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低成本、机械式立体车库人机交互系统研究与设计

作　者: 武乡
导　师: 武福; 孟建军
学　校: 兰州交通大学
专　业: 车辆工程
关键词: 立体车库 人机交互系统 单片机
分类号: TB18
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


随着我国国民经济的高速发展，居民的生活水平不断提高，汽车保有量迅速攀升，尤其是私家车的数量更是以惊人的速度上涨，停车难的问题日益突出。立体车库的广泛使用成为了解决停车难问题的有效途径之一。本课题所研究的低成本、机械式立体车库人机交互系统是采用单片机技术，对车辆出入库采用卡控方式实现，具有操作简单、开发难度小、易于向市场推广、能源消耗低等优点。本文主要应用单片机技术，对低成本、机械式立体车库人机交互系统（立体车库的子系统）进行了详细的设计。一、阐述了立体车库的国内外发展概况，以及课题研究的目的和意义；二、首先，说明了低成本、机械式立体车库的各组成部分，其次，依据系统的功能要求，详细地设计了人机交互系统的总体方案，主要包括人机交互系统的结构组成和工作流程；三、完成了人机交互系统硬件部分和软件部分的设计，其中硬件部分主要包括电源模块、读卡器模块、语音模块、LCD显示模块、数据存储模块、通信模块等模块的电路图。软件部分主要介绍了软件开发环境、永久卡存取车流程、固定卡存取车流程、临时卡存取车流程、LCD模块程序设计、语音模块程序设计、通讯模块程序设计等；四、人机交互系统的可靠性从硬件和软件两方面进行了分析，设计了硬件监控电路和软件可靠性程序；五、详细说明了人机交互系统的调试步骤，并成功调试了语音模块、刷卡模块和LCD显示模块。基于单片机技术设计的低成本、机械式立体车库人机交互系统可以使车主通过刷卡方便地进行存取车作业，且该系统具有成本低、开发周期短、易于推广等优点，可为低成本、机械式立体车库的产品化设计奠定一定的基础。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 论文研究背景  8
  1.2 立体车库国内外发展及研究状况  8-11
    1.2.1 立体车库国外发展概况  8-9
    1.2.2 立体车库国内发展概况  9-10
    1.2.3 立体车库的研究现状  10-11
  1.3 课题研究的目的及意义  11-12
  1.4 本文主要研究内容  12
  1.5 本章小结  12-13
2 立体车库人机交互系统总体方案设计  13-22
  2.1 立体车库的结构组成  13-18
  2.2 人机交互系统总体方案  18-21
    2.2.1 人机交互系统功能设计  18-19
    2.2.2 人机交互系统的结构组成  19
    2.2.3 人机交互系统工作流程  19-21
  2.3 本章小结  21-22
3 立体车库人机交互系统硬件设计与实现  22-41
  3.1 单片机简述与单片机最小系统  22-25
    3.1.1 单片机最小系统设计  23-25
  3.2 刷卡模块硬件电路设计  25-27
    3.2.1 ID 卡特点及工作原理  25
    3.2.2 读卡器的特点及相关技术参数  25-27
  3.3 LCD 显示模块硬件设计  27-31
  3.4 语音模块硬件设计  31-34
  3.5 通讯模块硬件设计  34-37
  3.6 电源和时钟模块硬件设计  37-38
  3.7 数据存储模块硬件设计  38-40
  3.8 本章小结  40-41
4 立体车库人机交互系统软件设计与实现  41-59
  4.1 开发环境  41-45
    4.1.1 一般编程环境介绍  41
    4.1.2 WAVE 仿真环境  41-45
  4.2 系统软件设计的总体思想  45-50
    4.2.1 永久卡存取车软件设计  45-46
    4.2.2 固定卡存取车软件设计  46
    4.2.3 临时卡存取车软件设计  46-50
  4.3 各模块的程序设计  50-58
    4.3.1 LCD 显示模块程序设计  50-53
    4.3.2 语音模块程序设计  53-54
    4.3.3 通信模块程序设计  54-57
    4.3.4 刷卡模块程序设计  57-58
  4.4 本章小结  58-59
5 人机交互系统调试  59-64
  5.1 人机交互系统调试  59-63
    5.1.1 人机交互系统硬件调试  59-60
    5.1.2 人机交互系统软件调试  60-63
  5.2 本章小结  63-64
6 人机交互系统可靠性设计  64-70
  6.1 硬件监控电路设计  64-66
    6.1.1 监控芯片 MAX6304  64-65
    6.1.2 应用程序设计  65-66
  6.2 软件可靠性设计  66-69
    6.2.1 软件看门狗  66-69
    6.2.2 指令冗余  69
    6.2.3 软件陷阱  69
  6.3 本章小结  69-70
结论  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-74
攻读学位期间的研究成果  74

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程基础科学 > 人体工程学
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