超聲波在停車場中大放異彩

超聲波在停車場中大放異彩QQ發(fā)布日期：2010-11-05來源：中國智能停車網(wǎng)瀏覽次數(shù)：2736責(zé)任編輯：黃磊磊將超聲波運用于停車場誘導(dǎo)管理系統(tǒng)，主要用于引導(dǎo)車輛停車和管理停車場。停車場車位檢測引導(dǎo)系統(tǒng)介紹1超聲波檢測車位狀態(tài)的原理超聲波檢測車位狀態(tài)是基于超聲波測距原理實現(xiàn)的，超聲波探頭不易受干擾，安裝方便，將超聲波傳感器安裝在車位的正上方，向下發(fā)射超聲波，超聲波經(jīng)地面或車輛頂部反射又由傳感器接收，可獲取超聲波傳輸?shù)臅r間，從而計算出超聲波傳輸?shù)木嚯x。當車位有車時，超聲波傳輸?shù)木嚯x與無車時是不同的，由此可判斷泊位上有無車輛停放。為此，采用超聲波傳感器進行車位檢測器的研制2。如圖1所示，在超聲波檢測車位狀態(tài)的原理圖中，L為超聲波探頭到反射面的距離，L=Vt/2其中：t為發(fā)射超聲波與接收超聲波的時間間隔，v為在空氣中的傳播速度。圖1超聲波檢測車位狀態(tài)原理圖2超聲波檢測車位狀態(tài)的實現(xiàn)根據(jù)超聲波測距的原理，假設(shè)停車場的頂部（探頭所在位置）與地面的高度為2米，空氣的傳播速度認為是不變的。在實際中，如果有車停入時，超聲波發(fā)出后遇到汽車頂部反射,超聲波接收到的時間就要比沒有車時的時間短，可以根據(jù)公式L=Vt/2推出，這樣得到的距離L也就小，實際測得距離小于2m,可以將2m作為比較距離，把實測距離和2m做比較，如果小于2m,則表示車位有車停放，否則說明車位未被占據(jù)。為了克服人在車位上走動時的干擾，當檢測到有車剛停放時，需要隔幾秒鐘之后再進行確認3。超聲波檢測車位狀態(tài)的電路包括：超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路和單片機電路。如圖2所示。圖2超聲波檢測車位狀態(tài)電路圖超聲波發(fā)射電路核心器件為TCT40-16（T）,由單片機的P1.0管腳產(chǎn)生頻率為40KHZ的方波信號。為了提高發(fā)射強度，用推挽形式將方波信號加到超聲波換能器兩端，。輸出端采用兩個反相器（集電極開路輸出的門電路）并聯(lián)，用于提高驅(qū)動能力。超聲波接收電路核心器件為CX20106,CX20106是日本索尼公司一款紅外線檢波接收的專用芯片,常用于電視機紅外遙控接收器，在輸入信號過強時防止前置放大器過載，設(shè)有帶通濾波器，頻率f0可由5腳的外接電阻或電位器調(diào)節(jié)。使用時調(diào)節(jié)方便，抗電磁干擾能力較強。考慮到紅外遙控常用的載波頻率38K與測距的超聲波頻率40K較為接近，利用CX20106制作超聲波檢測接收電路。當接收探頭接收到回波后，把超聲波信號轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑷醯碾娦盘?。再?jīng)過CX20106的放大，濾波，會在INTO產(chǎn)生一個下降沿信號，此信號作為單片機的中斷信號。單片機響應(yīng)中斷后，讀取單片機內(nèi)部定時器的時間，計算距離。通過距離判斷此車位有無停放車輛。如果有車，則把P1.1管腳置為高電平，如果沒有車，則P1.1為低電平。此電平信號作為車位狀態(tài)信息送給車位信息采集模塊。停車場車位檢測引導(dǎo)系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)超聲波車位檢測引導(dǎo)系統(tǒng)的原理框圖如圖3.車位檢測引導(dǎo)系統(tǒng)由車位檢測器，車位引導(dǎo)屏，方向指示燈等組成。在每個車位設(shè)置一個車位檢測器，通過總線并入管理軟件子系統(tǒng)后，車位引導(dǎo)屏將顯示沿方向指示燈的空余車位數(shù)給司機，引導(dǎo)司機停車，避免司機在車庫內(nèi)找車位的煩惱。若車庫內(nèi)己無車位使用，則入口車位顯示屏顯示車庫滿位（0）”字樣，不再受理車輛進庫4。車位檢測器由一對超聲波探頭組成，首先由一只超聲波探頭發(fā)出超聲波，再由另一個超聲波探頭接收，把接收到的超聲波轉(zhuǎn)化為電信號送到單片機，通過單片機的內(nèi)部軟件進行判斷，如有車進入，則單片機控制第1組LED實現(xiàn)加1顯示，如有車離開，則控制LED進行減1顯示，同時單片機控制第二組LED進行當前剩余車位的顯示，控制第三組LED進行最近車位的號碼顯示。超 擊 波 探 頭圖3停車場車位管理系統(tǒng)總體原理圖為了試驗簡單，停車場車位以8個作為示意。這樣車位總數(shù)可以由一位數(shù)碼管顯示，當前空車位數(shù)用一位數(shù)碼管顯示，最近車位號用一位數(shù)碼管顯示。顯示電路由74LS573鎖存器以及共陰極數(shù)碼管組成。超聲波車位探測器的車位信息由P1口接收。例如，如果P1.1為高電平，說明1號車位有車停放，反之，則說明無車停放。P1口為數(shù)碼管的位選端，高電平有效。P3口的0,1,2管腳為鎖存器的片選端。停車場車位檢測引導(dǎo)系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)采用模塊化程序設(shè)計思想，對不同功能的程序分別編程。本系統(tǒng)軟件主要分為兩大部分，一部分是超聲波探測器部分的程序，主要有40KHz方波產(chǎn)生，超聲波的發(fā)射控制，距離的計算，車位情況的判斷以及車位信息的發(fā)送。另一部分是車位信息采集及顯示部分的程序，有車位信息采集，計算空車位數(shù)量，最近車位判斷，顯示內(nèi)容5。1超聲波探測器程序總體流程圖超聲波探測器部分的程序主要由超聲波發(fā)射程序和中斷服務(wù)程序兩部分組成。分別如圖4、5所示。中斷入口初始化，包括定時器TO的設(shè)置,中斷"INTO的設(shè)置，I關(guān)中斷，美定時器等待中斷通過置PL1口發(fā)信息圖4超聲波發(fā)射程序圖5中斷程序2車位信息采集及顯示部分程序最近車位判斷原理：把車位由近及遠按順序排隊，即1號車位最近，8號車位最遠。1號車位超聲波探測器的信息輸出端即P1.1接車位信息采集及顯示模塊的P1.1,依次接線。車位信息采集及顯示模塊掃描P1口，第一個低電位的車位即為最近車位。本模型只接了8個車位示意，在實際應(yīng)用中可通過多路數(shù)據(jù)選擇器等器件方便的擴展6。流程圖如下圖6。通過P1口收集車位信息計第空4.it數(shù)豪及判斷最近顯不禁位信.總圖6車位信息采集及顯示部分程序流程圖3車位監(jiān)測控制系統(tǒng)的軟件管理系統(tǒng)管理軟件系統(tǒng)是整套停車庫智能管理系統(tǒng)的核心部分。雖然因停車庫功能的不同需求其軟件的組成有所不同，但它應(yīng)該是一套先進的停車庫自動化管理程序。它不僅要為建設(shè)單位提供一種靈活，有效的管理模式，而且要具備自維護功能和一定的擴展性，以適應(yīng)將來功能的需要。目前主要是空車位數(shù)、最近車位號等，入場引導(dǎo)方式主要是：停車場外入口車位顯示屏7。如圖7所示。圖7車位檢測控制系統(tǒng)的管理軟件圖7中的設(shè)計采用了VISA的串行通訊子VI來開發(fā)串行通信軟件。VISA庫駐留在計算機系統(tǒng)中，完成計算機與儀器之間的連接，用以實現(xiàn)對儀器的程序控制。VISA本身不具有編程能力，它是一個高層次API。通過調(diào)用低層驅(qū)動程序來實現(xiàn)對儀器的編程。VISA的I/O控制適用于VXI儀器、GPIB儀器、RS-232串行儀器等類型。VISA串口子VI共有5個串口通信節(jié)點，分別是實現(xiàn)尋找設(shè)備號、串口初始化、串口寫、串口讀、檢測串口緩存、關(guān)閉串行設(shè)備的任務(wù)或事件功能。程序設(shè)計如圖5所示。首先是對串口的初始化設(shè)置：波特率9600,8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無校驗位，串口號為1。當系統(tǒng)啟動時，通過VISAWrite向單片機發(fā)送發(fā)送請求命令1"，由于Labview的串行通信子VI只允許對字符串難道讀寫，因此在數(shù)據(jù)處理時，必須進行字符串與數(shù)字的轉(zhuǎn)換，我們采用字符串到數(shù)字的轉(zhuǎn)換函數(shù)來實現(xiàn)。另外在接到計算機發(fā)送來的請求信號后，單片機則回應(yīng)應(yīng)答信號3,計算機通過VISARead.vi節(jié)點讀取單片機的應(yīng)答信號，并且判斷是否收到3來控制順序結(jié)構(gòu)中的While循環(huán)，若計算機沒有收到單片機的應(yīng)答信號則重發(fā)發(fā)送請求命令”，若收到應(yīng)答信號則順序執(zhí)行下面的程序，即通過VISARead.vi節(jié)點讀取數(shù)據(jù)。最后對取得的數(shù)據(jù)進行處理、顯示。僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.Nurfurdenpers?nlichenfurStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden.Pourl'etudeetlarechercheuniquementddesfinspersonnelles;pasddesfinscommerciales.tojibkoAJiajiioAeakpTOpwenojib3y肛3i(aHH6yqeH曲況cReOBahhh6haoji>kheiHcnojib3OBaTbCHbKOMMepnecKHxuejiax.以下無正文