识别率。
1.4 车辆牌照自动控制系统研究思路和方法
车辆牌照识别控制系统是目前国内外研究领域的一个热点，本文借助于两个89C51单片机仿真计算机与外部设备之间的双机通信，用LED点阵屏模拟牌照识别结果读取的过程，由单片机搭建驱动电路和显示电路，主要完成下面三个部分内容。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/qcgc/2053.html
