基于Arduino平台的停车场智能引导系统

基于Arduino平台的停车场智能引导系统
任海燕;王宇;耿爽;陈思羽五王醉归图卷
【摘 要】2013小企业会计准则设计了一种基于Arduino的车位信息采集和车位信息显示系统.系统通过超声波传感器采集车位信息,再通过nRF24 L01系统将车位信息发送到车位信息显示模块.该系统能可靠地引导停车,在停车场管理方面有一定实用价值.%An intelligent guide parking system is designed which is based on Arduino,in order to collect and display the parking informa-tion.The system collects the parking information by the ultrasonic sensor,then the system sends the parking information to the display module by nRF24L01.The system can reliably guide the parking,which has practical value in the parking management.
【期刊名称】《单片机与嵌入式系统应用》
【年(卷),期】2017(017)002
【总页数】4页(P61-64)
【关键词】包头医学院学报智能引导;Arduino;超声波传感器;nRF24L01
中国广播电视报【作 者】任海燕;王宇;耿爽;陈思羽
【作者单位】南京工程学院 自动化学院,南京 211167;南京工程学院 自动化学院,南京 211167;南京工程学院 自动化学院,南京 211167;南京工程学院 自动化学院,南京 211167
【正文语种】中 文
【中图分类】TP271
随着国家经济的不断发展,人民的生活水平也在不断提高,越来越多的人们选择驾驶私家车出行。这种现象虽然极大地便利了人们的生活,但是也带来了一些问题,比如停车耗时长。研究科学有效的停车场智能引导系统可以在一定程度上缓解停车问题,帮助司机在停车场快速到位置。该系统利用了Arduino便捷灵活,超声波测距成本低、精度高、速度快等技术特点,并结合无线通信技术,可将车位信息在OLED上进行实时显示。
该停车场智能引导系统主要包括两个部分:车位信息采集模块和车位信息显示模块。车位信息采集模块包括车位探测、车位信息红绿灯显示,以及无线发射模块;车位信息显示模块包括整个停车场车位信息显示以及无线接收模块。
司机在停车场入口便可了解车位信息以及空车位所在区域,并且在进入该区域后,通过红绿灯指示准确到空车位。系统整体结构图如图1所示。
1.1 车位信息采集模块
车位信息采集模块位于每个车位的中央。超声波传感器将探测的车位信息送入Arduino处理,并通过红绿灯来标识车位信息(红灯表示车位被占用,绿灯反之)。与此同时,Arduino通过无线模块nRF24L01将每个车位信息发至车位信息显示模块。
1.2 车位信息显示模块
车位信息显示模块位于停车场入口处。停车场被划分为4个区域:A、B、C、D。它通过无线模块接收每个车位信息后,在显示屏OLED上集中车位信息,车位信息包括车位剩余总数以及剩余车位所在ABCD任一区域。
2.1 硬件总体设计
Arduino是一个开源的、拥有简单输入/输出(I/O)的电路板,它沿用Processing语言的开发环境。Arduino可以用来开发独立运作互动装置,或者可以连接到计算机上的软件[1]。
该系统利用超声波传感器检测车辆信息,送入Arduino集中处理,然后再通过无线收发模块,将信息发送给显示模块。它主要由硬件平台Arduino、超声波传感器HC-SR04、无线收发模块nRF24L01、显示屏OLED以及LED灯组成。
2.2 车位信息采集模块
车位信息采集模块由Arduino、超声波传感器、红绿LED灯以及无线收发模块组成。
(1) 超声波传感器HC-SR04
工艺美术运动的影响
超声波测距模块型号为HC-SR04,可提供2~400 cm的非接触式距离感测功能,测距精度可达高到3 mm。它采用I/O口TRIG 触发测距,给最少10 μs的高电平信号。模块自动发送8 个40 kHz的方波,自动检测是否有信号返回;有信号返回,则通过I/O口ECHO 输出一个高电平,高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=(高电平时间×声速(340 m/s))/2。[2]
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HC-SR04用来探测车位的信息,它由上而下发出超声波,精确测量出反射面到探测器的距离。如果距离小于1.5 m,则表示车位被占用,从而可以准确判断车位是否被占用。
(2) 红绿LED指示灯
LED灯用来指示每个车位占有情况。当车位被占用,给红指示灯高电平,从而红灯亮,表示车位被占用;当车位空闲,给绿指示灯高电平,则绿灯亮,表示车位未被占用工作。LED灯的电压一般为1.5~2.0 V,工作电流一般为10~20 mA,反向击穿电压为5 V,控制板逻辑电路供电为5 V。根据限流电阻=(总电压-LED电压)/电流,本次硬件设计采用的限流电阻为220 Ω。
(3) 无线收发模块nRF24L01
无线收发模块将Arduino处理过的信息发送给车位显示模块。nRF24L01 是一款新型单片射频收发一体器件,工作于2.4~2.5 GHz ISM 频段[3],其内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器、低噪声放大器等功能模块,并融合了增强型 ShockBurst 技术,其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。 nRF24L01 具有极低的电流消耗,当工作在发射模式下发射功率为0 dBm 时,电流消耗为11.3 mA,接收模式时为13.5 mA,掉电模式和待机模式下电流消耗更低。这里的nRF24L01设置为发射模式。[4]
车位信息采集模块的电路图如图2所示。图中A0与红指示灯相连,该模拟值A0通过无线发送模块发送至车位信息显示模块。
2.3 车位信息显示模块
车位信息显示模块的硬件电路由Arduino、OLED和无线接收模块nRF24L01组成。
该系统采用OLED来显示停车场整体剩余车位信息,以及剩余车位所在的具体区域。OLED,即有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode),它是以有机半导体和发光材料作为其材料,在电场驱动下通过载流子注入并导致发光的现象。OLED在显示和照明两大应用领域都显示了巨大的发展潜力和光明前景[5]。相比传统LCD显示屏,其更轻更薄,可视角度更大,柔软环保且更省电,同时nRF24L01设置为接收模式。Arduino、OLED和nRF24L01的电路连接图如图3所示。

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