论文总字数：18759字

摘 要

随着科学技术的进步，人们的生活质量不断提高，汽车成为人们出行的主要方式之一，城市内的汽车保有量也屡创新高，从而出现了停车难这一问题，并由此造成了出行时间浪费、环境污染甚至污染交通事故等一系列问题。本次课题根据停车场现状和用户需求，设计了一种基于超声波的智能停车检测系统。

本文先对几种市面上常用的典型停车检测技术进行了分析比较，最终确定了由超声波检测技术为本次系统主要检测技术。本系统主要设计了包括电源模块、液晶显示模块、检测模块、信息传输模块。电源模块由两节蓄电池组成可为各模块持续供电，安全性能高。检测模块采用了具有温度补偿的高精度超声波传感器，可快速且高精度检测车位。并通过信息传输模块HC-12来进行无线传输，使显示模块实时显示车位信息。主控部分则是由单片机Arduino来控制，设计超声波传感器的测距算法，编制相关程序完成车位检测的软件设计。通过设计结果显示，本文设计的车位检测系统具有检测精度高，运营成本低、抗干扰能力强等特点。

关键字：停车位检测、超声波、Arduino

Intelligent parking spot detection based on ultrasonic wave

Abstract

With the progress of science and technology, the quality of people's life has been constantly improved. Cars have become one of the main ways for people to travel, and the number of cars in the city has also reached a new high repeatedly, resulting in the problem of difficulty in parking, which has resulted in a series of problems such as the waste of travel time, environmental pollution and even traffic accidents. According to the current situation of the parking lot and the needs of users, an intelligent parking detection system based on ultrasonic wave is designed.

This paper first analyzes and compares several typical parking detection technologies commonly used in the market, and finally determines that ultrasonic detection technology is the main detection technology of the system. The system is mainly designed including power module, LCD module, detection module, information transmission module. The power supply module is composed of two batteries, which can supply power continuously for each module with high safety performance. High precision ultrasonic sensor with temperature compensation is adopted in the detection module, which can quickly and accurately detect parking Spaces. And through the information transmission module HC-12 to carry out wireless transmission, so that the display module real-time display parking information. The main control part is controlled by the single-chip microcomputer Arduino, the design of ultrasonic sensor ranging algorithm, the preparation of relevant programs to complete the parking space detection software design. The design results show that the parking spot detection system designed in this paper has the characteristics of high detection accuracy, low operating cost and strong anti-interference ability.

Key words: parking spot detection; ultrasonic; Arduino

目录

摘 要 I

Abstract II

1.1课题研究背景与意义 1

1.2课题研究意义 1

1.3课题研究现状 2

1.3.1国外停车场现状 2

1.3.2国内停车场现状 2

1.4课题研究内容 2

第二章 研究方案与技术要求 3

2.1停车位需求分析 3

2.2关键技术 3

2.2.1传感器车位检测技术 3

2.3总体方案和功能 4

2.3.1系统组成 4

2.3.2系统的硬件构成 4

第三章 基于超声波检测的智能听车位检测的设计与实现 5

3.1停车位的检测与控制模块的设计 5

3.1.1超声波检测原理 5

3.1.2超声波检测装置 6

3.2无线传输模块 7

3.3主控部分Arduino 7

3.4显示模块 8

第四章 基于超声波检测的智能停车位检测系统软件设计 10

4.1软件开发语言及开发工具 10

4.2系统程序设计 12

4.2.1主程序设计 12

4.2.2显示模块程序设计 12

4.2.3测距程序设计 13

第五章 系统的调试与运行 14

5.1系统的调试 14

5.1.1系统硬件的调试 14

5.1.2系统软件的调试 14

5.2主要功能结果分析 15

5.2.1检测模块功能分析 15

5.2.3无线通讯模块功能分析 17

第六章 总结与展望 17

6.1总结 17

6.2展望 18

致谢 19

参考文献 20

附录 21

第一章 绪论

1.1课题研究背景与意义

近些年来，随着科学技术的突飞猛进，人们的生活也随着科学技术的发张更趋向于智能化。现如今私家车使用的普及让人们越来越注重停车这一问题，当然停车难以及“一位难求”的问题一直在困扰着人们，这也是城市交通管理的又一重点难题，虽然政府及相关部门一直在出台政策来解决，但是收效甚微。同时停车难引起的时间浪费、环境污染、交通堵塞等问题一直都在且或多或少的影响了人们的生活，而为了解决这一问题，有关专家就把目光放到了停车智能化上，也就是现在人们常说的智慧停车，顾名思义就是用现代信息技术手段将寻找车位变得更加简单，用互联网和检测技术相结合的方式将停车这一过程变得更加智能便捷。^[1]智慧停车的关键在于智能寻位，智能寻位使用的是物联网技术，先检测出空的停车位再将信息发送至远端方便查看然后做出最优停车方案。而智能寻位的关键在于停车位的检测，目前国内外存在的检测技术有：电感线圈检测、红外检测、超声波检测、视频检测、地磁检测等^[2]，其中地磁检测是被人们最早以及最受欢迎的检测办法。但是目前所存在的检测技术仍然存在漏检和误检等问题^[3]。对这一问题进行深入研究，加速智慧停车进入人们的生活，也对尽快解决停车难问题有重要的应用价值。

1.2课题研究意义

随着人们生活质量的提高，汽车已然成为人们的主要出行方式之一，车辆管理所统计的数据截至到2019年年中我国机动车保有量已达3.4亿辆,车位数量只有13277万个^[4]。我国近五年来停车位需求量与实际数量的对比，并预测到20年的情况如下图1.1所示：

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