?? 在現代化的大型停車場中，智能停車管理系統使得車輛進出手續簡單，安全性高，實現了對車輛的自動檢測、計費、統計、顯示等功能，大大節省了人力資源，提高了工作效率。整個停車管理系統中，車輛檢測部分是系統的關鍵。本設計介紹了一種停車場車輛檢測系統，通過分布在進出口的車輛檢測器，實現對閘桿機的控制和車位提示等功能。

?? ?2、系統總體介紹

??? 整個停車管理系統示意圖如圖1所示，信息顯示牌為LED顯示屏，顯示當前時間及車位信息。當有車進入時，司機進行刷卡，刷卡信號由控制器讀入，控制閘桿機抬起，語音提示“歡迎光臨 ”，當地感線圈檢測到車輛進入時，更新車位信息，抓拍車輛圖片，閘桿機下落；同樣，當車輛駛出，司機刷卡，控制閘桿機抬起，語音提示“謝謝光臨 ，當地感線圈檢測到車輛離開，抓拍車輛信息，閘桿機下落并更新車位信息。而車輛的圖像信息、IC卡數據信息的處理都將由值班室的上位機完成。

圖1停車管理系統示意圖

??? 控制器設計框圖如圖2所示，系統選用SPCE061A型單片機作為主控芯片，單片機通過讀卡信號和鎖相環電路的電平變化檢測車輛的到來。DS1302時鐘電路為系統提供精確的時間信息，通過驅動LED顯示牌實時顯示車位及時間信息，系統具備與上位機的串行通信通信接口。

圖2智能停車場車輛檢測系統總體設計框圖

??? 3、系統原理介紹

??? 3．1、車輛檢測部分

??? 準確無誤地檢測車輛是系統正常工作的前提。通過各種方案比較，本設計的車輛檢測器采用地感線圈檢測方案。地感線圈車輛檢測器是一種基于電磁感應原理的車輛檢測器。地感線圈Ll埋在路面下，通有一定工作電流的環形線圈，由多匝導線繞制而成，埋設在道路中。地感線圈構成的耦合電路如圖3所示：

圖3 耦合振蕩電路

??? T為隔離變壓器，匝數比為1：1，三極管Ul和U2組成共射極振蕩器，電阻R3是兩只三極管的公共射極電阻，并構成正反饋。地感線圈作為檢測器諧振電路中的一個電感元件，與車輛檢測器的振蕩回路一起形成L C諧振。當有車輛通過時，將會使線圈中單位電流產生的磁通量增加，從而導致線圈電感值發生微小變化，進而改變LC諧振的頻率，這個頻率的變化就作為有汽車經過地感線圈的輸入信號。為了檢測這個變化，常用的辦法是通過單片機計算單位時間內的振蕩脈沖個數來確定車是否到來。在本設計中，需要檢測兩個地感線圈的頻率變化，如果利用單片機同時對兩路信號頻率的變化量進行測量，則系統相對較大，程序比較復雜，使得單片機負擔較重。這里介紹一種新的檢測方法：利用鎖相環音頻譯碼器LM567檢測頻率的變化，應用電路圖如圖4所示：

圖4鎖相環電路

??? LM567的第5、6腳外接的電阻、電容決定了IC內部壓控振蕩器的中心頻率，fo=1／1．1RC。第1、2腳通常圖4鎖相環電路 是分別對地接電容，形成輸出濾波網絡和環路低通濾波網絡，其中第2腳所接電容決定鎖相環電路的捕捉帶寬，帶寬的理論值可用此公式計算：

??? 當音頻譯碼器LM567工作時，若輸入的信號頻率落在給定的通頻帶時，鎖相環即將這個信號鎖定，同時LM567的內部晶體管受控導通，8腳輸出低電平，否則輸出高電平。當輸入信號頻率處于通頻帶內，LM567鎖定，輸出低電平。通常在無車情況下，耦合電路的振蕩頻率會在一定的范圍內保持不變，當車經過地感線圈時，使得耦合電路震蕩頻率發生變化，并且，隨著車型的不同以及車本身的鐵質不均勻，使這個頻率的變化也在一定的范圍內浮動。因此，通過實驗，選擇合適的LM567捕獲帶寬值，使得當無車時，輸入信號頻率雖有微小變化，但使這個浮動的頻率都處于通頻帶內，LM567鎖定，8腳輸出低電平；有車到來時，頻率發生劇烈的變化已不在通頻帶內，8腳就會輸出高電平。這時，對車輛是否到來的檢測轉化為對電平高低的檢測，通過觸發單片機的外部中斷即可感知車輛的到來，而無需通過復雜的程序來區分此時的頻率變化是否由車輛的到來所引起，大大降低了編程的難度。

?? ?3．2、其他控制部分

??? 控制閘桿機的起落即是控制閘桿機的直流電機的正反轉，通過單片機控制口輸出高低電平配合繼電器工作，直流電機電機兩端加正反電壓可以實現正反轉。對于時間的記錄，這里選用DS1302日歷芯片，DS1302可以對年、月、日、周、時、分、秒進行記錄．可接入后備電源，在主電源關閉的情況下也能始終保持連續工作，單片機SPCE061A可以隨時讀取當前的時間。與上位機的通信利用SPCE061A的通用異步串行通信模塊(UART)，它提供了一個全雙工標準接口，借助于IOB口的特殊功能和UART IRQ中斷實現與上位機配置的RS一232串行通信接口COM鏈接，實現了數據的及時傳輸。另外，語音提示部分利用SPCE061A的語音處理優勢。利用SPCE061A的語音壓縮算法庫和內置的DAC等，即可實現清晰的語音播報功能，無需外加語音芯片。

? ? 4、系統主要軟件設計

??? 系統的主程序主要負責系統初始化(包括各IO口的初始化、中斷初始化及DS1302的初始化等)，及LED顯示牌的時間顯示，利用SPCE061A的0．5s時基中斷，每0．5s讀取一次DS1302的時間信息，并刷新LED顯示。而讀卡信息和地感線圈有車信息的檢測采用外部中斷觸發形式，在中斷服務程序中實現各種自動控制。主要中斷服務程序的程序流程如圖5、6所示：

圖5讀卡中斷服務程序流程圖

圖6地感線圈中斷服務程序

??? 本設計利用SPCE061A實現了停車場進出車輛的自動檢測，閘桿機的自動起落及車位信息的實時顯示，配合IC卡信息處理及圖像處理系統即可實現智能停車場的自動化管理。地感線圈的應用使得對車輛的檢測準確無誤，保證了系統的可靠性。

??? 參考文獻：
??? 羅非亞凌陽16位單片機應用基礎 匕京：北京航空航天大學出版社，2005．
??? 趙海蘭．DS1302實時顯示時間的原理．電子技術，2004，1：43-46．
??? 馮紅梅．環形線圈車輛檢測器的設計與實現_青島科技大學學報2OO5，26 (1)：448-451．

??? 作者簡介：孫叢君女，生于1984年，西南交通大學電氣工程學院碩士研究生，主要研究方向為自動控制及自動化。張喜茂，西南交通大學電氣工程學院 段國艷，四川工程職業技術學院