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基于ETC技术的小区自动泊车系统设计

作　者: 卢星
导　师: 师卫
学　校: 太原理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 交通智能化电子不停车收费自动泊车 DSRC
分类号: U495
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着我国道路交通的日益便捷和私家汽车的不断普及,使我国汽车的保有量与日俱增,停车问题也引起人们越来越多的重视。但是,目前小区的停车仍处在停车难、乱停车的现状,为此小区业主安装了手动车位锁,从而带来了停车的很多不便。同时,交通智能化在不断推进,电子不停车收费(ETC)系统在高速公路的应用逐步普及,提供了车辆识别技术的一个切实有效的方案,并在车辆上普及安装车载发射器(OBU)。本文正是在这种需求分析和实际应用的基础上,设计了利用ETC技术的完成车辆识别,通过无线控制实现小区车位锁的自动升降,最终达到小区自动泊车,从而使得小区停车更加便捷。本文保留了ETC技术下的汽车车载单元(OBU),将路侧设备(RSU)放入小区的入口门禁处,通过5.8GHz频段载波下的专用短程通信协议(DSRC),实现汽车车载单元与门禁路侧单元的通信,很快实现汽车与路侧单元的交互确认,从而自动起落栏杆,使车辆能进入小区。然后,通过门禁与车位锁的315MHz频段载波下的SC2262、SC2272编解码器通信控制车位锁的自动起落。首先,本文对小区停车的现状做了分析,引出了电子不停车收费系统在全国各地的广泛应用,介绍了电子不停车收费系统的相关技术,将该技术引入城市智能化建设上来,体现了本课题的意义。其次,针对小区的环境特点阐述了目前小区停车的现状。在此现状的前提下提出小区内自动泊车的功能方案,描述了小区车辆进入小区到停车过程智能化的全过程。然后,在本文第三章中提出了本系统的方案,分析并选取了：汽车与门禁的通信方案为5.8GHz频段载波下的专用短程通信协议DSRC；门禁与车位锁的通信方案为315MHz频段载波下的SC2262、SC2272编解码器通信控制。同时,保留了ETC技术下的汽车车载单元(OBU),分别设计实现了小区门禁单元和车位锁单元。接着,根据小区自动泊车系统的功能要求,依据其功能特性和参数要求对芯片的选择做了分析,对所选用芯片做了详细介绍。本文的系统分为三个部分：一是车载OBU单元,本文主要介绍其通信编解码方式和5.8GHz发射原理。二是小区门禁单元,设计了数据存储器、串口通信、车位锁信号编码发射等。三是车位锁单元,设计了电机控制、超声波探测、供电模块等。最后,对本系统的其他因素做了分析和介绍,总结了系统的优势和劣势。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-8
目录  8-10
第一章绪论  10-16
  1.1 论文选题的背景及意义  10-12
    1.1.1 现今交通和停车问题  10
    1.1.2 ETC技术在高速公路的广泛应用  10-11
    1.1.3 课题的引出和意义  11-12
  1.2 电子不停车收费系统简介  12-14
    1.2.1 电子不停车收费系统中的关键技术  13
    1.2.2 ETC技术在市区中的发展趋势  13-14
  1.3 论文结构内容  14
  1.4 本章小结  14-16
第二章小区泊车系统的需求分析  16-24
  2.1 小区泊车环境分析  16
  2.2 小区泊车的现状  16-17
    2.2.1 手动车位锁  16-17
    2.2.2 电子遥控车位锁  17
  2.3 小区自动泊车功能综述  17-20
    2.3.1 概述  17-18
    2.3.2 小区出入口功能简介  18-19
    2.3.3 小区停车位设计  19-20
  2.4 自动泊车系统的技术指标  20-21
  2.5 本章小结  21-24
第三章小区泊车系统总体设计  24-40
  3.1 综述  24-25
  3.2 汽车与门禁的通信方案  25-30
    3.2.1 专用短距离通信技术  26-27
    3.2.2 小区通信切换  27-28
    3.2.3 通信数据的编码及帧结构  28-30
    3.2.4 数据的接收以及解码  30
  3.3 门禁与车位锁的通信方案  30-31
  3.4 小区自动泊车系统硬件结构  31-38
    3.4.1 车载OBU硬件结构  31-33
    3.4.2 小区门禁硬件结构  33-36
    3.4.3 车位锁硬件结构  36-38
  3.5 本章小结  38-40
第四章小区泊车系统硬件设计  40-56
  4.1 车载OBU单元  40-41
    4.1.1 MCU主控芯片  40
    4.1.2 5.8G发射电路  40-41
    4.1.3 车载唤醒信号  41
  4.2 小区门禁单元  41-45
    4.2.1 MCU单片机最小系统  41-44
    4.2.2 信号编码、发射电路的设计  44
    4.2.3 RS232电路的设计  44-45
    4.2.4 数据存储器的设计  45
  4.3 车位锁单元  45-55
    4.3.1 信号接收、解码电路的设计  46-47
    4.3.2 MCU 89C2051及周边电路  47-48
    4.3.3 超声波探测电路设计  48-52
    4.3.4 电机控制电路设计  52-54
    4.3.5 供电模块设计  54-55
  4.4 本章小结  55-56
第五章小区泊车系统软件设计  56-68
  5.1 门禁主程序的设计  56-63
    5.1.1 门禁通信模块设计  59-60
    5.1.2 门禁控制模块的设计  60-62
    5.1.3 LED显示模块的通信协议  62-63
  5.2 车位锁主程序的设计  63-66
  5.3 车位锁超声波模块的设计  66-67
  5.4 本章小结  67-68
第六章总结与展望  68-70
参考文献  70-74
致谢  74-76
攻读学位期间发表的学术论文目录  76

基于ETC技术的小区自动泊车系统设计

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