开发背景

随着小汽车产业的发展，我国大中城市机动化是不可遏制的事实。我国大中城市应严肃正视这个问题。停车问题在我国大城市现已成为难题，如何对停车设施进行合理地规划，对车辆停放进行有效地管理，成为我国大中城市迫切解决的问题。智能停车场管理系统的最终目的是改善停车麻烦的状况，提高城市交通系统的效率与功能，通过为司机提供泊位信息，迅速找到停车位。因此，通过建立一套完整的智能泊车管理系统，将会更好的将停车资源合理配置。

结构说明

本系统主要由k10主控模块、电源模块、直流电机及电机驱动模块、蓝牙模块、GSM通信模块、传感器模块等构成。

实物图如下：

功能与使用说明

1、随时查询停车场车位余量。司机可发送任意信息到要查询的停车场，便可获知停车场的车位信息。

2、自动入库。之前，车主需安装好手机蓝牙串口调试助手。连接好蓝牙，车主下车后，发送00到小车，小车便可自动寻空车位停车。同时，小车上的指示灯闪烁，表示处于自动泊车状态。当小车停好后，将会发送信息告知车主。当然，在实际应用上，可以使用GSM通信模块替代蓝牙模块。

3、自动出库。车主通过蓝牙发送01给小车，小车将自动出库。当小车到达取车处时，自动停车等待，并发送信息告知车主。

4、智能避障。在出库或入库时，如遇到障碍物，小车会自动停车。当取走障碍物，小车继续泊车。

5、智能应急。当停车场出现意外事故时，如水灾、火灾，小车将自动出库，并告知车主。同时，蜂鸣器响起，并电话报警。

作品特色

先进性：司机可随时得知各个车库的车位情况，以及智能处理意外情况。做到安全可靠、节能、方便。

创新性：智能完成汽车的入库、停车、出库、入库记录、出库记录以及智能寻找车位停车。以及停车场的智能化管理。

实用性：节省驾驶人员的时间，降低停车场的管理成本。提高城市交通系统的效率与功能。

平台选型说明：

设计说明：

设计方案

自动泊车系统最终实现目标是发送汽车自身信息到停车场管理系统，接收停车场管理系统的管理信息，进入车场前实现前进航向的自动教正，自动行驶到停车位附近位置，倒退进入到停车位置，关闭电动机，接收汽车启动信息，将汽车行驶到停车场出口。

为了实现以上目标，对于小车的设计做以下分析：智能泊车系统是一个具有自治功能的系统，系统目标是实现车辆在进入车库区域后，根据和车库的管理系统进行无线信息交流后，无人自动行驶到车库管理系统指定的停车位置。当车主需要提取车辆时，只要停车场管理系统对车辆进行操作之后，车辆会自动行驶到指定的出口。该系统的设计要求尽可能少的对停车场进行指导性的标识，以使停车场的布置成本达到最低。

设计原理

本系统以基于ARM Cortex-M4内核的MK10DN512ZVLL10芯片为控制芯片，辅以电源模块、电机及其驱动模块、蓝牙模块、GSM通信模块、无线收发模块、烟雾传感器模块、红外线检测模块、水位感应模块，组成了功能完整的智能泊车系统。系统框图如下：

1硬件设计

1.1控制器模块

在原有的开发板基础上制作了此控制模块转接板，以更好的与其他模块衔接。其原理如下图：

1.2电源模块

本系统全部硬件电路的电源由两个7.2V、2000mA·h大容量镍镉电池提供。由于电路中的不同电路模块所需要的工作电流容量各不相同，因此电源模块应该包含多个稳压电路，将充电电池电压转换成各个模块所需要的电压。

本系统中采用了固定输出为3.3V和5V的电源稳压芯片LM2596来获得所需电压，LM2596开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路，由于该器件只需4个外接元件，可以使用通用的标准电感，这优化了LM2596的使用，极大地简化了开关电源电路的设计，而且能够输出3A的驱动电流，具有很好的线性和负载调节特性。

电路原理如下图：

1.3电机及其驱动模块

本系统采用高电压、大电流的L298N全桥驱动芯片，外围电路如下图5所示。它的响应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机。两个电机的四个正反向信号和两个PWM信号经L298N后能够稳定地控制电机正反转动和较大范围的控制电机电压。电路采用PWM驱动形式，四路输入和输出以控制电机运转。电路主要由L298N、光电耦合器、保护二极管组成。电路是由单片机控制的，与单片机的接口采用光电耦合器，利用光电耦合器传输信号可以消除相互之间的干扰，提高系统的稳定性。设计原理图如下图：

1.4无线通信模块

本系统采用了三种无线通信模块，分别为：蓝牙模块，无线收发模块，GSM通信模块。其功能如下：

(1) 蓝牙模块：蓝牙模块运用于小车上，实现与手机的通信。首先利用手机的蓝牙功能与小车上的蓝牙模块相匹配，然后利用手机蓝牙发送指令给小车，小车根据指令完成相应的动作，在小车完成相应动作后，小车会通过蓝牙模块发送信息到手机上提示动作的完成。

(2) 无线收发模块：无线收发模块应用于停车场控制中心与小车的通信上，当停车场控制中心检测到停车场有紧急情况时(火灾或水灾)，停车场控制中心将利用无线收发模块向停车场广播报警信息，小车接收到信息后执行相应的动作。

(3) GSM 通信模块：GSM通信模块位于停车场控制中心，用来接收用户发来查询车位余量的短信，然后自动回复停车场的车位信息，同时当停车场发生紧急情况时，向用户发送提示短信，并报警。

1.5传感器模块

本系统应用了烟雾传感器模块、红外线检测模块、水位感应模块以及接近开关，各功能如下：

(1) 烟雾传感器模块：安装在停车场中，用来检测火灾的发生。当烟雾浓度超过预设值，便会发出警报。

(2) 水位感应模块：简易自制的水位器，安装在停车场中，用来检测车库是否发生水灾。当超过安全水位时，便给控制中心信号。

(3) 红外线检测模块：安装在小车前方，用来检测黑线引导小车入库，寻找空车位停车，以及检测车辆安全车距，达到避障功能;还用在停车场，用来检测车辆的进出，使控制中心能即时统计车库的空车位量。

(4) 接近开关:每对停车位中间的前方约20cm处都埋有一小块铁片，当小车经过每块铁片时，安装在小车前方的接近开关都会检测前方两边的车位是否停车，从而达到自动寻位的功能。

2软件设计

系统采用C语言编程实现各项功能。C语言本身带有各种库函数，运算能力较强，而本系统的软件中算数运算比较多，利用C语言编程可以体现出一定优势。

程序是在Window7环境下采用Keil uVision4软件编写的，可实现对小车的精确控制，对传感器输入信号的处理以及声光提示等功能。