基于STM32的智能停车场管理系统设计

绿色停车场采用节能照明和停车管理系统 #生活常识# #日常生活小窍门# #节能建议# #节能建筑标准#

引言

随着城市汽车数量的增加，停车场的管理变得愈加复杂。传统的停车管理方式效率低下，而智能停车场管理系统可以提高停车效率，减少人工管理成本，提升用户体验。本文基于STM32微控制器设计了一个智能停车场管理系统，集成了车位检测、车牌识别、自动闸门控制和实时数据监控等功能，实现停车场的自动化管理。

环境准备 1. 硬件设备 STM32F103C8T6 开发板（或其他 STM32 系列）：系统核心，用于数据处理和外设控制。超声波传感器：用于检测车位是否被占用。红外对射传感器：用于检测车辆的进入和离开。摄像头模块（支持车牌识别）：用于自动识别车辆的车牌号。继电器模块：用于控制道闸（闸门）的开闭。LCD 显示屏或 OLED 显示屏：显示停车位状态、车牌号码和费用信息。蜂鸣器：用于报警或提示操作。Wi-Fi 模块（如 ESP8266）：用于数据上传和远程监控。LED 指示灯：用于显示车位状态。电源模块、杜邦线、面包板等基础电子元件。 2. 软件工具 STM32CubeMX：用于初始化STM32的外设。Keil uVision 或 STM32CubeIDE：用于编写、调试和下载代码。OpenMV 或其他图像处理模块：用于车牌识别和图像处理。ST-Link 驱动程序：用于烧录程序到STM32。 项目实现 1. 硬件连接 超声波传感器连接：将超声波传感器的Echo和Trig引脚连接到STM32的GPIO（如PA0、PA1），用于检测车位的占用状态。红外对射传感器连接：将红外传感器的信号引脚连接到STM32的GPIO（如PA2），用于检测车辆的进出。摄像头模块连接：将摄像头模块的通信引脚（如TX/RX）连接到STM32的USART接口（如PA9、PA10），用于车牌识别数据的传输。继电器模块连接：继电器的控制引脚连接到STM32的GPIO（如PA3），用于控制道闸的开闭。LCD/OLED显示屏连接：显示屏的通信引脚（如SDA和SCL）连接到STM32的I2C接口（如PB6、PB7），用于显示车位状态、车牌号码和费用信息。蜂鸣器连接：蜂鸣器的控制引脚连接到STM32的GPIO（如PA4），用于提示或报警。LED指示灯连接：LED灯的引脚连接到STM32的GPIO（如PA5、PA6、PA7），用于显示停车状态（空闲、已占用）。Wi-Fi模块连接：Wi-Fi模块的TX/RX引脚连接到STM32的USART接口，用于上传数据到服务器。 2. STM32CubeMX 配置 GPIO：配置多个GPIO引脚，用于连接超声波传感器、红外传感器、继电器、LED等外设。USART：用于摄像头模块和Wi-Fi模块的数据传输。I2C：用于LCD/OLED显示屏的数据通信。系统时钟：使用外部高速时钟HSE，提升系统的响应速度和性能。

生成代码后，在Keil uVision或STM32CubeIDE中打开项目继续开发。

3. 主程序设计

智能停车场管理系统的核心功能包括车位检测、车牌识别、道闸控制和停车费用计算。系统通过传感器监测车位状态，摄像头模块识别车辆的车牌，并根据车辆的进出情况控制道闸开闭。以下是智能停车场管理系统的代码示例：

#include "stm32f1xx_hal.h"

#include "ultrasonic.h"

#include "infrared.h"

#include "lcd.h"

#include "relay.h"

#include "wifi.h"

#include "camera.h"

#include "gpio.h"

// 定义停车状态

#define PARKING_AVAILABLE 0

#define PARKING_OCCUPIED 1

// 定义车牌识别结果

#define AUTHORIZED_VEHICLE 1

#define UNAUTHORIZED_VEHICLE 0

// 函数声明

void System_Init(void);

void Detect_Parking_Space(void);

void Control_Barrier(void);

void Recognize_License_Plate(void);

void Display_Parking_Info(void);

void Send_Data_Remotely(void);

// 全局变量

uint8_t parking_status = PARKING_AVAILABLE; // 停车位状态

uint8_t vehicle_auth = UNAUTHORIZED_VEHICLE; // 车辆授权状态

void System_Init(void)

{

HAL_Init();

SystemClock_Config();

MX_GPIO_Init();

MX_USART1_UART_Init();

MX_I2C1_Init();

Ultrasonic_Init();

Infrared_Init();

LCD_Init();

Relay_Init();

Camera_Init();

WiFi_Init();

LCD_ShowString(0, 0, "Smart Parking System");

}

// 检测车位状态

void Detect_Parking_Space(void)

{

uint16_t distance = Ultrasonic_ReadDistance();

if (distance < 50) // 假设50厘米以内有车辆

{

parking_status = PARKING_OCCUPIED;

}

else

{

parking_status = PARKING_AVAILABLE;

}

}

// 控制道闸的开闭

void Control_Barrier(void)

{

if (parking_status == PARKING_OCCUPIED && vehicle_auth == AUTHORIZED_VEHICLE)

{

Relay_Barrier_Open(); // 打开道闸

LCD_ShowString(0, 1, "Barrier Open");

HAL_Delay(5000); // 延时5秒，保持道闸打开状态

Relay_Barrier_Close(); // 关闭道闸

LCD_ShowString(0, 1, "Barrier Closed");

}

else

{

Relay_Barrier_Close(); // 保持道闸关闭

}

}

// 识别车牌

void Recognize_License_Plate(void)

{

vehicle_auth = Camera_RecognizePlate();

if (vehicle_auth == AUTHORIZED_VEHICLE)

{

LCD_ShowString(0, 2, "Vehicle Authorized");

}

else

{

LCD_ShowString(0, 2, "Vehicle Not Authorized");

HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET); // 打开蜂鸣器报警

HAL_Delay(3000);

HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET); // 关闭蜂鸣器

}

}

// 显示停车状态信息

void Display_Parking_Info(void)

{

LCD_Clear();

LCD_ShowString(0, 0, "Parking Status: ");

if (parking_status == PARKING_OCCUPIED)

{

LCD_ShowString(64, 0, "Occupied");

}

else

{

LCD_ShowString(64, 0, "Available");

}

}

// 发送停车场数据到远程服务器

void Send_Data_Remotely(void)

{

char buffer[100];

sprintf(buffer, "ParkingStatus:%d AuthStatus:%d", parking_status, vehicle_auth);

WiFi_SendData(buffer); // 通过Wi-Fi发送数据

}

int main(void)

{

System_Init();

while (1)

{

Detect_Parking_Space(); // 检测车位状态

Recognize_License_Plate(); // 识别车牌

Control_Barrier(); // 控制道闸

Display_Parking_Info(); // 显示信息

Send_Data_Remotely(); // 上传数据

HAL_Delay(1000); // 每秒钟刷新一次

}

}

4. 各模块代码 超声波传感器读取

#include "ultrasonic.h"

void Ultrasonic_Init(void)

{

}

uint16_t Ultrasonic_ReadDistance(void)

{

return 30;

}

红外对射传感器检测

#include "infrared.h"

// 初始化红外对射传感器

void Infrared_Init(void)

{

// 配置红外传感器的GPIO引脚

}

// 检测车辆是否经过

uint8_t Infrared_DetectVehicle(void)

{

// 返回检测结果，1表示有车辆经过，0表示无

return 1; // 假设有车辆经过

}

车牌识别模块

#include "camera.h"

void Camera_Init(void)

{

}

uint8_t Camera_RecognizePlate(void)

{

return AUTHORIZED_VEHICLE;

}

道闸控制

#include "relay.h"

// 初始化继电器模块

void Relay_Init(void)

{

// 配置继电器引脚

}

// 打开道闸

void Relay_Barrier_Open(void)

{

HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET); // 打开继电器，打开道闸

}

// 关闭道闸

void Relay_Barrier_Close(void)

{

HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET); // 关闭继电器，关闭道闸

}

LCD显示

#include "lcd.h"

void LCD_Init(void)

{

}

void LCD_ShowString(uint8_t x, uint8_t y, const char *str)

{

}

void LCD_Clear(void)

{

}

系统工作原理 停车位检测：通过超声波传感器检测车位是否被占用，当检测到车辆占用车位时，系统更新车位状态。车牌识别：通过摄像头模块识别车辆的车牌号码，并判断车辆是否已授权，授权车辆可以通过道闸。道闸控制：根据车位状态和车辆授权情况，自动控制道闸的开闭，实现无感通过。实时数据上传：通过Wi-Fi模块将停车场信息上传到服务器，便于远程监控和管理。报警功能：当检测到未经授权的车辆进入时，系统会发出报警提示。 常见问题与解决方法 1. 车牌识别失败 问题原因：摄像头模块故障或环境光线差。解决方法：检查摄像头连接，确保光线充足，调整摄像头位置。 2. 道闸无法打开 问题原因：继电器模块损坏或电源不足。解决方法：检查继电器模块和电源连接，确保道闸机械结构正常。 3. 超声波传感器误报 问题原因：传感器灵敏度过高或安装位置不当。解决方法：调整传感器安装位置或增加消抖处理，避免误报。 扩展功能 停车引导系统：在每个车位上增加LED指示灯，通过颜色指示车位状态（空闲、已占用、预订）。停车费用计算：增加计时模块，根据车辆停留时间自动计算停车费用并在出口显示。手机APP控制：开发手机应用，用户可以通过APP查看停车场状态、预订车位和支付停车费用。 结论

基于STM32的智能停车场管理系统通过集成传感器、摄像头和网络通信模块，实现了车位检测、车牌识别、道闸控制和数据远程监控等功能，极大提高了停车场的管理效率。系统具有自动化、智能化、数据可视化等特点，适用于大型商场、办公楼或公共停车场。未来可以通过增加停车引导、智能支付等功能，进一步提升用户体验和系统的实用性。

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网址：基于STM32的智能停车场管理系统设计 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/380982

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