基于单片机的遥控智能车位锁设计

宋博　李磊　王玉涛

摘要：该文介绍了一种基于51单片机的遥控智能车位锁。该锁利用无线收发模块和编解码芯片完成遥控信号的发射和接收，并通过单片机对解码信号进行有效处理后反馈给步进电机，达到车位锁自动升降的目的；为防止遥控器误操作，该锁引入超声波模块作为监测车位上方是否有车的检测单元，有效地避免了当车位上方停车时车位锁误打开造成车辆机械零件损失带来的经济损失。较手动式车位锁，该锁更为方便，同时具有防止遥控器误操作的优点，具有较高的实用价值。

关键词：单片机；车位锁；遥控；误操作

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：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

近年来，随着人们生活水平的提高和国内汽车价格的下降，汽车逐渐走进了普通家庭，对停车场地的需求也随之增加，停车难、乱停车问题已经成为了社会关注的焦点之一[1]，车主为防止自己的停车位被占而选择购买车位锁。但目前，市面上的大多数车位锁为手动车位锁，无论车主进停车位还是出停车位都需要下车打开或者关闭车位锁，不仅耽误时间，具有造成交通拥堵的潜在性，若遇到恶劣天气更糟糕。为解决以上问题，本文设计了一款基于单片机的遥控车位锁装置，车主在接近停车位无需下车的情况下通过手中的遥控器即可操作，相对于市面上已有的遥控车位锁，本装置的创新点在于能够防止人为的遥控器误操作造成的车辆剐蹭，有效解决了传统车位锁操作的不便并弥补了已有遥控车位锁功能不全的缺点，具有一定的经济效益。

2 设计方案

本文设计的无线遥控车位锁，主要是为了方便车主实现锁的上锁（升起）与解锁（下降）。使车主在距离车位一定距离范围内不用上下车，而是利用遥控器控制车位锁内部的步进电动机，通过步进电机的正反转来实现锁的上锁和解锁。本装置主要由发射模块、接收模块和控制模块三部分组成 ，如图1所示。

车主根据需要选择打开或关闭车位锁，只需按下发射模块遥控装置相应的按键，由编码芯片给出开启或闭合的编码信息，经调制放大后由无线模块发射，这就完成了发射模块的功能。车位锁接收模块的无线接收器接收到相应信号，经过滤波放大还原成电信号，送往解码芯片解码，解码后的信号送往单片机，通过程序控制实现控制电机的正反转，通过电机的正反转带动车位锁移动实现锁的开启和闭合。超声波模块通过检测停车位上面有无车，通过电路对解码芯片地址码的更改从而实现对遥控器的屏蔽或者使之有效，以防止遥控器误操作。

3 系统设计

3.1 遥控收发电路设计

本模块由DF数据发射和可再生接收模块，PT2262/2272编解码芯片共同构成。DF数据发射模块的工作频率为315M，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高并采用ASK方式调制，以降低功耗，当数据信号停止时发射电流降为零。PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/2272最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚（悬空，接高电平，接低电平），任意组合可提供531441组合地址码，PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚[2]。从发射芯片PT2262的17脚发出的电信号，含有一整套编码，其中包含地址码、同步码以及数据码。该电信号经过DF数据发射模块调制后发射，经过接收模块的解调发送给PT2272，当信息被PT2272接收后，做2次和地址码的比对，当它们一致后，VT引脚有高电平输出，数据引脚同时输出与PT2262数据端对应电平。

3.2 车位锁升降控制电路

控制电路如图2所示，采用了ATMEL公司的低功耗、高性能8位CMOS单片机AT89S51作为核心微控制器，片内具有4KB的FLASH程序存储器，可系统在线编程，128B的数据存储器，5个中断源，2个中断优先级，可实现两层中断嵌套，具有2个16位可编程定时器/计数器，全双工串口，看门狗电路等丰富的资源[3]。

图中电路中，按钮、电阻、和电容组成系统的上电复位和手动复位电路，晶体振荡器和瓷片电容、构成单片机的外置晶振电路。功能电路中，P1.0-P1.3为步进电机的控制口，通过此IO发送控制器对步进电机的步进脉冲信号[4]。P3.1和P3.2口为单片机的两个外部中断口，PT2272解码后的信号通过此口向单片机申请中断。P0.0口与PT2272的1脚相连，当车位锁上没有车时，此信号输出低电平，从而保证了与PT2262地址码相同可以实现解码，但当车位锁上有车辆时，此引脚输出高电平，使得P2272和PT2262的地址码不相同，无论PT2272接收到了什么控制信号都不会解码，从而实现了对遥控器的屏蔽作用。图中的发光二极管作为指示灯来提示用户当前车位锁的状态。P2.1和P2.2口接超声波模块的信号引脚[5]，以实现对车位锁上有无车辆的检测。

4 软件设计

当车主靠近停车位时，车主通过控制手中的遥控器发送解锁信号，信号经过接收解码后送往单片机，根据外部中断请求信号，执行不同的指令，如图5所示。单片机根据超声波信号不断判断车位锁上面是否有车，若有车则屏蔽遥控器，使得遥控器无法工作，以避免误操作，若无车，则遥控器保持有效。在屏蔽遥控器的情况下，若车驶出停车位，则马上恢复遥控器的有效性，车位可以选择通过手中的遥控器上锁，同时在车主忘记上锁的情况下，15s后车位锁自动上锁，以防止停车位被占，如图6流程图所示。

5 结束语

本文提出并设计了一种新型遥控车位锁，以51单片机为主控进行了硬件电路的设计，降低了产品成本，采用无线通信实现遥控信号的收发，引入编解码芯片，重码概率低，通过编解码芯片大大降低了人工编程的效率，缩短了实时反应时间，提高了运行效率同时也使遥控距离更加远，遥控更加准确。超声波实时监测车位锁上有无车辆做好屏蔽遥控器的准备，以防止遥控器误操作，并基于Keil C51进行了程序的实现。该方案的提出不但有效增强了车位锁的使用便利性 ，而且有效减少了车主下车操作车位锁时因车辆占道而造成的出人拥堵。

参考文献：

[1] 孟然平， 赵晓峰. 基于单片机的遥控车位锁设计[J]. 才智， 2013（36）： 222，226.

[2] 余烈. 基于PT2262/2272的无线数据传输[D]. 武汉： 武汉科技大学， 2011.

[3] 李朝青. 单片机原理及接口技术[M]. 北京： 北京航天航空大学出版社， 2005.

[4] 张占立， 康春花， 郭士军， 等. 基于单片机的步进电机控制系统[J]. 电机与控制用， 2011（3）： 28-31，50.

[5] 沙爱军. 基于单片机的超声波测距系统的研究与设计[J]. 电子科技， 2009（11）： 57-61.