立体车库智能控制器设计
立体车库智能控制器设计[20200128193535]
【摘要】随着城市汽车保有量的不断增加，停车难问题己经成为大中型城市的一个普遍现象。机械式立体车库可充分利用土地资源，发挥空间优势，最大限度地停放车辆，成为解决城市静态交通问题的重要途径。本文介绍了以MCS—51 单片机为处理器在机械式立体车库自动控制系统中的应用，以循环位移式立体车库为研究对象，以AT89C52为核心，配以独立键盘，液晶显示器，步进电机等，实现了存车取车计费完全自动化的功能。本文给出了六车位车库的工作原理和系统硬件图以及程序流程图，在Proteus设计环境，将编译生成的Hex文件加载到单片机，仿真实现立体车库存车，取车，修改密码和充值的功能。
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关键字:】立体车库、单片机、自动控制系统
一、引言 1
（一）国外研究现状 1
（二）国内研究现状 2
二、设计总体介绍 3
（一）系统功能 3
（二）立体车库智能控制器的结构 3
（三）设计任务 4
三、硬件电路设计 5
（一）单片机AT89C52简介 5
（二）单片机最小系统 6
（三）4×4矩阵键盘 7
（四）液晶显示器 8
（五）断电保护 8
（六）步进电机 9
（七）发光二极管 10
（八）硬件总体电路图 10
四、车库控制系统软件编程 10
（一）主程序设计 10
（二）存车的程序设计 12
（三）取车的程序设计 12
五、系统仿真 13
（一）存车 13
（二）取车 13
（三）修改密码 13
（四）充值 13
六、结束语 14
致谢 15
参考文献 16
附录： 17
一、引言
在城市的发展过程中出现的停车问题，静态交通（车辆停放状态）问题，静态交通相对动态交通（车辆行驶状态）和交通运输的一种形式的存在，两个相互关联，相互影响，停车设施主要内容的静态交通的城市，随着城市的不断发展，各种车辆的不断增加，停车位的需求也越来越多，如果两者之间失去平衡，全市将有一系列的停车难的问题。数据显示，近年来，中国城市的平均增长率在15％-20％的汽车，而城市停车平均增长率只有2％-3％，尤其是在大城市的基础设施，车辆拥有率增长远远被停车基础设施的增长速度超过了，所以我们必须注重城市停车难的问题，积极探索解决措施。
（一）国外研究现状
在50前的时候，立体停车被开发在一个外国的国家，先后出现适合于家庭使用的双层停车完备的设施;利用出住宅的空间内置2-4层起重并转移的立体停车设备的；适合于在城市中心的商业区的停车位中使用建设和泊车之塔；再利用广场，在广场的下面建设立体车库，以节省空间资源。自20世纪70年末起，飞速发展的世界经济，汽车的日益普及，需求量的增加，迫使一些小地方的国家和城市因为地方小，但是人多车多，和一些发达国家积极开展了智能式停车技术的研究开发和制造应用。在日本，美国，德国和其他发达国家在停车场领域中处于世界领先水平。韩国和中国及中国的香港，澳门，台湾在停车技术研究中通过引进 - 移植制造，逐渐的解决了停车难得的停车问题，并且也得到了很大的发展，现在也开始渐渐的向往推出自己的技术和出口自己的产品了。
图1-1国外高容量的立体车库
现世界停车行业向多元化的停车技术方向发展，今天这项技术几乎包括了机械，电子，液压，光学，磁学，计算机技术等领域的成熟和先进的技术。在机械方面，加入了新材料和新技术的一些应用。设备结构运用模块化设计，便于组合使用，易于安装和拆卸。新型钢选择了优质的钢材，既提高了设备的强度和刚度，同时也使设备结构紧凑，美观。装汽车板采用一次成型或彩涂镀锌板组装，美观大方，坚固耐用。控制技术，广泛应用于可编程逻辑控制器和矢量变频调速闭环控制技术，使其高速平稳运行，节约用电，振动和噪声往往是微乎其微。在控制形式方面有，按钮，键型，IC卡，键盘类型，触摸屏，遥控器等。安全元件使用各种光栅显示，光电管，机械限位开关，磁性接近开关，光传感器开关等，提高安全保护装置，如汽车进入声光引导和定位，自动识别车辆的尺寸和重量，车速限制和多重保护机构，车位自动跟踪，链条和电线绳子长度和弹性变形范围的报警器自动补偿，汽车安全图像照相对比检测，自动灭火系统等。
（二） 国内研究现状
我们早期的研究和开发工作，从20世纪80年代中期，20世纪90年代以来，生产的机械车库里开始引入停车设施，在北京，上海，广州，深圳等地使用。根据日本和其他国家行业标准，我国近几年也出台了我国的行业标准。近年来，引进停车设备生产厂已发展到几百，生产各种类型的停车设备，停车设施。并已经开始出口。三维机械式停车库，不仅包括设备相关的规划和建设，以及区域整体景观，交通控制，建筑结构，电力照明，通信监控，通风，排水，环保，消防安全，管理费等。就停车设备本身而言，它的机械结构的发展，已经形成了独有的技术特点停车设施，需要多学科，多专业的复合型人才，积极参与我们的停车产业，发展到国外停车成熟的技术，让此领域安全，经济，高效，节能，省地产品，以满足国内外市场的需求。
一条龙的产业在我国的发展仍存在一些问题，如没有统一的技术标准，大部分产品是模仿或引进国外技术，技术水平低，缺乏一定规模的企业，生产能力不足;无序市场竞争激烈，个别企业为抢占市场，采取低价竞争的严重滞后，缺乏科研设计单位的参与，技术创新能力严重不足，政策不配套，还有停车产业的管理严等。解决这些问题，我们需要市场在政策，管理和技术多方面的努力。政策的制定应参照的相关政策和法规，私人和公共规划，确定合理的停车位数量，实现投资主体多元化，决定车库的管理方法和停车费，投资及经营者给予相应的优惠政策，所以其有利可图。市场应该车库的管理及其运行的监督方针，制定价格杠杆的份额增加道路停车收费标准，逐步消除“道路全库空”的现象。根据市场规则经营车库，并实行政府监督和政策控制，使停车业的健康发展。
图1-2 在我国广泛使用的升降横移式立体车库
本文以MCS—51 单片机为控制系统，提出了一种全自动存取车系统的循环位移式机械立体车库，并给出了六车位的控制系统硬件图电路和软件流程图。
二、 设计总体介绍
（一）系统功能
MCS-51单片机有较强的抗干扰能力，较低的成本。其具体功能为:
· 当用户需要停车时，在液晶显示器上会实时地显示出本车库空闲及占用的车位数。
· 当液晶显示器上显示的空闲车位数超过0时，才允许新用户进入车库停车。
· 当用户采取停车操作且车库满足停车条件时，系统通过步进电机的旋转，自动选择最近的空闲车位给用户。
· 用户进行取车操作时，根据存车取车时间来计算费用，并通过液晶显示器显示出来，用户付费后，通过步进电机旋转，车辆出库。
· 每个车位配有小灯，当车位被占用时，灯灭，当车位空闲时，灯亮。
· 具有掉电保护功能，，即使掉电也能保存当前的数据。
（二）立体车库智能控制器的结构
根据预期目标分析，该系统应该主要由三部分组成：4×4独立键盘接口电路，液晶显示器，步进电机，另外还有发光二极管等。系统组成的基本原理如图2-1所示。
图2-1 设计基本原理图
图 2-2 车库结构图
本设计一共有六个车位，分别用1-6来表示，如图2-2所示。1号车位为于车库初始状态下水平位置。当用户按存车键，系统调配车位时，车位通过步进电机转动，间隔一个车位转动60度角度。例如，当2号车位空闲，电机顺时针旋转60度，把2号车位移到地面水平位置以便车辆进入。当3号车位空闲时，电机顺时针旋转120度，把3号车位移到地面水平位置。当4号车位空闲时，电机顺时针旋转180度，把4号车位移到地面水平位置。当5号车位空闲时，电机逆时针旋转120度，把5号车位移到地面水平位置。当6号车位空闲时，电机逆时针旋转60度，把6号车位移到地面水平位置。当1号车位空闲时，电机不运动。取车操作的时候采用同样原理。
【摘要】随着城市汽车保有量的不断增加，停车难问题己经成为大中型城市的一个普遍现象。机械式立体车库可充分利用土地资源，发挥空间优势，最大限度地停放车辆，成为解决城市静态交通问题的重要途径。本文介绍了以MCS—51 单片机为处理器在机械式立体车库自动控制系统中的应用，以循环位移式立体车库为研究对象，以AT89C52为核心，配以独立键盘，液晶显示器，步进电机等，实现了存车取车计费完全自动化的功能。本文给出了六车位车库的工作原理和系统硬件图以及程序流程图，在Proteus设计环境，将编译生成的Hex文件加载到单片机，仿真实现立体车库存车，取车，修改密码和充值的功能。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】立体车库、单片机、自动控制系统
一、引言 1
（一）国外研究现状 1
（二）国内研究现状 2
二、设计总体介绍 3
（一）系统功能 3
（二）立体车库智能控制器的结构 3
（三）设计任务 4
三、硬件电路设计 5
（一）单片机AT89C52简介 5
（二）单片机最小系统 6
（三）4×4矩阵键盘 7
（四）液晶显示器 8
（五）断电保护 8
（六）步进电机 9
（七）发光二极管 10
（八）硬件总体电路图 10
四、车库控制系统软件编程 10
（一）主程序设计 10
（二）存车的程序设计 12
（三）取车的程序设计 12
五、系统仿真 13
（一）存车 13
（二）取车 13
（三）修改密码 13
（四）充值 13
六、结束语 14
致谢 15
参考文献 16
附录： 17
一、引言
在城市的发展过程中出现的停车问题，静态交通（车辆停放状态）问题，静态交通相对动态交通（车辆行驶状态）和交通运输的一种形式的存在，两个相互关联，相互影响，停车设施主要内容的静态交通的城市，随着城市的不断发展，各种车辆的不断增加，停车位的需求也越来越多，如果两者之间失去平衡，全市将有一系列的停车难的问题。数据显示，近年来，中国城市的平均增长率在15％-20％的汽车，而城市停车平均增长率只有2％-3％，尤其是在大城市的基础设施，车辆拥有率增长远远被停车基础设施的增长速度超过了，所以我们必须注重城市停车难的问题，积极探索解决措施。
（一）国外研究现状
在50前的时候，立体停车被开发在一个外国的国家，先后出现适合于家庭使用的双层停车完备的设施;利用出住宅的空间内置2-4层起重并转移的立体停车设备的；适合于在城市中心的商业区的停车位中使用建设和泊车之塔；再利用广场，在广场的下面建设立体车库，以节省空间资源。自20世纪70年末起，飞速发展的世界经济，汽车的日益普及，需求量的增加，迫使一些小地方的国家和城市因为地方小，但是人多车多，和一些发达国家积极开展了智能式停车技术的研究开发和制造应用。在日本，美国，德国和其他发达国家在停车场领域中处于世界领先水平。韩国和中国及中国的香港，澳门，台湾在停车技术研究中通过引进 - 移植制造，逐渐的解决了停车难得的停车问题，并且也得到了很大的发展，现在也开始渐渐的向往推出自己的技术和出口自己的产品了。
图1-1国外高容量的立体车库
现世界停车行业向多元化的停车技术方向发展，今天这项技术几乎包括了机械，电子，液压，光学，磁学，计算机技术等领域的成熟和先进的技术。在机械方面，加入了新材料和新技术的一些应用。设备结构运用模块化设计，便于组合使用，易于安装和拆卸。新型钢选择了优质的钢材，既提高了设备的强度和刚度，同时也使设备结构紧凑，美观。装汽车板采用一次成型或彩涂镀锌板组装，美观大方，坚固耐用。控制技术，广泛应用于可编程逻辑控制器和矢量变频调速闭环控制技术，使其高速平稳运行，节约用电，振动和噪声往往是微乎其微。在控制形式方面有，按钮，键型，IC卡，键盘类型，触摸屏，遥控器等。安全元件使用各种光栅显示，光电管，机械限位开关，磁性接近开关，光传感器开关等，提高安全保护装置，如汽车进入声光引导和定位，自动识别车辆的尺寸和重量，车速限制和多重保护机构，车位自动跟踪，链条和电线绳子长度和弹性变形范围的报警器自动补偿，汽车安全图像照相对比检测，自动灭火系统等。
（二） 国内研究现状
我们早期的研究和开发工作，从20世纪80年代中期，20世纪90年代以来，生产的机械车库里开始引入停车设施，在北京，上海，广州，深圳等地使用。根据日本和其他国家行业标准，我国近几年也出台了我国的行业标准。近年来，引进停车设备生产厂已发展到几百，生产各种类型的停车设备，停车设施。并已经开始出口。三维机械式停车库，不仅包括设备相关的规划和建设，以及区域整体景观，交通控制，建筑结构，电力照明，通信监控，通风，排水，环保，消防安全，管理费等。就停车设备本身而言，它的机械结构的发展，已经形成了独有的技术特点停车设施，需要多学科，多专业的复合型人才，积极参与我们的停车产业，发展到国外停车成熟的技术，让此领域安全，经济，高效，节能，省地产品，以满足国内外市场的需求。
一条龙的产业在我国的发展仍存在一些问题，如没有统一的技术标准，大部分产品是模仿或引进国外技术，技术水平低，缺乏一定规模的企业，生产能力不足;无序市场竞争激烈，个别企业为抢占市场，采取低价竞争的严重滞后，缺乏科研设计单位的参与，技术创新能力严重不足，政策不配套，还有停车产业的管理严等。解决这些问题，我们需要市场在政策，管理和技术多方面的努力。政策的制定应参照的相关政策和法规，私人和公共规划，确定合理的停车位数量，实现投资主体多元化，决定车库的管理方法和停车费，投资及经营者给予相应的优惠政策，所以其有利可图。市场应该车库的管理及其运行的监督方针，制定价格杠杆的份额增加道路停车收费标准，逐步消除“道路全库空”的现象。根据市场规则经营车库，并实行政府监督和政策控制，使停车业的健康发展。
图1-2 在我国广泛使用的升降横移式立体车库
本文以MCS—51 单片机为控制系统，提出了一种全自动存取车系统的循环位移式机械立体车库，并给出了六车位的控制系统硬件图电路和软件流程图。
二、 设计总体介绍
（一）系统功能
MCS-51单片机有较强的抗干扰能力，较低的成本。其具体功能为:
· 当用户需要停车时，在液晶显示器上会实时地显示出本车库空闲及占用的车位数。
· 当液晶显示器上显示的空闲车位数超过0时，才允许新用户进入车库停车。
· 当用户采取停车操作且车库满足停车条件时，系统通过步进电机的旋转，自动选择最近的空闲车位给用户。
· 用户进行取车操作时，根据存车取车时间来计算费用，并通过液晶显示器显示出来，用户付费后，通过步进电机旋转，车辆出库。
· 每个车位配有小灯，当车位被占用时，灯灭，当车位空闲时，灯亮。
· 具有掉电保护功能，，即使掉电也能保存当前的数据。
（二）立体车库智能控制器的结构
根据预期目标分析，该系统应该主要由三部分组成：4×4独立键盘接口电路，液晶显示器，步进电机，另外还有发光二极管等。系统组成的基本原理如图2-1所示。
图2-1 设计基本原理图
图 2-2 车库结构图
本设计一共有六个车位，分别用1-6来表示，如图2-2所示。1号车位为于车库初始状态下水平位置。当用户按存车键，系统调配车位时，车位通过步进电机转动，间隔一个车位转动60度角度。例如，当2号车位空闲，电机顺时针旋转60度，把2号车位移到地面水平位置以便车辆进入。当3号车位空闲时，电机顺时针旋转120度，把3号车位移到地面水平位置。当4号车位空闲时，电机顺时针旋转180度，把4号车位移到地面水平位置。当5号车位空闲时，电机逆时针旋转120度，把5号车位移到地面水平位置。当6号车位空闲时，电机逆时针旋转60度，把6号车位移到地面水平位置。当1号车位空闲时，电机不运动。取车操作的时候采用同样原理。
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