一種基於超聲波測距的無線車位鎖的製作方法

2023-08-07 06:39:36

本發明涉及智能交通技術領域，特別是一種基於超聲波測距的無線車位鎖。

背景技術：

隨著我國經濟水平的快速發展和人們生活水準的大幅提升，汽車的保有量也在連年增加，而隨著汽車保有量的增長，生活小區停車的相關問題也開始日益成為人們關注的焦點問題，同時也正成為我國交通相關部門重點關注的問題。不過，在目前很多的小區之內，業主的車位被佔用現象偶爾會發生，從而為車位主帶來了很大的困惑。

在車位日益緊張的今天，如何避免私家車位被他人搶佔，同時又能夠方便快捷的停放車輛，是令人頭痛的事。由此專用車位鎖的市場需求應運而生，目前市面上的應用較多的專用車位鎖主要有兩種：機械車位鎖和遙控車位鎖，機械車位鎖使用鑰匙進行控制，採用手工方式實現車位檔杆的升和降；而遙控車位鎖使用遙控方式，在一定距離內自動實現車位鎖檔杆的升降操作。正式由於這些車位鎖的應用，在一定程度上改善了車主的出行和停車方便問題。雖然機械車位鎖和遙控車位鎖能在一定程度上解決停車秩序混亂的問題，但也存在一些其產品自身無法克服的問題和缺點。其中機械車位鎖由於採用純機械手工方式，汽車進出停車位時需要用戶下車手動開鎖並升起或降下車位鎖的檔杆，十分不方便且不衛生，如果是露頭停車位而又遇到天下雨的情況，用戶就更是苦不堪言；而且現有市場上大多數的機械車位鎖機械結構設計相對簡單，不具備防撞、防盜和防拆卸功能，應用價值十分有限。遙控車位鎖由於採用了遙控器進行車位鎖的相應操作，在一定程度上克服了機械車位鎖的部分缺陷，但由於其採用的是遙控器控制，用戶還是需要停車進行遙控器的按鈕操作，存在誤操作或忘操作的可能性；同時其使用的遙控器無法與現有大多數小區和停車場入口道閘使用的IC卡控制系統進行無縫銜接，無法實現車輛入小區、入車庫和入車位的不停車操作；也正是由於這種控制模式的不兼容性，停車場或車庫的管理者很難實現車輛停車的精確管理。

隨著我國城市現代化進程的飛速發展，居民私家車數量急劇增長與住宅小區內停車位稀缺的矛盾亟待解決，停車難的問題日趨嚴重，「搶車位」的爭奪戰愈演愈烈。解決居民小區內私家車停車位緊缺問題逐漸引起社會各界的重視，成為市政規劃部門和物業公司管理的熱點和難點。在現實生活中，居民區開發商通常將停車位公開出售，私家車主可以購買一個私人專用停車位，確保隨時有地方可以停車，不用為尋找停車位而苦惱。然而，由於管理措施和基礎建設不夠完善，個人專用車位被其他車輛佔用的情況還時有發生，很容易引發鄰裡矛盾和經濟糾紛，於是出現了專門管理停車位的設備——車位鎖。使用車位鎖對私人專用停車位進行管理，可以有效解決其車位被其他車輛佔用問題。然而，市場上流行的機械式車位鎖大多依靠人工操作實現翻轉臂的升降，停車前駕駛人員需要下車手動開鎖，降下車位鎖翻轉臂，車輛離開後還需要手動升起車位鎖，使用起來較為繁瑣和不便，即使某些具有遙控功能的自動車位鎖，也需要車主手動遙控操作；現在的車位鎖也都沒有防撞報警裝置。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足而提供一種基於超聲波測距的無線車位鎖，本發明可通過無線電波主動識別車輛身份，自動控制車位鎖升降，可通過超聲波測距模塊實現車位鎖的上升；且車位鎖也有當被碰撞到時報警的功能。

本發明為解決上述技術問題採用以下技術方案：

根據本發明提出的一種基於超聲波測距的無線車位鎖，包括路側設備、車載電子標籤設備、無線車位鎖設備、報警模塊和安裝在車位上方的超聲波測距模塊；所述路側設備包括車信號接收模塊、第一處理器、編碼器、無線發射電路和顯示模塊，所述無線車位鎖設備包括無線接收電路、解碼器、第二處理器、繼電器控制電路、電機電路和車位鎖裝置；所述車位鎖裝置包括擋板和底座，所述擋板和底座之間通過升降支架連接，擋板可隨著升降支架的升降而上下移動，所述升降支架包括中部交叉固定呈Ｘ型的兩根支架條，與所述底座連接的兩根支架條的下部之間設置有彈簧，所述擋板與底座上均設置有滑槽，用於支架條在其上滑動；所述報警模塊包括報警電路、蜂鳴器和振動傳感器；其中，

所述路側設備安裝在小區的車輛入口處，報警電路、蜂鳴器和振動傳感器均設置在車位鎖的底座內，車載電子標籤設備、車信號接收模塊、第一處理器、編碼器、無線發射電路、無線接收電路、解碼器、第二處理器、繼電器控制電路、電機電路、車位鎖裝置依次順序連接，車載電子標籤設備與無線接收電路連接，第一處理器和顯示模塊連接，振動傳感器、報警電路、超聲波測距模塊分別與第二處理器連接，報警電路與蜂鳴器連接；

所述超聲波測距模塊包括超聲波發射電路模塊和超聲波接收電路模塊，所述超聲波發射電路模塊包括時基電路晶片LM555、第一電阻、可調電阻、第一電容、第二電容和超聲波探頭，其中，時基電路晶片LM555的第1引腳接地，時基電路晶片LM555的第5引腳與第一電容的一端連接，第一電容的另一端與地連接，時基電路晶片LM555的第8引腳與電源、第一電阻的一端分別連接，第一電阻的另一端與時基電路晶片LM555的第7引腳、可調電阻的一個固定端分別連接，時基電路晶片LM555的第6引腳與可調電阻的滑動端、第二電容的一端分別連接，時基電路晶片LM555的第2引腳與可調電阻的另一固定端連接，第二電容的另一端與超聲波探頭的一端連接，時基電路晶片LM555的第3引腳與超聲波探頭的另一端連接；

超聲波接收電路模塊包括紅外接收晶片CX20106、第三至第六電容、第二至第四電阻和超聲波接收探頭；其中，紅外接收晶片CX20106的第2引腳與第二電阻的一端連接，第二電阻的另一端與第三電容的一端連接，第三電容的另一端與地連接，紅外接收晶片CX20106的第3引腳與第四電容的一端連接，第四電容的另一端與地連接，紅外接收晶片CX20106的第4引腳與地連接，紅外接收晶片CX20106的第6引腳與第五電容的一端連接，第五電容的另一端與地連接，紅外接收晶片CX20106的第7引腳與第三電阻的一端連接，第三電阻的另一端與電源連接，的第8引腳與電源、第四電阻的一端分別連接，第四電阻的另一端與紅外接收晶片CX20106的第5引腳連接，紅外接收晶片CX20106的第1引腳與第六電容的一端、超聲波接收探頭的一端分別連接，第六電容的另一端與地、超聲波接收探頭的另一端分別連接。

作為本發明所述的一種基於超聲波測距的無線車位鎖進一步優化方案，所述車載電子標籤設備包括殼體，所述殼體的一側設有用於IC卡插入或取出的開口，所述殼體內固定有內後視鏡鏡片，內後視鏡鏡片包括平板玻璃和覆蓋在所述平板玻璃背面的鏡面層；所述殼體內固定有車載電子標籤，所述車載電子標籤包括控制器、微波信號收發電路、IC卡讀寫控制電路、語音播放電路、IC卡插口以及電源接口；所述車載電子標籤的IC卡插口位置與所述殼體上的開口位置相適應，所述電源接口與汽車電源連接；所述微波信號收發電路、IC卡讀寫控制電路、語音播放電路分別與控制器連接，微波信號收發電路與車信號接收模塊、無線接收模塊分別連接。

作為本發明所述的一種基於超聲波測距的無線車位鎖進一步優化方案，無線發射電路和無線接收電路為WIFI通信模塊。

作為本發明所述的一種基於超聲波測距的無線車位鎖進一步優化方案，第一處理器為AT89C51單片機。

作為本發明所述的一種基於超聲波測距的無線車位鎖進一步優化方案，第二處理器為MC9S08AC60單片機。

本發明採用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：

（1）本發明可通過無線電波主動識別車輛身份，自動控制車位鎖升降，抗幹擾能力強，誤操作率低，待機功耗小，耗電量極低，可採用直流蓄電池供電；使用方便，車位鎖的升降完全自動化實現，避免了傳統機械式車位鎖需要車主下車手動開鎖的弊端；

（2）車載電子標籤集成在內後視鏡鏡體中，結構簡單、可靠、安裝便利，解決了後裝車載電子標籤安裝成本高，且易侵佔前方視野等問題。

（3）車主不需要每次都進行手動開鎖或是利用無線控制器，可以很好地對車位佔用等情況進行解決；可通過超聲波測距模塊實現車位鎖的上升，能夠較大程度上降低小區的人工成本；車位鎖也有當被碰撞到時報警的功能。

附圖說明

圖1是本發明的模塊示意圖；

圖2是超聲波發射電路模塊圖。

圖3是超聲波接受電路模塊圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明：

如圖1所示，一種基於超聲波測距的無線車位鎖，包括路側設備、車載電子標籤設備、無線車位鎖設備、報警模塊和安裝在車位上方的超聲波測距模塊；所述路側設備包括車信號接收模塊、第一處理器、編碼器、無線發射電路和顯示模塊，所述無線車位鎖設備包括無線接收電路、解碼器、第二處理器、繼電器控制電路、電機電路和車位鎖裝置；所述車位鎖裝置包括擋板和底座，所述擋板和底座之間通過升降支架連接，擋板可隨著升降支架的升降而上下移動，所述升降支架包括中部交叉固定呈Ｘ型的兩根支架條，與所述底座連接的兩根支架條的下部之間設置有彈簧，所述擋板與底座上均設置有滑槽，用於支架條在其上滑動；所述報警模塊包括報警電路、蜂鳴器和振動傳感器；其中，

所述路側設備安裝在小區的車輛入口處，報警電路、蜂鳴器和振動傳感器均設置在車位鎖的底座內，車載電子標籤設備、車信號接收模塊、第一處理器、編碼器、無線發射電路、無線接收電路、解碼器、第二處理器、繼電器控制電路、電機電路、車位鎖裝置依次順序連接，車載電子標籤設備與無線接收電路連接，第一處理器和顯示模塊連接，振動傳感器、報警電路、超聲波測距模塊分別與第二處理器連接，報警電路與蜂鳴器連接；

所述車載電子標籤設備包括殼體，所述殼體的一側設有用於IC卡插入或取出的開口，所述殼體內固定有內後視鏡鏡片，內後視鏡鏡片包括平板玻璃和覆蓋在所述平板玻璃背面的鏡面層；所述殼體內固定有車載電子標籤，所述車載電子標籤包括控制器、微波信號收發電路、IC卡讀寫控制電路、語音播放電路、IC卡插口以及電源接口；所述車載電子標籤的IC卡插口位置與所述殼體上的開口位置相適應，所述電源接口與汽車電源連接；所述微波信號收發電路、IC卡讀寫控制電路、語音播放電路分別與控制器連接，微波信號收發電路與車信號接收模塊、無線接收模塊分別連接。

無線發射電路和無線接收電路為WIFI通信模塊，第一處理器為AT89C51單片機。第二處理器為MC9S08AC60單片機。

如圖2所示，超聲波發射電路模塊包括時基電路晶片LM555、第一電阻R1、可調電阻RP、第一電容C1、第二電容C2和超聲波探頭，其中，時基電路晶片LM555的第1引腳接地，時基電路晶片LM555的第5引腳與第一電容的一端連接，第一電容的另一端與地連接，時基電路晶片LM555的第8引腳與電源、第一電阻的一端分別連接，第一電阻的另一端與時基電路晶片LM555的第7引腳、可調電阻的一個固定端分別連接，時基電路晶片LM555的第6引腳與可調電阻的滑動端、第二電容的一端分別連接，時基電路晶片LM555的第2引腳與可調電阻的另一固定端連接，第二電容的另一端與超聲波探頭的一端連接，時基電路晶片LM555的第3引腳與超聲波探頭的另一端連接。

如圖3所示，超聲波接收電路模塊包括紅外接收晶片CX20106、第三至第六電容C3、C4、C5、C6、第二至第四電阻R2、R3、R4和超聲波接收探頭；其中，紅外接收晶片CX20106的第2引腳與第二電阻的一端連接，第二電阻的另一端與第三電容的一端連接，第三電容的另一端與地連接，紅外接收晶片CX20106的第3引腳與第四電容的一端連接，第四電容的另一端與地連接，紅外接收晶片CX20106的第4引腳與地連接，紅外接收晶片CX20106的第6引腳與第五電容的一端連接，第五電容的另一端與地連接，紅外接收晶片CX20106的第7引腳與第三電阻的一端連接，第三電阻的另一端與電源連接，的第8引腳與電源、第四電阻的一端分別連接，第四電阻的另一端與紅外接收晶片CX20106的第5引腳連接，紅外接收晶片CX20106的第1引腳與第六電容的一端、超聲波接收探頭的一端分別連接，第六電容的另一端與地、超聲波接收探頭的另一端分別連接。

微波信號收發電路，用於在控制器的控制下實現車載電子標籤與路側設備之間的無線通信，完成車載電子標籤與不停車收費系統後臺之間的數據交換；

IC卡讀寫控制電路，用於在控制器的控制下對IC卡進行讀寫卡操作；

語音播放電路，用於在所述控制器的控制下播放電子不停車收費信息。

路側設備（RSU）的工作過程主要就是通過無線通信獲取車載電子標籤信息並進行車輛身份對比，從而確定該車輛信息是否和系統預留信息一致，即是否屬於本小區註冊車輛以及是否具有相應的停車位使用權。如果通過信息比較發現該車屬於本小區且有私家車位，則便在 LCD 顯示部分能夠通過中文漢字顯示歡迎詞、車位地址等；如果通過信息比較發現車輛屬於本小區但無私家車位，需要使用公共車位，則在顯示設備上顯示出可以使用的車位狀態和該車車牌等信息；並將發送預先開啟信號至相應的無線車位鎖設備中的無線接收電路；

無線接收電路在接收到預先開啟信號的一定時間段內，若接收到電子標籤信號，則才對接收到的電子標籤信號進行解碼，將解碼後的電子標籤信號傳輸給第二處理器，第二處理器判斷此電子標籤卡是否合法（即該車輛是否為車位的擁有者）；如果信息配比失敗則認為是非法車輛，系統繼續解碼；如果配比成功，則認為是合法車輛，第二處理器發送打開車位鎖裝置的命令信號至繼電器控制電路從而驅動電機電路降落車位鎖轉置，讓車輛停放在車位上，智能車位停車完成。當車輛駛出車位時，離開通信範圍後無線車位鎖設備就無法繼續完成和車載電子標籤的信號確認，說明車輛確已離開，車位鎖裝置自動升起，開始保護車位，等待車輛下次停靠。或者通過安置在車位上方的超聲波測距模塊實時檢測車位內有無停放車輛，如果檢測到沒有車輛，則將相應檢測信息發送至第二處理器，第二處理器控制繼電器控制電路，繼電器控制電路輸出升起信號至電機電路，從而驅動升起車位鎖裝置。當車位鎖受到碰撞時，可經報警電路，蜂鳴器鳴響。

以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替代，都應當視為屬於本發明的保護範圍。