哈尔滨学院学报自动化论文范文

　　摘要：本设计是基于实现城市小区或者单位的内部停车场如何实现无人管理模式下安全、高效停车问题的自动管理系统。以单片机为核心，单片机控制无线通信模块，接收车辆信息，并根据停车场当前停车情况安排车位，继而将车辆及车位信息上传到PC机上并显示。本设计采用当前世界先进的射频通信技术，具有低成本、高效率和高稳定性等优点，这使得本系统具备更高的可靠性与实用性。

　　关键词：自动管理系统,射频通信,单片机

　　0引言

　　射频技术是一种针对无线数据传输的技术，利用射频技术的优势完成无线通信是目前较为认同的一种做法。本设计是为实现小区或单位的固定停车场的无人管理模式而开发的全自动管理系统。以89S52单片机做主控芯片，使用高速无线收发模块nRF24L01完成信息的接收，以VB为基础实现单片机与上位PC机RS232通信并显示停车场当前车辆信息。单片机环境使用单片机C语言编程，PC机中使用VB语言编程，实现了本系统的所有功能。

　　1开发环境介绍

　　1.189S52单片机

　　AT89S52为ATMEL所生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。

　　1.2nRF24L01无线收发模块

　　nRF24L01是一款工作在2.4GHz～2.5GHz世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片。以下是该芯片的几种待机模式。

　　待机模式：待机模式I保证快速启动并能减少系统平均消耗电流。在待机模式I时晶振正常工作。在待机模式II时部分时钟缓冲器处在工作模式。

　　掉电模式：在掉电模式下，nRF24L01各功能关闭，保持电流消耗最小。

　　1.3无线射频通信技术简介

　　射频技术英文全称是RadioFrequencyIdentification，简称RFID，即射频识别。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，其原理是由扫描器发射一定频率的无线电波，对应的接收器能识别这特定频率的电波，并驱动接收器电路将内部的代码送出，扫描器便接收此时接收器送出的代码。

　　2课题模块设计

　　2.1无线接收模块

　　无线接收模块采用的是nRF24L01，完成这一模块就必须解决该模块与AT89S52单片机顺利通信的问题。包括两个方面：物理电路的连接和指令代码的正确编写。

　　2.2串口通信模块

　　硬件电路：本设计中单片机与PC机串口通信，采用的是RS-232C标准接口及协议。

　　PC机主板上提供的COM1串行接口的DB-9连接器。本课题采用的是三线制，将单片机和PC机串口的3个引脚（RXD、TXD、GND）分别接在一起连接。

　　软件编程：本设计中PC机采用VisualBasic6.0来完成上位机程序设计。本设计在PC上位机软件编程这一块完成了接收车辆信息并核对，核对无误后分配车位并分别显示当前车辆被分配的车位和当前停车场的情况。

　　2.3串口通信模块程序设计

　　单片机机串口发送：当单片机处理完一个有效的车牌信息时，就不断的检查接收缓冲区，若接收到来自PC机的请求数据信号，则将车牌信号由串口发送给PC。

　　PC机的串口接收：第一步：开启PC的串口是否，开启计时器Timer是否，以一定的时间向串口送一个字符s（功能是不断的向单片机询问是否有数据发送）。第二步：在每一次发送完字符s以后PC都来查询自己的接收缓冲区，如果接收缓冲区不是全0，即是有数据接收到了就将这些数据存在数组中。第三步：判断接收到的数据（即车牌号码）是否为系统内部车辆，分别作出相应处理。

　　2.4设计流程图

　　单片机和PC机设计流程图分别见图1和2。

　　3系统调试

　　3.1单片机控制无线接收测试

　　本设计是配合车辆无线系统的接收终端，因此在调试的时候必须与发射方配合。

　　调试过程分为三个步骤：nRF24L01模块读写数据测试、模块载波检测调试和接收数据包测试。

　　nRF24L01模块读写数据测试：鉴于用到的nRF24L01模块具有自己独立的寄存器，因此在测试的时候增加了单片机控制模块读写数据的测试，检测单片机控制模块的读写是否正常。

　　模块载波检测调试：在保证数据或指令读写正常的前提下进行载波检测调试。当检测到高频载波时模块会自动将CD置“1”，否则为“0”。

　　接收数据包测试：在完成了载波的检测后再向程序中添加数据包接收的部分，一旦检测到数据接收状态标志位的有效变化就将接收缓冲区的数据存储起来。

　　综合以上3个步骤，调试就基本完成，最后添加程序语句，判断接收到的数据有效并存储。

　　3.2单片机与PC机RS232通信测试

　　这一部分的测试用到了串口调试助手，在每一次的调试前都先在串口调试助手上做接收测验，若接收成功再转向基于VB的接收方式。

　　3.3整体功能调试

　　配合车载电子标签系统，对方发送车牌号码至本系统的接收端，接收端将数据上传给PC机，PC机在经过一系列的核对后确定该车辆身份是否合格，并根据以下3种情况做出相应处理：当车辆为内部合格车辆并请求停车时，系统随即分配车位；当车辆为内部合格车辆并请求出车时，系统回收车位；当车辆非系统内部合格车辆时，系统给出提示信息，并且即时的将这些信息送往屏幕上显示出来。

　　4结论

　　本设计以89S52单片机做主控芯片，使用高速无线收发模块nRF24L01完成信息的接收，以VB为基础实现单片机与上位PC机RS232通信并显示停车场当前车辆信息。单片机环境使用单片机C语言编程，PC机中使用VB语言编程，成功实现了本系统的所有功能。

　　参考文献

　　[1]何宏.单片机原理与接口技术[M].北京：国防工业出版社，2005.

　　[2]李江全.VisualBasic串口通信与测控应用技术实战详解[M].北京：人民邮电出版社，2007.

　　[3]周晓光.射频识别（RFID）系统设计、仿真与应用[M].北京：人民邮电出版社，2008.