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我的rigol杯進程———智能泊車系統(tǒng)

一、開發(fā)背景

      隨著小汽車產業(yè)的發(fā)展,我國大中城市機動化是不可遏制的事實。我國大中城市應嚴肅正視這個問題。停車問題在我國大城市現(xiàn)已成為難題,如何對停車設施進行合理地規(guī)劃,對車輛停放進行有效地管理,成為我國大中城市迫切解決的問題。智能停車場管理系統(tǒng)的最終目的是改善停車麻煩的狀況,提高城市交通系統(tǒng)的效率與功能,通過為司機提供泊位信息,迅速找到停車位。因此,通過建立一套完整的智能泊車管理系統(tǒng),將會更好的將停車資源合理配置。

結構說明

本系統(tǒng)主要由k10主控模塊、電源模塊、直流電機及電機驅動模塊、藍牙模塊、GSM通信模塊、傳感器模塊等構成。

實物圖如下:

1

          組裝好的小車          

2

停車場控制中心

3

      K10開發(fā)板          

4

自行設計的停車場

 

 

功能與使用說明

   1、隨時查詢停車場車位余量。司機可發(fā)送任意信息到要查詢的停車場,便可獲知停車場的車位信息。

2、自動入庫。之前,車主需安裝好手機藍牙串口調試助手。連接好藍牙,車主下車后,發(fā)送00到小車,小車便可自動尋空車位停車。同時,小車上的指示燈閃爍,表示處于自動泊車狀態(tài)。當小車停好后,將會發(fā)送信息告知車主。當然,在實際應用上,可以使用GSM通信模塊替代藍牙模塊。

3、自動出庫。車主通過藍牙發(fā)送01給小車,小車將自動出庫。當小車到達取車處時,自動停車等待,并發(fā)送信息告知車主。

4、智能避障。在出庫或入庫時,如遇到障礙物,小車會自動停車。當取走障礙物,小車繼續(xù)泊車。

5、智能應急。當停車場出現(xiàn)意外事故時,如水災、火災,小車將自動出庫,并告知車主。同時,蜂鳴器響起,并電話報警。

作品特色

先進性:司機可隨時得知各個車庫的車位情況,以及智能處理意外情況。做到安全可靠、節(jié)能、方便。

創(chuàng)新性:智能完成汽車的入庫、停車、出庫、入庫記錄、出庫記錄以及智能尋找車位停車。以及停車場的智能化管理。

實用性:節(jié)省駕駛人員的時間,降低停車場的管理成本。提高城市交通系統(tǒng)的效率與功能。

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2014-01-10 11:51

二、設計說明

設計方案

自動泊車系統(tǒng)最終實現(xiàn)目標是發(fā)送汽車自身信息到停車場管理系統(tǒng),接收停車場管理系統(tǒng)的管理信息,進入車場前實現(xiàn)前進航向的自動教正,自動行駛到停車位附近位置,倒退進入到停車位置,關閉電動機,接收汽車啟動信息,將汽車行駛到停車場出口。

為了實現(xiàn)以上目標,對于小車的設計做以下分析:智能泊車系統(tǒng)是一個具有自治功能的系統(tǒng),系統(tǒng)目標是實現(xiàn)車輛在進入車庫區(qū)域后,根據(jù)和車庫的管理系統(tǒng)進行無線信息交流后,無人自動行駛到車庫管理系統(tǒng)指定的停車位置。當車主需要提取車輛時,只要停車場管理系統(tǒng)對車輛進行操作之后,車輛會自動行駛到指定的出口。該系統(tǒng)的設計要求盡可能少的對停車場進行指導性的標識,以使停車場的布置成本達到最低。

設計原理

本系統(tǒng)以基于ARM Cortex-M4內核的MK10DN512ZVLL10芯片為控制芯片,輔以電源模塊、電機及其驅動模塊、藍牙模塊、GSM通信模塊、無線收發(fā)模塊、煙霧傳感器模塊、紅外線檢測模塊、水位感應模塊,組成了功能完整的智能泊車系統(tǒng)。系統(tǒng)框圖如下:

 

 

圖1 小車系統(tǒng)框圖

2 停車場控制中心系統(tǒng)框圖
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2014-01-10 11:53

、設計方案

 

1硬件設計

1.1控制器模塊

在原有的開發(fā)板基礎上制作了此控制模塊轉接板,以更好的與其他模塊銜接。其原理如下圖:

                                                     

                    圖3 控制模塊原理圖

1.2電源模塊

本系統(tǒng)全部硬件電路的電源由兩個7.2V、2000mA·h大容量鎳鎘電池提供。由于電路中的不同電路模塊所需要的工作電流容量各不相同,因此電源模塊應該包含多個穩(wěn)壓電路,將充電電池電壓轉換成各個模塊所需要的電壓。

本系統(tǒng)中采用了固定輸出為3.3V5V的電源穩(wěn)壓芯片LM2596來獲得所需電壓,LM2596開關電壓調節(jié)器是降壓型電源管理單片集成電路,由于該器件只需4個外接元件,可以使用通用的標準電感,這優(yōu)化了LM2596的使用,極大地簡化了開關電源電路的設計,而且能夠輸出3A的驅動電流,具有很好的線性和負載調節(jié)特性。

電路原理如下圖:

                                                        

                                                                             圖4 電源模塊原理圖

1.3電機及其驅動模塊

本系統(tǒng)采用高電壓、大電流的L298N全橋驅動芯片,外圍電路如下圖5所示。它的響應頻率高,一片L298N可以分別控制兩個直流電機。兩個電機的四個正反向信號和兩個PWM信號經L298N后能夠穩(wěn)定地控制電機正反轉動和較大范圍的控制電機電壓。電路采用PWM驅動形式,四路輸入和輸出以控制電機運轉。電路主要由L298N、光電耦合器、保護二極管組成。電路是由單片機控制的,與單片機的接口采用光電耦合器,利用光電耦合器傳輸信號可以消除相互之間的干擾,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。設計原理圖如下圖:

                                                           

            圖5 電機驅動模塊原理圖

1.4無線通信模塊

    本系統(tǒng)采用了三種無線通信模塊,分別為:藍牙模塊,無線收發(fā)模塊,GSM通信模塊。其功能如下:

(1)    藍牙模塊:藍牙模塊運用于小車上,實現(xiàn)與手機的通信。首先利用手機的藍牙功能與小車上的藍牙模塊相匹配,然后利用手機藍牙發(fā)送指令給小車,小車根據(jù)指令完成相應的動作,在小車完成相應動作后,小車會通過藍牙模塊發(fā)送信息到手機上提示動作的完成。

(2)    無線收發(fā)模塊:無線收發(fā)模塊應用于停車場控制中心與小車的通信上,當停車場控制中心檢測到停車場有緊急情況時(火災或水災),停車場控制中心將利用無線收發(fā)模塊向停車場廣播報警信息,小車接收到信息后執(zhí)行相應的動作。

(3)    GSM 通信模塊:GSM通信模塊位于停車場控制中心,用來接收用戶發(fā)來查詢車位余量的短信,然后自動回復停車場的車位信息,同時當停車場發(fā)生緊急情況時,向用戶發(fā)送提示短信,并報警。

1.5傳感器模塊

    本系統(tǒng)應用了煙霧傳感器模塊、紅外線檢測模塊、水位感應模塊以及接近開關,各功能如下:

(1)    煙霧傳感器模塊:安裝在停車場中,用來檢測火災的發(fā)生。當煙霧濃度超過預設值,便會發(fā)出警報。

(2)    水位感應模塊:簡易自制的水位器,安裝在停車場中,用來檢測車庫是否發(fā)生水災。當超過安全水位時,便給控制中心信號。

(3)    紅外線檢測模塊:安裝在小車前方,用來檢測黑線引導小車入庫,尋找空車位停車,以及檢測車輛安全車距,達到避障功能;還用在停車場,用來檢測車輛的進出,使控制中心能即時統(tǒng)計車庫的空車位量。

(4)    接近開關:每對停車位中間的前方約20cm處都埋有一小塊鐵片,當小車經過每塊鐵片時,安裝在小車前方的接近開關都會檢測前方兩邊的車位是否停車,從而達到自動尋位的功能。

 

2軟件設計

系統(tǒng)采用C語言編程實現(xiàn)各項功能。C語言本身帶有各種庫函數(shù),運算能力較強,而本系統(tǒng)的軟件中算數(shù)運算比較多,利用C語言編程可以體現(xiàn)出一定優(yōu)勢。

程序是在Window7環(huán)境下采用Keil uVision4軟件編寫的,可實現(xiàn)對小車的精確控制,對傳感器輸入信號的處理以及聲光提示等功能。

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syj33
LV.1
4
2014-01-19 10:59
@轉瞬即逝
三、設計方案 1硬件設計1.1控制器模塊在原有的開發(fā)板基礎上制作了此控制模塊轉接板,以更好的與其他模塊銜接。其原理如下圖:                                                     [圖片]                    圖3 控制模塊原理圖1.2電源模塊本系統(tǒng)全部硬件電路的電源由兩個7.2V、2000mA·h大容量鎳鎘電池提供。由于電路中的不同電路模塊所需要的工作電流容量各不相同,因此電源模塊應該包含多個穩(wěn)壓電路,將充電電池電壓轉換成各個模塊所需要的電壓。本系統(tǒng)中采用了固定輸出為3.3V和5V的電源穩(wěn)壓芯片LM2596來獲得所需電壓,LM2596開關電壓調節(jié)器是降壓型電源管理單片集成電路,由于該器件只需4個外接元件,可以使用通用的標準電感,這優(yōu)化了LM2596的使用,極大地簡化了開關電源電路的設計,而且能夠輸出3A的驅動電流,具有很好的線性和負載調節(jié)特性。電路原理如下圖:                                                        [圖片]                                                                             圖4 電源模塊原理圖1.3電機及其驅動模塊本系統(tǒng)采用高電壓、大電流的L298N全橋驅動芯片,外圍電路如下圖5所示。它的響應頻率高,一片L298N可以分別控制兩個直流電機。兩個電機的四個正反向信號和兩個PWM信號經L298N后能夠穩(wěn)定地控制電機正反轉動和較大范圍的控制電機電壓。電路采用PWM驅動形式,四路輸入和輸出以控制電機運轉。電路主要由L298N、光電耦合器、保護二極管組成。電路是由單片機控制的,與單片機的接口采用光電耦合器,利用光電耦合器傳輸信號可以消除相互之間的干擾,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。設計原理圖如下圖:                                                           [圖片]            圖5 電機驅動模塊原理圖1.4無線通信模塊    本系統(tǒng)采用了三種無線通信模塊,分別為:藍牙模塊,無線收發(fā)模塊,GSM通信模塊。其功能如下:(1)    藍牙模塊:藍牙模塊運用于小車上,實現(xiàn)與手機的通信。首先利用手機的藍牙功能與小車上的藍牙模塊相匹配,然后利用手機藍牙發(fā)送指令給小車,小車根據(jù)指令完成相應的動作,在小車完成相應動作后,小車會通過藍牙模塊發(fā)送信息到手機上提示動作的完成。(2)    無線收發(fā)模塊:無線收發(fā)模塊應用于停車場控制中心與小車的通信上,當停車場控制中心檢測到停車場有緊急情況時(火災或水災),停車場控制中心將利用無線收發(fā)模塊向停車場廣播報警信息,小車接收到信息后執(zhí)行相應的動作。(3)    GSM 通信模塊:GSM通信模塊位于停車場控制中心,用來接收用戶發(fā)來查詢車位余量的短信,然后自動回復停車場的車位信息,同時當停車場發(fā)生緊急情況時,向用戶發(fā)送提示短信,并報警。1.5傳感器模塊    本系統(tǒng)應用了煙霧傳感器模塊、紅外線檢測模塊、水位感應模塊以及接近開關,各功能如下:(1)    煙霧傳感器模塊:安裝在停車場中,用來檢測火災的發(fā)生。當煙霧濃度超過預設值,便會發(fā)出警報。(2)    水位感應模塊:簡易自制的水位器,安裝在停車場中,用來檢測車庫是否發(fā)生水災。當超過安全水位時,便給控制中心信號。(3)    紅外線檢測模塊:安裝在小車前方,用來檢測黑線引導小車入庫,尋找空車位停車,以及檢測車輛安全車距,達到避障功能;還用在停車場,用來檢測車輛的進出,使控制中心能即時統(tǒng)計車庫的空車位量。(4)    接近開關:每對停車位中間的前方約20cm處都埋有一小塊鐵片,當小車經過每塊鐵片時,安裝在小車前方的接近開關都會檢測前方兩邊的車位是否停車,從而達到自動尋位的功能。 2軟件設計系統(tǒng)采用C語言編程實現(xiàn)各項功能。C語言本身帶有各種庫函數(shù),運算能力較強,而本系統(tǒng)的軟件中算數(shù)運算比較多,利用C語言編程可以體現(xiàn)出一定優(yōu)勢。程序是在Window7環(huán)境下采用KeiluVision4軟件編寫的,可實現(xiàn)對小車的精確控制,對傳感器輸入信號的處理以及聲光提示等功能。
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daogui8
LV.1
5
2014-05-05 22:13

設計思路很好,學習了 。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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滾珠絲桿

 

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2014-05-09 08:38
@daogui8
設計思路很好,學習了。[圖片]            .................................................................................................................................................滾珠絲桿 

    這個設計的思維還是不錯的! 但是要全部的停車場都裝上同編碼的接發(fā)器才行!  

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daogui8
LV.1
7
2014-05-09 10:38
@越凌科技
  這個設計的思維還是不錯的!但是要全部的停車場都裝上同編碼的接發(fā)器才行! 

呵呵,統(tǒng)一裝上同編碼接發(fā)器,市場的競爭小,經濟的效益可觀。

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Dong東
LV.8
8
2014-07-28 19:35
厲害啊
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dxsmail
LV.11
9
2014-08-15 14:38
樓主很厲害,從等更新。。。。
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肖樂
LV.6
10
2014-08-15 22:48

樓主,有人投資嗎?

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