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智能泊车系统

高工
2014-03-20 13:42:46     打赏

作者:广东工业大学华立学院 朱金林 李锌烁 杨福强

指导老师:陆兴华 冯志鸿

 

作品简介:

  开发背景

  随着小汽车产业的发展,我国大中城市机动化是不可遏制的事实。我国大中城市应严肃正视这个问题。停车问题在我国大城市现已成为难题,如何对停车设施进行合理地规划,对车辆停放进行有效地管理,成为我国大中城市迫切解决的问题。智能停车场管理系统的最终目的是改善停车麻烦的状况,提高城市交通系统的效率与功能,通过为司机提供泊位信息,迅速找到停车位。因此,通过建立一套完整的智能泊车管理系统,将会更好的将停车资源合理配置。

  结构说明

  本系统主要由k10主控模块、电源模块、直流电机及电机驱动模块、蓝牙模块、GSM通信模块、传感器模块等构成。

  实物图如下:

  功能与使用说明

  1、随时查询停车场车位余量。司机可发送任意信息到要查询的停车场,便可获知停车场的车位信息。

  2、自动入库。之前,车主需安装好手机蓝牙串口调试助手。连接好蓝牙,车主下车后,发送00到小车,小车便可自动寻空车位停车。同时,小车上的指示灯闪烁,表示处于自动泊车状态。当小车停好后,将会发送信息告知车主。当然,在实际应用上,可以使用GSM通信模块替代蓝牙模块。

  3、自动出库。车主通过蓝牙发送01给小车,小车将自动出库。当小车到达取车处时,自动停车等待,并发送信息告知车主。

  4、智能避障。在出库或入库时,如遇到障碍物,小车会自动停车。当取走障碍物,小车继续泊车。

  5、智能应急。当停车场出现意外事故时,如水灾、火灾,小车将自动出库,并告知车主。同时,蜂鸣器响起,并电话报警。

  作品特色

  先进性:司机可随时得知各个车库的车位情况,以及智能处理意外情况。做到安全可靠、节能、方便。

  创新性:智能完成汽车的入库、停车、出库、入库记录、出库记录以及智能寻找车位停车。以及停车场的智能化管理。

  实用性:节省驾驶人员的时间,降低停车场的管理成本。提高城市交通系统的效率与功能。

 

平台选型说明:

 

设计说明:

  设计方案

  自动泊车系统最终实现目标是发送汽车自身信息到停车场管理系统,接收停车场管理系统的管理信息,进入车场前实现前进航向的自动教正,自动行驶到停车位附近位置,倒退进入到停车位置,关闭电动机,接收汽车启动信息,将汽车行驶到停车场出口。

  为了实现以上目标,对于小车的设计做以下分析:智能泊车系统是一个具有自治功能的系统,系统目标是实现车辆在进入车库区域后,根据和车库的管理系统进行无线信息交流后,无人自动行驶到车库管理系统指定的停车位置。当车主需要提取车辆时,只要停车场管理系统对车辆进行操作之后,车辆会自动行驶到指定的出口。该系统的设计要求尽可能少的对停车场进行指导性的标识,以使停车场的布置成本达到最低。

  设计原理

  本系统以基于ARM Cortex-M4内核的MK10DN512ZVLL10芯片为控制芯片,辅以电源模块、电机及其驱动模块、蓝牙模块、GSM通信模块、无线收发模块、烟雾传感器模块、红外线检测模块、水位感应模块,组成了功能完整的智能泊车系统。系统框图如下:

 

  1硬件设计

  1.1控制器模块

  在原有的开发板基础上制作了此控制模块转接板,以更好的与其他模块衔接。其原理如下图:

 

3 控制模块原理图

1.2电源模块

本系统全部硬件电路的电源由两个7.2V2000mA·h大容量镍镉电池提供。由于电路中的不同电路模块所需要的工作电流容量各不相同,因此电源模块应该包含多个稳压电路,将充电电池电压转换成各个模块所需要的电压。

本系统中采用了固定输出为3.3V5V的电源稳压芯片LM2596来获得所需电压,LM2596开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路,由于该器件只需4个外接元件,可以使用通用的标准电感,这优化了LM2596的使用,极大地简化了开关电源电路的设计,而且能够输出3A的驱动电流,具有很好的线性和负载调节特性。

电路原理如下图:

  1.3电机及其驱动模块

  本系统采用高电压、大电流的L298N全桥驱动芯片,外围电路如下图5所示。它的响应频率高,一片L298N可以分别控制两个直流电机。两个电机的四个正反向信号和两个PWM信号经L298N后能够稳定地控制电机正反转动和较大范围的控制电机电压。电路采用PWM驱动形式,四路输入和输出以控制电机运转。电路主要由L298N、光电耦合器、保护二极管组成。电路是由单片机控制的,与单片机的接口采用光电耦合器,利用光电耦合器传输信号可以消除相互之间的干扰,提高系统的稳定性。设计原理图如下图:

  1.4无线通信模块

  本系统采用了三种无线通信模块,分别为:蓝牙模块,无线收发模块,GSM通信模块。其功能如下:

  (1) 蓝牙模块:蓝牙模块运用于小车上,实现与手机的通信。首先利用手机的蓝牙功能与小车上的蓝牙模块相匹配,然后利用手机蓝牙发送指令给小车,小车根据指令完成相应的动作,在小车完成相应动作后,小车会通过蓝牙模块发送信息到手机上提示动作的完成。

  (2) 无线收发模块:无线收发模块应用于停车场控制中心与小车的通信上,当停车场控制中心检测到停车场有紧急情况时(火灾或水灾),停车场控制中心将利用无线收发模块向停车场广播报警信息,小车接收到信息后执行相应的动作。

  (3) GSM 通信模块:GSM通信模块位于停车场控制中心,用来接收用户发来查询车位余量的短信,然后自动回复停车场的车位信息,同时当停车场发生紧急情况时,向用户发送提示短信,并报警。

  1.5传感器模块

  本系统应用了烟雾传感器模块、红外线检测模块、水位感应模块以及接近开关,各功能如下:

  (1) 烟雾传感器模块:安装在停车场中,用来检测火灾的发生。当烟雾浓度超过预设值,便会发出警报。

  (2) 水位感应模块:简易自制的水位器,安装在停车场中,用来检测车库是否发生水灾。当超过安全水位时,便给控制中心信号。

  (3) 红外线检测模块:安装在小车前方,用来检测黑线引导小车入库,寻找空车位停车,以及检测车辆安全车距,达到避障功能;还用在停车场,用来检测车辆的进出,使控制中心能即时统计车库的空车位量。

  (4) 接近开关:每对停车位中间的前方约20cm处都埋有一小块铁片,当小车经过每块铁片时,安装在小车前方的接近开关都会检测前方两边的车位是否停车,从而达到自动寻位的功能。

  2软件设计

  系统采用C语言编程实现各项功能。C语言本身带有各种库函数,运算能力较强,而本系统的软件中算数运算比较多,利用C语言编程可以体现出一定优势。

  程序是在Window7环境下采用Keil uVision4软件编写的,可实现对小车的精确控制,对传感器输入信号的处理以及声光提示等功能。

此文档的相关视频来自:http://v.eepw.com.cn/video/play/id/13483




关键词: 智能     泊车     信息    

助工
2014-03-20 14:20:19     打赏
2楼
MK10DN512ZVLL10是Freescale的吗,这款貌似在嵌入式系统中常看到人用。

菜鸟
2014-10-27 18:17:03     打赏
3楼
朋友,这个很高档呀,

院士
2014-10-27 20:53:01     打赏
4楼

这个真棒啊

当年读研究生的时候也设计过类似的系统,只是当年申请基金时失败了。


菜鸟
2017-10-16 14:01:36     打赏
5楼

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菜鸟
2018-01-05 21:02:44     打赏
6楼

hao


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