论文总字数：20978字

目 录

1 引言 1

1.1 研究意义 1

1.2 研究现状 2

1.3 本文工作内容 3

2 设计方案论证 3

2.1 设计目的 3

2.2 本设计的技术方案 3

2.2.1 单片机主控芯片的选择 4

2.2.2 地磁传感器的选择 5

2.2.3 ZigBee模块的设计 5

2.2.4 GSM模块的设计 6

2.2.5 OLED显示模块及蜂鸣器报警模块的设计 6

2.2.6 电源模块的设计 6

2.3 本设计方案的特点 7

3 系统硬件设计与实现 7

3.1 基于GSM和ZigBee技术的小区车位远程控制系统的设计原理 7

3.2 主要单元电路设计 9

3.2.1 电源电路 9

3.2.2 汽车内的指令发送部分电路 10

3.2.3 车位检测部分电路 11

3.2.4 物业总处理部分电路 13

4 程序设计 15

4.1 小区车位远程控制系统的主程序设计 15

4.2 子程序设计 16

4.2.1 GSM远程通信模块程序 16

4.2.2 ZigBee网络节点通信模块程序 17

5 系统调试 18

5.1 软件调试 18

5.2 硬件调试 19

6 结论 23

参考文献： 23

致谢 25

基于GSM和ZigBee技术的小区车位远程控制系统

高翔

, China

Abstract:At present, the residential parking management system in our country is in the backward stage. In this paper, a remote control system of residential parking space based on GSM and ZigBee technology is designed in order to alleviate the problem of parking. Using the ZigBee networking technology, the system builds the wireless communication network of the parking lot by installing ZigBee terminal nodes in each parking space and ZigBee coordinator in the property. Before driving home, the owner uses the GSM module inside the car to send instructions containing the parking information to the GSM instruction receiving module of the property, and then transmits the data to the ZigBee coordinator through serial communication. Then the coordinator automatically wakes up the work of the ZigBee routing node on the corresponding path, and transfers the detection instructions to the terminal node of the owner's parking space in a progressive way.The terminal node of the parking space is detected by the geomagnetic sensor, and the data is sent back to the property through the ZigBee wireless communication network. The property receives the parking information, and thenmoves the car parked above the owner's parking space timely. The system can not only help alleviate the problem of parking in cities, but also protect the needs of convenient parking for owners effectivelyand facilitate lifegreatly.

Key words: residential parking area; remote control; GSM; ZigBee; geomagnetic sensor

1 引言

1.1 研究意义

随着经济的繁荣发展，汽车变得越来越普及，而有限的停车位成为制约汽车市场蓬勃发展的主要因素，停车难问题日益严重。如何有效地利用有限的车位资源来最大化地满足车辆停放的需要，俨然成为我国目前亟需解决的问题。业主的小区停车位在闲置时由物业管理，面向社会车辆开放，该举措能避免闲置车位资源的浪费，使车位资源得到有效合理的利用，缓解停车难问题，实现业主、小区及社会车辆的多赢。在小区车位对外开放过程中，避免妨碍业主回家停车、保障业主的利益是该举措成功实施的先决条件。然而，当业主到家停车时，发现自己的停车位上有其他社会车辆停放，这时再联系物业处理，不仅会浪费业主时间，还会引发车位纠纷。基于这一问题，小区车位的智能化管理系统的开发与完善成为必要之举。

目前，车位对外开放的小区基本采取错时开放的方法，即白天对外开放，晚上对外封闭。然而其管理是由物业人力管理，不能及时有效地监控外来车辆，且其开放封闭时间固定，不灵活，不能应对一些紧急情况。若业主提前回家，便会因为停车位上还有车辆停放而困扰，极大地阻碍了业主的生活。大部分业主出于回家能够便捷停车的考虑，从而反对小区车位对外开放的做法，进而导致车位资源的浪费。

GSM技术是当前应用最为广泛的移动电话标准，是第二代移动通信技术，其具有网络容量大、业务种类齐全、信号稳定性强、较高的保密性和安全性以及灵活的切换处理和自动漫游功能等众多优点，本设计中利用该网络使业主与物业进行远程无线通信。当前，中国已经建成了全世界规模最大、性能最稳定的GSM网络，并已实现国内漫游和联网，为本设计实现远程通信奠定了坚实的基础。

ZigBee技术是建立在IEEE802.15.4标准基础上的一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术，能够完成不同种类的电子设备间的数据传输，并且实现典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用^[2]。ZigBee数据采集网络包括三个部分，分别为协调器、路由器及终端节点。在本设计中，协调器的主要角色是创建和配备小区车位节点网络；终端节点主要作用是对无线网络数据进行收集，通过电磁传感器收集车位状态信息；路由器主要负责找寻、建立和修复车位状态路由信息，以及对信息进行转发。

本设计的意义在于通过无线通信远程控制系统，对小区停车位状态信息进行检测与采集，从而达到在充分利用车位资源的同时使业主便捷停车的目的。本设计通过GSM远程无线通信技术、ZigBee无线通信组网技术以及传感器检测技术，设计了一种小区车位的远程控制系统。当业主准备回家，通过按键使GSM模块工作，将包含车位信息的短信指令发送至物业，处理器通过ZigBee网络控制相应的车位处的地磁传感器进行检测，ZigBee节点模块将采集的车位信息传回给物业，物业根据信息进行及时的处理，使业主停车便捷高效。该设计解决了小区对外开放停车位导致影响业主回家停车的问题，能够充分有效地利用车位资源，从而真正地实现多赢。

1.2 研究现状

目前，和发达国家相比，我国的车位管理系统还比较落后，其原因主要在于汽车保有量的逐年增长，而城市道路与基础设施的相对滞后。20世纪末，我国的汽车保有量低，对于车位的需求不大，通过引进与模仿国外的车辆管理系统^[3]，可以满足大部分车主的停车的需要。近年来，随着汽车行业的急速发展，道路功能不齐备，道路系统不健全，车辆管理不完善，严重影响了城市汽车交通的发展，成为影响人民美好生活的主要因素之一。

为了完善车位管理系统，缓解交通压力，我国大力开展对动态交通的建设，而针对停车问题的静态交通的发展仍处于落后水平。近年来，基于这一问题，我国在逐步发展停车管理系统，进行从老型管理系统向新式管理系统的变革^[4]。老式的车辆管理系统主要是通过取读卡的方式，该方式简单有效，但由于操作麻烦、易发生丢卡现象，逐渐被非接触式IC卡、远程射频电子标识、车牌图像识别技术所取代。停车场管理系统在城市大型停车场、中小型商业停车场及小区停车场中都有着广泛使用^[5]。在停车场管理系统蓬勃发展的背景下，小区停车场的发展相较于智能大厦停车场落后许多，究其原因是因为适用于其他类型停车场的管理系统并不能够适用于小区停车场，不能够达到资源利用与方便业主生活之间的平衡。

国内一些企业积极探索车位远程监控管理系统。金瓯科技曾推出一款智能的停车场车位管理系统，驾驶人员和管理人员可以在手机上查询各个车位的分布图和车位的状态。其主要实现途径是在车位上方放置一个蓝牙的网关并在每个车位安装具有蓝牙功能的车位锁，当车位上方车辆停放或离开时，车位锁的状态发生变化，蓝牙会将状态变化信息传到网关上，网关通过wifi或有线网络传到网络上的云平台。对于业主的私家车位，业主还可以通过云平台发送信号远程控制自己车位上的车位锁开关。但它依旧未能解决业主到家时车位上仍有社会车辆停放而妨碍业主正常停车的问题。2017年，万科物业推出“黑猫二号”智慧停车系统，“黑猫二号”智慧停车系统通过“远程授权 车牌识别”实现车辆快速通行和有效管理。该系统通过车牌图像自动识别、车场管理与自动授权，使车辆能够快速停放与通行，通过万科业主专属APP，可对全国范围内万科物业的停车场运营情况实现远程管理，最终实现智慧停车。虽然该系统的车牌识别率高达99%，然而该系统对于非业主的车辆不予通行停放，对于空闲的车位资源不能合理有效地利用，不能缓解“停车难”问题。

通过以上研究论述可以发现，国内外对车位远程监控系统都进行了大量研究。在这些车位远程管理系统中，大多只具备对车位状态检测的功能，但针对业主车位上有其他车辆停放的情况，不能及时通知车主挪车。ZigBee无线通信技术是目前车位监控系统的主要选择技术之一。ZigBee技术由于其自身成本低，功耗小，能自行组网等优点，在小区车位远程监控系统中有着独特优势。本设计利用ZigBee自行组网构建小区车位数据采集网络，使用地磁传感器实现对小区车位状态信息的检测，通过GSM技术实现业主与物业的远程通信，优化了小区车位远程监控系统。

1.3 本文工作内容

本文设计了一种基于GSM和ZigBee技术的小区车位远程控制系统，主要涉及传感器检测技术、GSM远程通信技术及ZigBee数据采集网络技术等。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：20978字

相关图片展示：