智能化停车场门禁控制系统设计研究

张有利

（河北 秦皇岛 066000）

引言

随着我国人民群众生活水平的不断提高，大部分家庭开始以汽车作为常用代步工具，这使国内汽车保有量大幅度增加，与此同时，国内各个地区的停车场数量也随之增加，规模也越来越大，这些具体情况对当前的停车场管理工作提出了更高的要求。按照目前各大城市停车位急缺的形势来看，停车场如果沿用传统的人工管理模式，其工作效率将会十分低下，而且管理成本也会居高不下。所以，为了提高管理效率，停车场必须实现智能化系统控制管理。

1 智能化停车场门禁控制系统的组网方式

现阶段，计算机技术、信息化技术以及网络通信技术等各种先进技术都相继应用到门禁控制系统中，其中网络通信技术的优良特点，使其成为门禁控制系统的主要组网方式。智能化停车场门禁系统可以采用无线网络通信技术、互联网络通信技术以及智能仪表通信技术等，并将这些技术的优势充分发挥出来。

停车场门禁控制系统可以通过RS485转换器将多个控制器与一台计算机串联起来，达到利用一台计算机管理和通信多台RS485控制器的目的。该控制器可以单独组网，不易受到干扰，且花费较少，应用在停车场这种布线距离较远的场所非常合适。

TCP/IP通信技术控制器组网范围广泛，通信速度与质量都比较好，且可以无限组网，管控数量很多，更重要的是其通信协议采用的是国际流行标准，性能优势十分明显[1]。TCP/IP控制器的接入方式与计算机网卡相同，在网络布点数量巨大且模型相对标准的各种办公大厦都能够有效应用。若停车场内已经具备了局域网络，门禁控制系统的设计施工人员就可以免去铺设网络这一流程，而直接对现有网络进行组网。在部分区域内可以应用无线网络组网，以减少布线作业，但无限网络稳定性和安全性都比较差，且网络速度容易受到周边环境影响。

2 智能化停车场门禁控制系统的硬件设计

2.1 控制中心设计

停车场门禁控制系统的核心就是中央控制单元，能够将门禁系统的各个构成部分的工作协调控制。中央控制中心的微处理器采用ST89C52芯片，当进出车辆信息通过传感器输送至控制中心后，控制中心会根据收到的信息作出相应的反应，然后把执行信号发送到执行系统，同时把车辆相关数据信息存储到数据库系统中。微处理器就据此来对车辆进出、刷卡以及开关闸门栏杆等程序进行控制。

2.2 车辆传感器及调理电路设计

停车场门禁系统中的车辆传感器用来对车辆相关信息进行检测，同时将检测结果输送到系统控制台。这种检测仪器的内部构成部分为摄像头、读卡器以及多组环绕线圈等。设计施工人员可以将线圈的绕组部分埋设在闸门前后地下，一旦有车辆通过闸门区域，该线圈就能够将电流信号感应出来，而此时摄像系统会将车辆进出时间、车辆型号以及车牌号等相关信息记录下来，通过相关处理后摄像传感器就可以把这些信号信息传输到控制台。

一般情况下，环形线圈所产生的电流信号相对不强，外部磁场很容易对其造成影响。所以，车辆感应器和数字调理电路板要配合控制中心协调使用。可以将电容震荡电路方式应用到数字调理电路板上的感应电路，有效增加回路中的电容量，从而相应减弱不稳定因素对振荡频率的干扰，进而保证频率的稳定性。同时采用锁相环倍频技术进一步提高控制系统的灵敏度。

2.3 数据存储设计

门禁控制系统中数据存储单元的作用就是将停车场进出车辆的相关信息数据存储下来，其构成部分有信号传输线、电平转换器以及存储硬盘等。数据存储系统采用232集成电路芯片作为通讯模块来转换逻辑电平，微处理器能够通过串行口与计算机直接进行通讯或数据传输工作，以此能够利用计算机进行一些功能的编制，而不需要对单片机多次编程，从而有效提高控制系统的灵活性。

2.4 执行单元设计

门禁控制系统的执行机构通常有自动发卡以及自动启闸系统等。读卡机工作制继电器与发卡器是自动发卡系统的电路模块。而自动启闸系统的电路模块由出入闸门栏杆控制继电器以信号灯控制继电器等组成。门禁系统的微处理器的电压源是5 V直流电压，而驱动执行结构的电源是220 V交流电[2]。继电器输入端通过单片机加载的弱电流信号，促使继电器将强电开关接通，然后解冻交流电源，从而保证监控、闸门栏杆以及读卡机系统的顺利运行。

2.5 摄像监控报警和显示设计

门禁控制系统的摄像监控的组成部分是报警器以及若干高分辨率的远红外摄像头，监控系统能够在昼夜环境条件下持续运行，如果发现相关车辆信息有误，就会关闭闸门栏杆同时将报警信号发出去。反馈显示电路的结构是由若干个LED灯、出入信号灯以及看门狗复位电路等构成。控制台部位可以装设一个LED灯，以便于相关管理人员在现场对系统设计运行状态进行检查和了解。看门狗复位电路对单片机的运行状况进行检测，如果发现单片机运行情况有异常时，看门狗定时器就会超时，强行将系统还原。

3 智能停车场门禁控制系统的软件设计

3.1 上位机软件设计

上位机可以通过可视化开发平台来开发其中的软件部分，可以采用Microsoft Access作为上位机系统的数据库。从停车场门禁控制系统在功能方面的要求来看，上位机上的软件实现数据库的建立、参数设置与变更等，并将相关参数和数据传送给门禁控制器，同时将门禁控制器中的相关数据读取并记录等。

3.2 门禁控制器软件设计

门禁控制系统中的功能模块通常有用户资料的上传与下传模块、监控模块以及用刷卡进入模块等。系统采用sqlite嵌入式数据库，该数据库占用的空间资源十分少，可以说是一种轻型的数据库[3]。门禁控制系统的摄像头程序采用vide04linux的API，为各种视频装置的应用程序编程提供接口函数。

USB口摄像头的驱动程序应保证输入输出操作接口函数如打开、关闭、阅读等的顺利实现。若应用程序对设备相关文件实施打开或关闭等操作时，门禁控制系统内核将利用虚拟文件系统对驱动程序中的相关函数进行访问。门禁控制系统在驱动USB接口数码摄像头时，先将USB控制器驱动模块静态编译到内核中，让系统对USB接口提供支持，当用摄像头进行采集工作时，使用载入模块指令来对其驱动模块进行动态加载，从而使摄像头正常运行。

4 结语

在当前互联网+时代背景下，计算机技术、网络通信技术以及信息化技术的进一步发展，为智能化门禁控制系统的构件提供了有效的技术支持。设计人员应对停车场门禁控制系统所需各项功能进行认真分析，采取合理的组网方式，并采用相应的硬件与软件来有效组成智能化门禁控制系统，从而提高停车场的管理效率，为用户提供更高质量的服务。

参考文献

[1] 周海伦，孟双鹏，董艳茹，等.基于TCP/IP协议控制器通信接口应用系统及方法：CN106375125A[P].2017-02-01.

[2] 金彦平.可编程序控制器中辅助继电器的运用[J].张家口职业技术学院学报，2016，29（3）：51-54.

[3] 秦榛.多功能门禁系统之服务器端设计[D].成都：西南交通大学，2016.