小区车辆统计计数系统设计毕业论文

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

随着经济的增长及城市化进程的加快，小汽车进入家庭，私人拥有量越来越多。由调查研究发现许多的小区在停车管理上存在着一定的局限性，为了方便有效的实现小区车辆管理系统使小区停车场安全、快捷运转，必须配备一套综合小区车辆统计计数系统。

单片微型计算机（简称单片机）也叫做微型控制器，自从20世纪70年代问世以来，得到了快速发展，从早期的8位机到现在的32位机，其硬件资源和软件资源在不断丰富与完善。单片机由于其集成度高、体积小、抗干扰能力强和价格低廉、具有独特的控制功能，它已经成为计算机世界中的重要成员。在一个应用系统中，只用一个单片机。但是单片机应用的意义绝不仅限于它的广阔范围以及所带来的经济效益上，更重要的还在于,单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，现在已能使用单片机通过软件（编程序）方法实现了。这种以软件取代硬件并能提高系统性能的控制技术必将随着单片机应用的推广普及而不断发展完善。

随着社会的发展，数据统计的重要性也是十分显著的。它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。是统计管理的关键步骤，它在现代信息领域发挥着重要作用，是信息产品不可或缺的重要组成部分。因此选择基于单片机数据流量统计系统设计是很有意义也是很有必要的。

本设计就是利用“单片机”控制的车辆流量统计系统。随着国民经济的增长，人民生活质量的提高，私家车逐渐走进人们的生活，可是随之而来的问题也摆在了人们面前，那就是城市的空间越来越紧张，停车位难求，特别是到了法定假日出去自驾游，进入停车场却发现已满，只能去另寻车位。该设计就是针对此类问题而做，该设计不仅能直观的显示停车场的车流量，还能在车位满时发出报警。不但可方便车主了解停车场车位情况，做出适当的选择，又方便物业公司的管理。

该设计价格低廉，计数准确，可广泛应用于停车场、商场、房地产公司以及物业管理部门等。由于该设计的价格优势、安全性以及大量应用后可导致管理成本的下降，中国人口众多，可想而知其可以为产品生产企业创造多少经济价值。 1.2系统概述

本系统包括：电源模块、传感器模块、显示模块、手动键盘输入模块、车辆进出横杆电机控制模块等。它可以实现控制的开启、显示停车场现有车辆数和已停放过车辆数、人工的设置总车位数以及剩余车位数的数值显示等功能。

系统的特点：

（1）由于本系统采用电子元件无需人工管理。

（2）自动显示停车场的车位状态，进出和停放车辆统计。 （3）统计小区当天已停放车辆总数。 （4）本系统适用于任意停车场。

（5）检测小区车位车辆是否已满，报警指示灯闪烁。

图1 系统框图

如图1所示，本设计是将单片机作为控制系统的核心部件，通过传感器模块检测到有车辆进出时，进行判断，控制自动门的开启，并通过对显示模块进行动态扫描，显示目前停车场内车辆的数目及状态。管理者还可以对停车场的最大容量等进行人工的限制。 1.3毕业设计技术指标

本设计所要求的技术指标有以下4个方面：

1.8位数码管显示。显示小区现有车辆数和已停放过车辆数。

2.统计小区现有车辆数，当车进入小区显码显示增1，驶出车场显示减1。

3.统计小区当天已停放车辆总数。

4.当小区车位车辆已满，报警指示灯闪烁，提示禁止车辆入内。

第二章 硬件电路设计

该系统用于检测是否有车辆进出，是否有空余车位，应用单片机来控制其他模块以实现对车辆的数目、状态等的加减计数和状态显示，并利用单片机中的定时系统对车辆进出的时间限制以及设定，键盘系统的输入可以人工控制总车位数以及剩余车位数数值的显示。 2.1电源模块的设计

整个系统中电源模块主要的是提供稳定的电压。该电路输入单相220v交流电，经过变压器，全桥整流，稳压后输出稳定的5v直流电。

三端稳压器是一种集成电路元件，内部由三极管和电阻等构成，在分析电路时可简单的认为这是一个能自动调节电阻的元件，当负载电流大时三端稳压器内的电阻自动变小，而当负载电流变小时三端稳压器内的电阻又会自动变大，这样就能保持稳压器的输出电压保持基本不变。由于三端稳压器只有三个引出端子，具有外接元件少，使用方便，性能稳定，价格低廉等优点，因而得到广泛应用。因为此系统设计要输出5V的电压，所以选用稳压器LM7805。 2.1.1 LM7805稳压器的介绍说明

X78XX系列是三端正电源稳压电路，它的封装形式为TO-220D-PAK封装。它有一些列固定的电压输出，应用非常广泛。每种类型由于内部电流的限制，以及过热保护和安全工作区的保护，使它们不会受到损坏。如果能够提供足够的散热片，它们就能够提供大于1A的输出电流。虽然是按照固定电压值来设计的，但是当接入适当的外部器件后，也能获得各种不同的电压和电流。

（1）LM7805引脚图如图2所示:

图2 LM7805引脚图

1—输入，INPUT 2—地，GND

3—输出，OUTPUT （2）特点

? 最大输出电流1A

? 输出电压为5V，6V，8V，9V，10V，12V，15V，18V，24V ? 热过载保护

? 短路保护

? 输出晶体管安全工作区保护

7805是最常用到的稳压芯片，它的使用方便，用很简单的电路即可以输入一个直流稳压电源，它的输出电压恰好为5V，刚好是51系列单片机运行所需的电压，它有很多系列，如KA7805，ADS7805,CW7805等，性能有微小的差别，用的最多的是LM7805。 2.1.2 电路工作原理

如图3所示：

图3 电源电路框图

从图4上看,用一个220V转24V变压器（变压比K约为9）,输出较小的电压。变压器后

面由4个二极管组成一个桥式整流电路，整流后就得到一个电压波动很大的直流电源。

变压器输出端的24V电压经桥式整流并电容滤波，在这里接一个500uF25V的电解电容。在电容C5两端大约会有29V的电压，假如从电容两端直接接一个负载，当负载变化或交流电源有少许波动都会使C5两端的电压发生较大幅度的变化，因此要得到一个比较稳定的电压，在这里接一个三端稳压器的元件，选用LM7805。LM7805最大可以输出1A的电流，内部有限流式短路保护，短时间内，例如几秒钟的时间，输出端对地（2脚）短路并不会使LM7805烧坏。三端稳压器后面接一个1uF的电容，这个电容有滤波和阻尼作用。虽然LM7805最大电流是1A，但实际使用一般不要超过500mA,否则会发热很大，容易烧坏。一般负载电有200mA以上时需要散热片。

图4 电源模块原理图

2.2传感器模块的设计 2.2.1 CD4069的介绍

CD4069 是由六个COSMOS 反相器电路组成，此器件主要用作通用反相器，即用于不需要TTL 驱动和逻辑电平转换的电路中。CD4069引脚图如图5所示。 （1）推荐工作条件： 电源电压范围：3V～15V

输入电压范围：0V～VDD

工作温度范围：M类－55℃～125℃，E 类－40℃～85℃ （2）极限值：

电源电压：－0.5V～18V

输入电压：－0.5V～VDD+0.5V 输入电流：±10mA

储存温度：－65℃～150℃