摘 要
社会经济的不断发展，使得城市化进程越来越快，人口向城市内圈逐步迁移，日常活动和工作更加活跃起来，对于汽车的使用趋势总是只增不减。这对于交通带来的压力是十分沉重的，对于车辆停车困难和停车位分配不均的问题是造成我国中大型城市交通拥堵问题的关键。
本次设计的基于单片机的智能停车系统，是一种一体式停车管理系统，适用于多个出入口进出车辆的停车场，并且设计了一种抬杆结构，采用STM32控制抬杆的运动，当监测到车辆时，首先进行识别，之后通过远程智能控制抬杆，给车辆让出通道，便于用户直接进入停车场，找到停车位，减少用户找寻车位的时间，快速进入停车位。此停车管理系统具有便捷使用，智能控制和处理效率高等的优点，对车辆进行规划管理，提高城市停车场的使用效率，减少资源浪费，采用智能化技术和自动化设备，压缩人力成本，提高停车场的运行流畅度，帮助减缓交通压力。
关键词： 单片机 智能停车 控制系统
1、本文研究的背景、目的和意义
长久以来，科学技术的不断发展使得人民生活水平得到提升，城市化道路的建设使得汽车成为人们出行的重要交通方式[1]。在大中型城市甚至小型城镇都面临交通堵塞，在节假日期间的“停车难”问题一直是困扰市民开车出行不可避免的难题。
目前，对于停车中存在的难题主要体现为：多区域停车位信息无法获取、智能化停车技术不普遍、停车管理系统难以开发以及便捷移动端停车设备较少。由于多个区域的停车位信息无法做到流通交互，车主在需要停车的过程中不能够实时得到附近停车场的停车信息，导致热点地区的车辆拥挤问题，并且还会出现非法占用停车的问题，不仅极大影响了交通运转，而且给交管人员造成了“难处理、处理慢”等的问题。随着物联网和智能化的发展，交通停车场中融合现代技术成为重要的发展趋势[2]。当前，只有极少数的大型城市中具有智能化停车场，并且其覆盖面积小，用户量不足，也是当前智能化停车系统研发所面临的重要难点。城市中停车场的信息交流由于交通管理部门和停车场主的原因存在沟通障碍，是停车场信息收集的一大难题。系统在搭建过程中无法获得实时的信息，停车场管理者会由于收益问题阻碍系统做出最合理的安排，影响实际停车中的使用体验。移动端设备的出现，方便了人们的出行，通过在线的信息交互可以使得用户实时了解当前状态，从而做出相应的决策。将停车场信息显示在智能化的移动端，能够极大地方便人们的出现，在一定程度上能够解决人们停车难的问题，其主要的功能为车辆导航、搜索停车场位置、停车位实时显示以及停车收费等[3]。
考虑到当前停车场的主要问题为停车占道问题严重，地下停车场却空空荡荡，这是由于停车管理不完善，而且车库本身也存在很多的问题。对于小型车库来说，其成本投入较少，导致后续的管理也存在严重的问题，在很多环节上都是采用人工处理的方式进行，同时考虑到用人成本问题，实际雇佣人员也相对较少，难以满足车库的日常管理和运行[4]。在车流量大的时间段内，人员极度缺乏导致车辆堵塞严重，车库内车辆随意停放问题导致后续车辆难出难入等影响正常运转，有时会造成交通堵塞问题。而对于大型车库来说，其采用智能化技术，能够大大减少人力需求，并且在车辆识别和收费计费等的环节上非常有效率。但是，采用这种停车管理系统会出现车位信息不明了，空余车位位置不清晰等的问题，虽然在车库内安置了多个摄像头，但是由于车库的光线和阻碍物较多的问题，不能够及时有效地分析当前的车位信息，难以做出合理的安排。在车流量较大的时候，车库内停车难的问题依然存在，车辆进入车库后随意停放到车位中，可能会造成不必要的麻烦[5]。
社会经济的不断发展，使得城市化进程越来越快，人口向城市内圈逐步迁移，日常活动和工作更加活跃起来，对于汽车的使用趋势总是只增不减。这对于交通带来的压力是十分沉重的，对于车辆停车困难和停车位分配不均的问题是造成我国中大型城市交通拥堵问题的关键[6]。同时，对于一般的停车场管理效率低下，只能满足小区或小型商场的需求，对于人数众多的大厦或商场来说，智能化的停车场应运而生。随着高层建筑的占据我国楼房建设的主要类型，从楼房结构的安全方面考虑，地下停车场的配套设施是不可或缺的。由于地下停车场的位置问题，包括信号等的问题，导致其管理一直存在很大的问题。为改善这个问题，各个地区或专业公司研发出了专用的停车场管理系统，具有基础功能的系统被设计出来，其具备了完整的导航和空余停车位以及收费计费功能[7]。为减少车主停车位置不清晰、停车信息不明了的问题，已经有很多的研究出现在人们的视野中，适用于移动终端如手机等的软件也已经投入到市场中，受到众多用户的青睐。
目前，对于停车场智能管理系统的研发仍处于初步阶段，主要还存在很多难以解决的问题，如停车场管理制度问题由于实际情况的不同难以做到统一规划，并且对于不同用户的需求难以做到分类处理。智能停车系统的关键主要是在视频识别技术方面的研究，监测速度和监测质量能够在极大程度上减少车辆从识别到停车再到计费收费等进程中所耗费的时间。
近年来，中国私家车的数量依旧保持迅猛增长的趋势[8]，停车难的问题导致的交通堵塞成为亟需解决的热点问题。智能停车系统能够有效地解决车主所面临的难题，具有重要的实际意义。智能停车系统具有管理车辆和分配停车位的功能，通过摄像头监控停车场内的停车位信息，并实时显示在中控屏上，便于用户了解信息。科学技术的进步一直是推进文明进程的关键动力，对于管理系统的创新设计和停车位查询系统，能够在一定程度上节约资源，从而减少车辆对于环境的污染排放。对于智能停车系统的研究可以基于之前的系统研究方法，协调配合实际停车需求，对重要区域的停车进行合理分配，规定收费标准，监控和保护停车情况，保证用户车辆的安全，以此便于智慧停车系统的搭建。
2、本文研究的主要内容
本次设计的基于单片机的智能停车系统，是一种一体式停车管理系统，适用于两个出入口进出车辆的停车场，由地磁感应线圈检测车辆，以对射对射型红外传感器检测停车数量。此停车管理系统具有便捷使用，智能控制和处理效率高等的优点，对车辆进行规划管理，提高城市停车场的使用效率，减少资源浪费，采用智能化技术和自动化设备，压缩人力成本，提高停车场的运行流畅度，帮助减缓交通压力。
3、系统设计要求
本系统实现的智能停车场系统目标功能如下：
（1）入口控制：当车辆驶入停车场时，检查到车辆。
（2）车位判断：判断停车场车位空闲状况,如有空闲则电机控制抬杆。
（3）出口控制：车辆驶出停车场时，检测车辆离开，离开后电机控制落杆。
（4）显示屏显示车位剩余数量。
4.软件开发语言及环境
由于整个程序比较复杂，且计算量较大，用到了较多的浮点数计算，所以程序的编写采用了C语言。
对于大多数51系列的单片机，使用C语言这样的高级语言与使用汇编语言相比具有如下优点：
1）不需要了解处理器的指令集，也不必了解存储器结构。
2）寄存器分配和寻址方式由编译器进行管理，编程时不需要考虑存储器的地址和数据类型等细节。
3）指定操作的变量选择组合提高了程序的可读性。
4）可使用与人的思维更相近的关键字和操作函数。
5）与使用汇编语言相比，程序的开发和调试时间大大缩短。
6）C语言的库文件提供了许多标准的例程。
7）通过C语言可实现模块化编程技术，从而可将已编制好的程序加到 新程序中。
8）C语言可移植性好且非常普及，C语言编译器几乎适用于所有的目标系统，已完成的项目可以很容易地转换到其他的处理器或环境中与汇编语言相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可移植性、可维护性上有明显的优势，易学易用。
开发环境采用Keil uVision5 MDK进行编程实现。keil uvision 是一款非常优秀且权威的单片机开发工具，它拥有编辑、编译、仿真等功能，并且还提供了库管理、宏汇编、C编译器、连接器以及仿真调试器等在内的完整开发方案，能够通过一个环境将这些部分全部组合起来。
其中Keil有以下特点：
（1）Keil软件同时支持WINXP和WIN7等多种操作系统，提供了丰富的库函数和功能强大的开发工具。
（2）Keil可以完成从编辑、编译、到连接、调试的一套开发流程。
参考文献
[1]王朝忠.停车场管理系统的联网化无人化智能化[J].中国公共安全，2014 (24):102-105.
[2]惠鹏飞，马晓峰,赵天通，等.智能停车场管理系统的设计及发展趋势研究[J].黑龙江科技信息，2015, 11: 071.
[3]杨在华.基于单片机的低功耗遥控车位锁研究[J].新技术新工艺, 2015 (6): 104-106.
[4]王志伟，闫秀霞，孙宝连. RFID 技术应用研究综述及研究趋势展望[D]. 物流技术，2014, 33(5): 1-5.
[5]解凤玲.基于 RFID 的停车场管理系统研究[J]: [硕士学位论文]河南:河南理工大学, 2012.
[6]赵宏凯.智能停车场的车位信息检测及管理系统[J]: [硕士学位论文].大连:大连交通大学, 2014.
[7]李奕富，吕仲民，彭晓談.云停车场管理平台在城市交通管理系统上的应用[J].中国公共安全, 2014 (24): 92-97.
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