基于STM32开发的停车场管理系统

news2024/9/27 9:28:57

1. 引言

停车场管理系统通过监测车辆进出情况、空余车位数量以及收费情况，实现对停车场的高效管理。本文将介绍如何使用STM32微控制器设计和实现一个智能停车场管理系统。

2. 环境准备工作

硬件准备

STM32开发板（例如STM32F103C8T6）
红外传感器模块（用于检测车辆进出）
超声波传感器（用于检测车位占用情况）
液晶显示屏（例如16x2 LCD，用于显示空余车位信息）
RFID读卡器（用于车辆进出身份验证）
电机驱动模块（例如L298N，用于控制闸门）
蜂鸣器（用于提示）
面包板和连接线
USB下载线

软件安装与配置

Keil uVision：用于编写、编译和调试代码。
STM32CubeMX：用于配置STM32微控制器的引脚和外设。
ST-Link Utility：用于将编译好的代码下载到STM32开发板中。

步骤：

下载并安装Keil uVision。
下载并安装STM32CubeMX。
下载并安装ST-Link Utility。

3. 系统设计

系统架构

智能停车场管理系统通过STM32微控制器连接红外传感器、超声波传感器、RFID读卡器和显示屏，实时监测车辆进出、车位占用情况，并通过电机驱动模块控制闸门开关。系统包括车辆检测模块、车位检测模块、身份验证模块和显示模块。

硬件连接

将红外传感器的VCC引脚连接到STM32的5V引脚，GND引脚连接到GND，数据引脚连接到STM32的GPIO引脚（例如PA0）。
将超声波传感器的VCC引脚连接到STM32的5V引脚，GND引脚连接到GND，Trig引脚连接到STM32的GPIO引脚（例如PA1），Echo引脚连接到STM32的GPIO引脚（例如PA2）。
将RFID读卡器的VCC引脚连接到STM32的3.3V引脚，GND引脚连接到GND，数据引脚连接到STM32的USART引脚（例如PA9、PA10）。
将液晶显示屏的VCC引脚连接到STM32的5V引脚，GND引脚连接到GND，数据引脚连接到STM32的GPIO引脚（例如PB0、PB1）。
将L298N电机驱动模块的输入引脚连接到STM32的GPIO引脚（例如PA3、PA4），输出引脚连接到闸门电机。
将蜂鸣器的VCC引脚连接到STM32的3.3V引脚，GND引脚连接到GND，控制引脚连接到STM32的GPIO引脚（例如PA5）。

4. 代码实现

初始化代码

#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "lcd.h"
#include "rfid.h"
#include "motor.h"
#include "ultrasonic.h"
#include "infrared.h"
#include "buzzer.h"

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);

int main(void) {
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  
  LCD_Init();
  RFID_Init();
  Motor_Init();
  Ultrasonic_Init();
  Infrared_Init();
  Buzzer_Init();
  
  while (1) {
    if (Infrared_DetectVehicle()) {
      char rfid[12];
      if (RFID_Read(rfid)) {
        if (isAuthorized(rfid)) {
          Motor_OpenGate();
          Buzzer_Beep();
          LCD_DisplayString("Welcome!");
        } else {
          LCD_DisplayString("Access Denied");
        }
      }
    }
    
    uint32_t distance = Ultrasonic_GetDistance();
    if (distance < 10) {
      LCD_DisplayString("Car Parked");
    } else {
      LCD_DisplayString("Space Available");
    }
    
    HAL_Delay(1000);
  }
}

void SystemClock_Config(void) {
  // 配置系统时钟
}

static void MX_GPIO_Init(void) {
  // 初始化GPIO
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3 | GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}

static void MX_USART1_UART_Init(void) {
  // 初始化USART1
  huart1.Instance = USART1;
  huart1.Init.BaudRate = 9600;
  huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK) {
    Error_Handler();
  }
}

控制代码

#include "lcd.h"
#include "rfid.h"
#include "motor.h"
#include "ultrasonic.h"
#include "infrared.h"
#include "buzzer.h"

void LCD_Init(void) {
  // 初始化液晶显示屏
}

void RFID_Init(void) {
  // 初始化RFID读卡器
}

void Motor_Init(void) {
  // 初始化电机驱动模块
}

void Ultrasonic_Init(void) {
  // 初始化超声波传感器
}

void Infrared_Init(void) {
  // 初始化红外传感器
}

void Buzzer_Init(void) {
  // 初始化蜂鸣器
}

bool Infrared_DetectVehicle(void) {
  // 检测是否有车辆
}

bool RFID_Read(char* id) {
  // 读取RFID卡
}

bool isAuthorized(char* id) {
  // 验证RFID卡是否有权限
}

void Motor_OpenGate(void) {
  // 打开闸门
}

void Buzzer_Beep(void) {
  // 蜂鸣器提示音
}

uint32_t Ultrasonic_GetDistance(void) {
  // 获取超声波传感器测得的距离
}

void LCD_DisplayString(char* str) {
  // 在液晶显示屏上显示字符串
}