基于ZigBee的智能车库系统设计
2020-08-17王敏张科元李郁
王敏 张科元 李郁
摘 要：随着城市人口的不断增加，汽车保有量也逐年增加，停车难、停车乱现象频现，提高传统停车管理系统的智能化已经是发展的一个必然趋势。针对这一问题，提出了一种基于ZigBee技术的智能停车系统设计。通过超声波检测装置进行车辆和车位信息检测，利用ZigBee无线网络进行车辆车位信息的传输，使车辆入库时即分配到有效车位，且上位机实时显示车库状态。智能车库系统改善了传统停车场的管理模式，提高了运行效率和稳定性。
关键词：ZigBee技术;智能车库;超声波
中图分类号：TN929.5;TP212.9 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）09-0164-03
Intelligent Garage System Design Based on ZigBee
WANG Min，ZHANG Keyuan，LI Yu
（Northwestern Polytechnical University Ming De College，Xian 710124，China）
Abstract：With the continuous increase of urban population，the number of cars has been increasing year by year，and the phenomenon of parking difficulty and disorder frequently occurs. Therefore，it is an inevitable trend to improve the intelligence of traditional parking management system. To solve this problem，an intelligent parking system design based on ZigBee technology is proposed. The vehicle and parking space information is detected by ultrasonic detection device，and the vehicle parking space information is transmitted by ZigBee wireless network，so that the vehicle is allocated to an effective parking space when it is put into storage，and the upper computer displays the garage status in real time. The intelligent garage system improves the management mode of traditional parking lot and improves the operation efficiency and stability.
Keywords：ZigBee technology;intelligent garage;ultrasound
0 引 言
隨着工业现代化的不断推进，城市人口逐年增长，因此，汽车数量也不断增加，城市交通变得越来越拥堵，特别是停车难的问题更加凸显[1]。车辆对人行横道、盲道、非停车区道路两侧等的占用给人们的出行带来不便，特别是一些车流量较大的区域，如商场、小区等，传统的车库停车系统已经不能有效的解决这一问题[2]。传统停车系统中，无论是临时车辆还是固定车辆，首先，驾驶员需要在停车场入口处停车取卡，这样容易造成车库出入口的交通堵塞;其次，进入车库后，驾驶员要在车库中不断地寻找车位，不能快速准确地找到停车位，造成车库内秩序混乱，使用效率低的缺陷。
传统停车场只能完成简单的计时收费，无法做到实时监控车位状态，需驾驶员不断搜寻车库和车位，经常因无法快速、准确地找到车位而耗费时间和精力。针对这些问题，基于陕西省教育厅2019年度专项科学研究计划课题，提出一种基于ZigBee技术的智能停车系统。此系统可以对车位进行实时监控，将车库信息上传至上位机，由上位机分配最佳车位，驾驶员只需根据导航就可以准确及时地了解车位情况，从而节约时间和精力，实现车库的智能化、高效化[3]。
1 系统总体设计
在构建智能停车系统时，首先要明确系统的功能需求，本文把安全性列为首要考虑因素，其次是让驾驶员高效地找到合适的停车位，最后是收费方式和运行效率等问题。该系统在设计时分为三部分：出/入口控制系统、车位诱导系统和车库监控系统。
CC2530作为智能停车系统主控器，采用超声波检测实现车辆相关信息采集，以ZigBee节点模块构成无线传感网络，实时监测停车场车位状态，应用QT软件设计人机交互界面，实现车位和车辆信息的实时显示。系统总体框图如图1所示。
2 系统硬件设计部分
ZigBee核心板的设计包括CC2530主控芯片设计、串口设计、JTAG和USB接口设计、电源、复位和显示设计等。
利用CC2530可以构成一个强大的节点，且具有多模式、低功耗和成本低廉的特点，以CC2530为智能车库系统主控芯片，构成路由器节点、终端节点和协调器节点的无线通讯网络，其外围电路设计如图2所示。
超声波探测器、地磁探测器和视频探测器是目前常用的三种车位检测方法。超声波检测模块具有检测准确性高的特点，所以，本文通过超声波探测模块来判断有无车辆进入和车位是否有车辆。超声波车辆检测模块由CC2530中央控制器、HC-SR04超声波发射及接收装置和串口通信等组成。在每个车位处安装车辆检测模块，车辆驶入或离开时，检测装置进行检测，并将数据信息上传至ZigBee的终端节点。
