基于單片機的遙控智能車位鎖設(shè)計

宋博　李磊　王玉濤

摘要：該文介紹了一種基于51單片機的遙控智能車位鎖。該鎖利用無線收發(fā)模塊和編解碼芯片完成遙控信號的發(fā)射和接收，并通過單片機對解碼信號進行有效處理后反饋給步進電機，達到車位鎖自動升降的目的；為防止遙控器誤操作，該鎖引入超聲波模塊作為監(jiān)測車位上方是否有車的檢測單元，有效地避免了當車位上方停車時車位鎖誤打開造成車輛機械零件損失帶來的經(jīng)濟損失。較手動式車位鎖，該鎖更為方便，同時具有防止遙控器誤操作的優(yōu)點，具有較高的實用價值。

關(guān)鍵詞：單片機；車位鎖；遙控；誤操作

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）18-0227-03

Design of Remote Control Intelligent Parking Lock Based on Single Chip Microcomputer

SONG Bo，LI Lei，WANG Yu-tao

（Chuzhou University， Chuzhou 239000， China）

Abstract： This paper introduces a remote control intelligent parking space lock which is based on 51 single chip microcomputer. The lock completes transmitting and receiving the remote control signal by using the wireless transceiver module and the coding and decoding chip. And it achieves the purpose of automatic lifting of parking spaces through the single-chip microcomputer effectively deal with the decoded signal to the stepper motor. In order to prevent the faulty operation of the remote control， the lock introduces the ultrasonic module as detection unit to monitor whether there is a car at the top of parking spaces ， effectively avoid economic losses of vehicle mechanical parts caused by opening parking lock wrongly when parking above spaces. Compared with the manual parking lock， the lock is more convenient， and has the advantage of preventing the mistake operation of the remote control， and has highly practical value.

Key words： singlechip； parking lock； remote control； error operation

1 背景

近年來，隨著人們生活水平的提高和國內(nèi)汽車價格的下降，汽車逐漸走進了普通家庭，對停車場地的需求也隨之增加，停車難、亂停車問題已經(jīng)成為了社會關(guān)注的焦點之一[1]，車主為防止自己的停車位被占而選擇購買車位鎖。但目前，市面上的大多數(shù)車位鎖為手動車位鎖，無論車主進停車位還是出停車位都需要下車打開或者關(guān)閉車位鎖，不僅耽誤時間，具有造成交通擁堵的潛在性，若遇到惡劣天氣更糟糕。為解決以上問題，本文設(shè)計了一款基于單片機的遙控車位鎖裝置，車主在接近停車位無需下車的情況下通過手中的遙控器即可操作，相對于市面上已有的遙控車位鎖，本裝置的創(chuàng)新點在于能夠防止人為的遙控器誤操作造成的車輛剮蹭，有效解決了傳統(tǒng)車位鎖操作的不便并彌補了已有遙控車位鎖功能不全的缺點，具有一定的經(jīng)濟效益。

2 設(shè)計方案

本文設(shè)計的無線遙控車位鎖，主要是為了方便車主實現(xiàn)鎖的上鎖（升起）與解鎖（下降）。使車主在距離車位一定距離范圍內(nèi)不用上下車，而是利用遙控器控制車位鎖內(nèi)部的步進電動機，通過步進電機的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)鎖的上鎖和解鎖。本裝置主要由發(fā)射模塊、接收模塊和控制模塊三部分組成 ，如圖1所示。

車主根據(jù)需要選擇打開或關(guān)閉車位鎖，只需按下發(fā)射模塊遙控裝置相應(yīng)的按鍵，由編碼芯片給出開啟或閉合的編碼信息，經(jīng)調(diào)制放大后由無線模塊發(fā)射，這就完成了發(fā)射模塊的功能。車位鎖接收模塊的無線接收器接收到相應(yīng)信號，經(jīng)過濾波放大還原成電信號，送往解碼芯片解碼，解碼后的信號送往單片機，通過程序控制實現(xiàn)控制電機的正反轉(zhuǎn)，通過電機的正反轉(zhuǎn)帶動車位鎖移動實現(xiàn)鎖的開啟和閉合。超聲波模塊通過檢測停車位上面有無車，通過電路對解碼芯片地址碼的更改從而實現(xiàn)對遙控器的屏蔽或者使之有效，以防止遙控器誤操作。

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 遙控收發(fā)電路設(shè)計

本模塊由DF數(shù)據(jù)發(fā)射和可再生接收模塊，PT2262/2272編解碼芯片共同構(gòu)成。DF數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的工作頻率為315M，采用聲表諧振器SAW穩(wěn)頻，頻率穩(wěn)定度極高并采用ASK方式調(diào)制，以降低功耗，當數(shù)據(jù)信號停止時發(fā)射電流降為零。PT2262/2272是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路，PT2262/2272最多可有12位（A0-A11）三態(tài)地址端管腳（懸空，接高電平，接低電平），任意組合可提供531441組合地址碼，PT2262最多可有6位（D0-D5）數(shù)據(jù)端管腳[2]。從發(fā)射芯片PT2262的17腳發(fā)出的電信號，含有一整套編碼，其中包含地址碼、同步碼以及數(shù)據(jù)碼。該電信號經(jīng)過DF數(shù)據(jù)發(fā)射模塊調(diào)制后發(fā)射，經(jīng)過接收模塊的解調(diào)發(fā)送給PT2272，當信息被PT2272接收后，做2次和地址碼的比對，當它們一致后，VT引腳有高電平輸出，數(shù)據(jù)引腳同時輸出與PT2262數(shù)據(jù)端對應(yīng)電平。

3.2 車位鎖升降控制電路

控制電路如圖2所示，采用了ATMEL公司的低功耗、高性能8位CMOS單片機AT89S51作為核心微控制器，片內(nèi)具有4KB的FLASH程序存儲器，可系統(tǒng)在線編程，128B的數(shù)據(jù)存儲器，5個中斷源，2個中斷優(yōu)先級，可實現(xiàn)兩層中斷嵌套，具有2個16位可編程定時器/計數(shù)器，全雙工串口，看門狗電路等豐富的資源[3]。

圖中電路中，按鈕、電阻、和電容組成系統(tǒng)的上電復位和手動復位電路，晶體振蕩器和瓷片電容、構(gòu)成單片機的外置晶振電路。功能電路中，P1.0-P1.3為步進電機的控制口，通過此IO發(fā)送控制器對步進電機的步進脈沖信號[4]。P3.1和P3.2口為單片機的兩個外部中斷口，PT2272解碼后的信號通過此口向單片機申請中斷。P0.0口與PT2272的1腳相連，當車位鎖上沒有車時，此信號輸出低電平，從而保證了與PT2262地址碼相同可以實現(xiàn)解碼，但當車位鎖上有車輛時，此引腳輸出高電平，使得P2272和PT2262的地址碼不相同，無論PT2272接收到了什么控制信號都不會解碼，從而實現(xiàn)了對遙控器的屏蔽作用。圖中的發(fā)光二極管作為指示燈來提示用戶當前車位鎖的狀態(tài)。P2.1和P2.2口接超聲波模塊的信號引腳[5]，以實現(xiàn)對車位鎖上有無車輛的檢測。

4 軟件設(shè)計

當車主靠近停車位時，車主通過控制手中的遙控器發(fā)送解鎖信號，信號經(jīng)過接收解碼后送往單片機，根據(jù)外部中斷請求信號，執(zhí)行不同的指令，如圖5所示。單片機根據(jù)超聲波信號不斷判斷車位鎖上面是否有車，若有車則屏蔽遙控器，使得遙控器無法工作，以避免誤操作，若無車，則遙控器保持有效。在屏蔽遙控器的情況下，若車駛出停車位，則馬上恢復遙控器的有效性，車位可以選擇通過手中的遙控器上鎖，同時在車主忘記上鎖的情況下，15s后車位鎖自動上鎖，以防止停車位被占，如圖6流程圖所示。

5 結(jié)束語

本文提出并設(shè)計了一種新型遙控車位鎖，以51單片機為主控進行了硬件電路的設(shè)計，降低了產(chǎn)品成本，采用無線通信實現(xiàn)遙控信號的收發(fā)，引入編解碼芯片，重碼概率低，通過編解碼芯片大大降低了人工編程的效率，縮短了實時反應(yīng)時間，提高了運行效率同時也使遙控距離更加遠，遙控更加準確。超聲波實時監(jiān)測車位鎖上有無車輛做好屏蔽遙控器的準備，以防止遙控器誤操作，并基于Keil C51進行了程序的實現(xiàn)。該方案的提出不但有效增強了車位鎖的使用便利性 ，而且有效減少了車主下車操作車位鎖時因車輛占道而造成的出人擁堵。

參考文獻：

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