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停车场引导系统的研究与实践

作　者: 张毅
导　师: 毛敏
学　校: 华东师范大学
专　业: 现代教育技术学
关键词: 项目驱动教学法停车场引导系统通信协议传感器单片机载波监听多路复用
分类号: TP368.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

针对单片机课程实践应用性极强的特点,本文以基于单片机的停车场引导系统这个案例的研究与实践为项目,在学生实现项目的各个模块的过程中培养学生分析问题、解决问题的能力,提高实践动手能力,运用项目驱动教学法在课程教学内容、教学方法、考核方式三个方面进行了相关的研究与探索。首先给学生一个项目的开发背景,随着中国城市现代化、国际化进程的不断发展,城市居民汽车拥有量急剧增加,在拥挤的市区里汽车与停车位之间的矛盾越来越突出。公用停车场日渐无法满足越来越多的停车需求,如何充分利用有限的停车场资源来最大程度满足车辆的泊车需要,成为当前需要解决的问题。然后提出本项目要实现的一个模型,基于单片机的停车场引导系统,主要目的是设计并实现一款基于单片机的自动化停车场引导系统。研究过程分为三个部分：首先,让学生探讨国内外停车场引导系统的发展现状,现在比较流行的停车场引导系统所采用的技术,随后分析给出对应的设计方案：在每个车位上方安装超声波探测器来确定车位上是否有车子,并且把有没有车的信息通过安装在停车位上方的指示灯显示出来,然后通过总线将传感器上的数据传送到PC机上,PC机对所有的传感器传输过来的数据进行统计分析,通过安装在停车场内部的LED显示器引导泊车者快速的找到空泊车位。同时确定该项目讨论的重点：超声波探测模块的设计开发、通信模块的研究和数据校验。其次,让学生确定项目的系统硬件电路,系统电路分为传感器、通信线路和PC机三个部分,传感器我们采用超声波探测器模块和单片机来实现,为了系统的施工方便数据传输部分采用低压载波的方法来传输数据,PC机部分通过RS232接口同传感器连接,超声波探测器采用HC-SR04超声波测距模块,单片机采用STC单片机。最后,设计并实现系统的软件部分,系统软件是基于微控制器编写的程序,程序的核心是单片机控制超声波的发射与接收,同时对接收到的超声波信号进行运算处理,得出车位上是否有车的信号,并把这个信号通过位于车位上方的指示灯显示出来,然后将信号发送到PC机上。同时为了系统的可扩展性,还需要设计系统的数据传输部分的程序,不仅需要传输数据,还需要对传输的数据进行校验,学生经过思考与实践最后决定采用纵横奇偶校验的方法来保证传输的数据准确无误。以停车场引导系统这个项目为驱动的项目教学能将教学内容的理论与实践有机结合在一起,项目完成过程是一个设计、安装、编程、调试,培养学生的综合应用能力的完整过程。它克服了传统单片机教学模式的不足,真正做到了教学以学生为中心,以实践为中心,不仅提高了学生的学习兴趣,也调动了学生的学习积极性。

全文目录

论文摘要  6-8
ABSTRACT  8-12
第一章导论  12-16
  1.1 项目驱动教学方法研究的背景及意义  12
  1.2 传统单片机教学中存在的问题  12-13
  1.3 项目驱动教学模式  13-14
  1.4 项目驱动教学模式在单片机教学中的实施安排  14-16
第二章学生分析国内外研究现状  16-24
  2.1 学生探究什么是停车场引导系统  16-18
  2.2 本项目的国外研究现状  18-20
  2.3 国内研究现状  20-22
  2.4 本章小结  22-24
第三章探究项目硬件实现  24-42
  3.1 总体设计  24-25
  3.2 系统功能  25
  3.3 STC单片机开发板使用说明  25-30
  3.4 STC单片机设计  30-32
    3.4.1 STC单片机主要特点  30-31
    3.4.2 STC系列单片机内部结构  31-32
  3.5 超声波探测器模块  32-38
    3.5.1 引言  32-33
    3.5.2 超声波测距原理  33-34
    3.5.3 超声波测距的实现方法  34
    3.5.4 超声波测距的硬件电路设计  34-37
    3.5.5 超声波测距的软件设计  37-38
  3.6 主从机之间通信的实现  38-42
    3.6.1 系统功能  38-39
    3.6.2 硬件设计  39-40
    3.6.3 软件设计  40-42
第四章学生完成通信协议的制定  42-52
  4.1 前言  42
  4.2 载波监听多路复用  42-44
    4.2.1 载波监听-概述  42-43
    4.2.2 带冲突检测的载波监听多路复用CSMA/CD  43-44
  4.3 使用STC单片机来实现载波监听多路复用  44-47
    4.3.1 概述  44
    4.3.2 CMSA的单片机实现  44-47
  4.4 纵横奇偶校验  47-52
    4.4.1 基本介绍  48
    4.4.2 纵横奇偶校验码的编码方法  48-49
    4.4.3 纵横奇偶校验码在STC单片机上的实现  49-52
第五章总结与展望  52-56
  5.1 项目驱动教学方法的总结  52-54
    5.1.1 教学内容  52-53
    5.1.2 教学方法  53
    5.1.3 考核方式  53-54
  5.2 项目驱动教学法的展望  54-56
    5.2.1 实验室开放和提供创新环境  54
    5.2.2 改革考核方式  54-55
    5.2.3 鼓励学生参加电子设计大赛  55-56
参考文献  56-58
附录  58-77
致谢  77

停车场引导系统的研究与实践

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