摘 要

随着经济的快速发展，驾车出行已成为重要出行方式，而停车及停车收费问题成为民生痛点。面对“停车收费乱”、“通行效率低”等问题，为了满足人民群众的高效停车、便捷出行的需求，并提升交通综合服务能力，设计一款智能停车收费系统极为关键。

本系统以STC89C52单片机作为主控芯片，通过4个红外避障管检测停车位是否有车，车位有车时，相应红色LED灯被点亮；通过另一个红外避障管检测入口处是否来车，如果来车且车位满时进行蜂鸣器报警提醒，当车停入后，启动及时设备，一小时内，价格是5元，超过一小时每小时3元。并通过LCD1602显示当前总车位数、剩余车位数、以及停车费。此外，该系统该使用蓝牙模块，可以将监测到的相关数据发送到手机端，也可以通过手机端控制系统进行工作。

实物测试表明，该系统能够正常实现预设功能，并有效实现高效便捷通行、降低运营成本、提高管理效能的目标，对推动交通综合服务能力和驱动智慧转型发展意义重大。

关键词：STC89C52单片机；停车场；传感器；显示屏；蓝牙

Abstract

With the rapid development of economy, driving has become an important way of travel, and parking and parking charges have become a pain point for people's livelihood. In the face of the problems of "disorderly parking fees" and "low traffic efficiency", in order to meet the needs of the people for efficient parking and convenient travel, and to improve the comprehensive traffic service capability, it is extremely critical to design an intelligent parking fee system.

The system uses STC89C52 single chip microcomputer as the main control chip, and detects whether there is a car in the parking space through four infrared obstacle avoidance tubes. When there is a car in the parking space, the corresponding red LED light is lit. Through another infrared obstacle avoidance tube to detect whether the entrance to the car, if the car and the parking space is full when the buzzer alarm reminder, when the car is parked, start the timely equipment, within an hour, the price is 5 yuan, more than an hour per hour 3 yuan. In addition, LCD1602 displays the current total number of parking Spaces, the remaining number of parking Spaces, and the parking fee. In addition, the system uses a Bluetooth module to send the monitored data to the mobile phone, and can also work through the mobile phone control system.

The physical test shows that the system can normally achieve the preset functions, and effectively achieve the goals of efficient and convenient traffic, reduce operating costs, and improve management efficiency, which is of great significance to promote the comprehensive traffic service ability and drive the development of intelligent transformation.

Key words: STC89C52 MCU; Parking lot; Sensor; Display screen; Bluetooth

目  录

1.绪论

1.1  研究背景及其研究意义

1.2  国内外研究现状

1.2.1  国内研究现状

1.2.2  国外研究现状

1.3  研究目标和组织结构

2.系统方案设计

2.1  整体方案设计

2.2  主要器件选型选择

2.2.1 主控芯片选择

2.2.2 显示方案选择

2.2.3 红外避障模块方案选择

2.2.4无线传输方案选择

3.硬件电路设计

3.1  单片机最小系统

3.2  红外避障模块电路

3.3  蜂鸣器报警模块

3.4  LCD1602显示模块电路

3.6  指示灯模块电路设计

3.7  蓝牙模块（ECB02）

4.系统程序设计

4.1 编程软件介绍

4.2 系统主流程设计

4.3 蓝牙模块子流程

4.4 LCD1602液晶显示子流程

5.仿真调试

5.1 仿真总体设计

5.2 系统功能仿真测试

5.3 蓝牙模块仿真测试

总结

参考文献

致谢

附录

附录A：原理图

附录B：PCB

附录C：程序

1.绪论

1.1  研究背景及其研究意义

近几年，随着人民生活水平提高，我国交通工具总量呈现几何指数的增长。这一现象导致车辆与停车位的比例严重不协调，停车场合理且人性化的建设及管理显得尤为重要。如何提高停车场管理的智能化及自动化，是停车场建设急需考虑的问题。

基于上述研究背景，目前停车收费问题与“ETC+”行业融合的政策加持下，通过对停车场应用 ETC 收费系统进行研究，旨在为全面推停车场应用 ETC 收费系统提供技术框架和应用实践蓝本，且具有如下重要意义:

(1)积极推动 ETC 收费系统在停车场景应用,以满足广大城市居民高效停车、便捷出行的需求目标，有效解决广大车主面临的“停车难”、“难停车”、“收费乱”“付费烦”“通行效率低”等问题。

(2) 深度挖掘停车行业市场价值，推动停车场进行智能化提升改造有效解决现有停车收费模式“杂、乱、差”等问题，助推停车场实现“无人值守、非现金支付、自动缴费不停车高效通行、集中监控与清算”的智能停车服务，同时帮助停车场运营商实现“减少人员投入、降低运维成本”、“降低经营风险、堵塞现金交易漏洞”的降本增效目标和“前端无人管理、后端少人管理、移动端灵活管理”的智能化管理目标。

(3)助推监管部门规范停车服务行业，有效整治多数停车场所存在的缺资质、不规范、乱经营等问题，同时通过数据共享，提高停车位使用效率，优化停车供需关系，推动 ETC“出得了高速、进得了商圈”的场景形成，从而有效提升交通综合服务能力。

(4)响应国家政策，强化 ETC 与相关行业的融合。基于停车场 ETC 收费系统的推广应用，一方面后续可以研究开发智慧停车系统，搭建智慧停车平台，实现车位资源共享、智能预约停车位、智能停车诱导、车位引导、反向寻车等功能,有效解决大中型城市“停车难”、“难停车”的困局，提高居民出行服务满意度，提升城市综合治理能力，另一方面可以将 ETC 作为城市交通感知的主要设备，实现对车辆运行轨迹及状态的全出行链采集，进而对城市交通规划、拥堵治理、公交优先提供数据支撑，同时 ETC 可打通加油、停车、维修、保险等汽车服务收费产业链，为智慧城市赋能，驱动智慧城市数字交通经济快速发展，从而实现智慧城市数字交通经济发展模式的转型。

1.2  国内外研究现状

1.2.1  国内研究现状

通过中国知网、中经视野期刊、市场信息研究网、中国交通信息化专刊等渠道收集了一些国内关于智慧停车及智能化收费系统的研究发现，2015 年，基于前期应用经验，上海开始启动了市级智能化停车管控平台的规划建设，其通过对近 500 个大中型停车场进行全方位信息化升级改造并实现停车场统一连入上海市智能化停车管控平台，成为了我国目前最大的智能化停车管控平台:厦门智慧停车、智能停车收费系统研究与应用相比上海较晚，但其基于 RFID+车牌识别模式所研究的智慧停车场信息化管理系统，自2009 年上线在软件园区试运行后，较好解决了软件园区长期以来的车辆进场拥堵问题，此后，智慧停车、智能停车收费系统在厦门市得到逐步推广运用，机场、火车站、大型商场等开始逐步改造成免取卡入场的智慧管 理方式，且 2013 年开始，厦门各大中型智慧停车场联网运行和统一管控，并实现了在主要干道、大中型停车场附近和停车场入口处的智慧诱导:除了上海、厦门之外，在重庆、深圳等城市，2010年以来已经在陆续大力推进智慧停车、智能停车收费系统建设，尤其在 2019 年高速公路取消省界收费站工程建设后，随着 ETC 用户的爆发式增长，无论从交通部还是地方政府，通过推动 ETC 收费系统在停车场景应用，协 同解决停车难、难停车的问题已经成为了大势所趋。另外，近年来随着我国经济快速发展，大中型城市的汽车数量呈现爆发式增长，为缓解车辆快速增长导致的停车难问题，持续提升城市静态交通智能化水平，在政府主导下，类似交通院校和云智停、海明科技等许多企业开始研究推行智慧停车信息系统建设方案，例如，韩彬(2013 年)对ETC 收费系统扩大范围进行了可行性研究，提出 ETC 收费系统应用至停车场等场景技术成熟，且能产生非常客观的经济效益和社会效益:颜学华(2014 年) 对现有的车牌识别算法进行了改进，提出了一种加权模板匹配算法，同时对停车场数据库进行了设计，并给出了优化和备份策略:刘鹏杰(2017)从停车场站点系统运营服务平台、清分结算平台、在线密服务平台四个模块对停车场收费系统进行了详细设计，提出了大型停车场应用 ETC 技术的实施方案:马越《2020 年)针对路内停车管理现状，设计了一种基于 NB-IOT 车检器的路内停车管理系统，提高了路内停车收费的及时性和准确性。总体而言，随着互联网、物联网、数字科技的快速发展，智慧停车、智能停车收费已成为我国城市静态交通发展的重要趋势。

1.2.2  国外研究现状

通过中国知网、中经视野期刊、市场信息研究网等渠道收集了一些国外关于智能化停车收费系统的研究及应用现状，发现早在上世纪七十年代，德国、美国和日本等发达国家已经开始研究应用智能化停车收费系统。其中德国是最早研究智慧停车及智能化停车收费系统的国家，其研究开发的系统主要是通过管理计算机远程控制设置在道路口 LED 电子停车诱导标志，诱导车辆进入有剩余车辆的停车场，大幅缩短司机寻找停车场的时间;美国研发起步时间相比德国较晚，但从上个世纪九十年代以来在研究和建设智慧停车方面投入了大量人力、物力和财力,其研究和应用比较好的系统包括智慧停车信息系统、高速公路电子收费管理系统车辆信息管理系统、车辆安全管控系统和车辆卫星定位管理信息系统等，美国研究和应用的系统主要是基于交互协商技术方式 (Agent)构建，在多领域和不同的时段方面充分考虑到驾驶员的真实需求，采用主动协商理念，比较人性化:日本因为土地资源极为稀缺，能够用于建设城市道路和停车泊位的土地资源非常有限所以其从上世纪七十年代开始，经过几十年来的深入研究和巨大的投入建设，日本目前已建成世界上最先进、最符合日本国情的复杂交通体系，呈现出了“交通信息采集设备精良、PPP 投资模式、软件系统先进稳定、协同治理能力较强”等优势:相比德国、美国、日本，新加坡关于智慧停车、智能停车收费系统的设计及应用更加符合我国的国情和城市发展现状，新加坡要求车辆必须安装 RFID 车辆身份识别卡，且要求各大中型停车场安装统一的收费终端，采用统一的收费系统、连接单一的结算中心并与不停车收费系统共用统一的支付平台，同时新加坡能根据动态车流情况实现市政交通资源的合理诱导分配，非常精准、非常先进。另外，JackKlodzinski,Haitham M.Deek A1(2004)在对公路收费和快速车道出行进行系统评估时提出，基于 RFID 卡等非接触类型的新型收费介质，相比传统的IC 卡等接触读写类型的收费介质，更为稳定可靠;Mohammed Amine Merzoug,AhmedMostefaoui,Abderrezak Benyahia (2019)在城市内高效停车的智能物联网系统研究中提出，基于 ETC 技术的拓展应用对于驱动智慧城市建设意义重大。总体而言，以新加坡为代表的发达国家已经全面进入了智能化停车收费时代，且朝着智慧化管控平台的模式快速发展。

1.3  研究目标和组织结构

对比国内外研究及应用现状，关于智能化停车收费系统的研究及应用，国外相比国内研究较早，但总体而言，在如何实现收费系统在停车场的有效应用，尤其是如何转化运用、转化运用过程中存在哪些难题、如何推广应用实施等方面研究较少，所以希望通过本论文研究，可以为停车场应用收费系统提供技术框架和实例应用经验。

本系统实现的具体功能： 

1、通过4个红外避障管检测停车位是否有车，有车时，相应红色LED灯亮

2、通过LCD1602显示当前总车位数、剩余车位数、停车费

3、当车停入后，开始计时，一小时内，价格是5元，超过一小时每小时3元

4、通过另一个红外避障管检测入口处是否来车，如果来车且车位满时进行蜂鸣器报警提醒

5、通过蓝牙，将当前总车位数、剩余车位数、停车费发送到手机端