CN106436609A - 一种基于超声波测距的无线车位锁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于超声波测距的无线车位锁，包括路侧设备、车载电子标签设备、无线车位锁设备、报警模块和安装在车位上方的超声波测距模块；所述路侧设备包括车信号接收模块、第一处理器、编码器、无线发射电路和显示模块，所述无线车位锁设备包括无线接收电路、解码器、第二处理器、继电器控制电路、电机电路和车位锁装置；所述报警模块包括报警电路、蜂鸣器和振动传感器；所述超声波测距模块包括超声波发射电路模块和超声波接收电路模块。本发明可通过无线电波主动识别车辆身份，自动控制车位锁升降，可通过超声波测距模块实现车位锁的上升；且车位锁也有当被碰撞到时报警的功能。

Description

一种基于超声波测距的无线车位锁

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，特别是一种基于超声波测距的无线车位锁。

背景技术

随着我国经济水平的快速发展和人们生活水准的大幅提升，汽车的保有量也在连年增加，而随着汽车保有量的增长，生活小区停车的相关问题也开始日益成为人们关注的焦点问题，同时也正成为我国交通相关部门重点关注的问题。不过，在目前很多的小区之内，业主的车位被占用现象偶尔会发生，从而为车位主带来了很大的困惑。

在车位日益紧张的今天，如何避免私家车位被他人抢占，同时又能够方便快捷的停放车辆，是令人头痛的事。由此专用车位锁的市场需求应运而生，目前市面上的应用较多的专用车位锁主要有两种：机械车位锁和遥控车位锁，机械车位锁使用钥匙进行控制，采用手工方式实现车位档杆的升和降；而遥控车位锁使用遥控方式，在一定距离内自动实现车位锁档杆的升降操作。正式由于这些车位锁的应用，在一定程度上改善了车主的出行和停车方便问题。虽然机械车位锁和遥控车位锁能在一定程度上解决停车秩序混乱的问题，但也存在一些其产品自身无法克服的问题和缺点。其中机械车位锁由于采用纯机械手工方式，汽车进出停车位时需要用户下车手动开锁并升起或降下车位锁的档杆，十分不方便且不卫生，如果是露头停车位而又遇到天下雨的情况，用户就更是苦不堪言；而且现有市场上大多数的机械车位锁机械结构设计相对简单，不具备防撞、防盗和防拆卸功能，应用价值十分有限。遥控车位锁由于采用了遥控器进行车位锁的相应操作，在一定程度上克服了机械车位锁的部分缺陷，但由于其采用的是遥控器控制，用户还是需要停车进行遥控器的按钮操作，存在误操作或忘操作的可能性；同时其使用的遥控器无法与现有大多数小区和停车场入口道闸使用的IC卡控制系统进行无缝衔接，无法实现车辆入小区、入车库和入车位的不停车操作；也正是由于这种控制模式的不兼容性，停车场或车库的管理者很难实现车辆停车的精确管理。

随着我国城市现代化进程的飞速发展，居民私家车数量急剧增长与住宅小区内停车位稀缺的矛盾亟待解决，停车难的问题日趋严重，“抢车位”的争夺战愈演愈烈。解决居民小区内私家车停车位紧缺问题逐渐引起社会各界的重视，成为市政规划部门和物业公司管理的热点和难点。在现实生活中，居民区开发商通常将停车位公开出售，私家车主可以购买一个私人专用停车位，确保随时有地方可以停车，不用为寻找停车位而苦恼。然而，由于管理措施和基础建设不够完善，个人专用车位被其他车辆占用的情况还时有发生，很容易引发邻里矛盾和经济纠纷，于是出现了专门管理停车位的设备——车位锁。使用车位锁对私人专用停车位进行管理，可以有效解决其车位被其他车辆占用问题。然而，市场上流行的机械式车位锁大多依靠人工操作实现翻转臂的升降，停车前驾驶人员需要下车手动开锁，降下车位锁翻转臂，车辆离开后还需要手动升起车位锁，使用起来较为繁琐和不便，即使某些具有遥控功能的自动车位锁，也需要车主手动遥控操作；现在的车位锁也都没有防撞报警装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种基于超声波测距的无线车位锁，本发明可通过无线电波主动识别车辆身份，自动控制车位锁升降，可通过超声波测距模块实现车位锁的上升；且车位锁也有当被碰撞到时报警的功能。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本发明提出的一种基于超声波测距的无线车位锁，包括路侧设备、车载电子标签设备、无线车位锁设备、报警模块和安装在车位上方的超声波测距模块；所述路侧设备包括车信号接收模块、第一处理器、编码器、无线发射电路和显示模块，所述无线车位锁设备包括无线接收电路、解码器、第二处理器、继电器控制电路、电机电路和车位锁装置；所述车位锁装置包括挡板和底座，所述挡板和底座之间通过升降支架连接，挡板可随着升降支架的升降而上下移动，所述升降支架包括中部交叉固定呈Ｘ型的两根支架条，与所述底座连接的两根支架条的下部之间设置有弹簧，所述挡板与底座上均设置有滑槽，用于支架条在其上滑动；所述报警模块包括报警电路、蜂鸣器和振动传感器；其中，

所述路侧设备安装在小区的车辆入口处，报警电路、蜂鸣器和振动传感器均设置在车位锁的底座内，车载电子标签设备、车信号接收模块、第一处理器、编码器、无线发射电路、无线接收电路、解码器、第二处理器、继电器控制电路、电机电路、车位锁装置依次顺序连接，车载电子标签设备与无线接收电路连接，第一处理器和显示模块连接，振动传感器、报警电路、超声波测距模块分别与第二处理器连接，报警电路与蜂鸣器连接；

所述超声波测距模块包括超声波发射电路模块和超声波接收电路模块，所述超声波发射电路模块包括时基电路芯片LM555、第一电阻、可调电阻、第一电容、第二电容和超声波探头，其中，时基电路芯片LM555的第1引脚接地，时基电路芯片LM555的第5引脚与第一电容的一端连接，第一电容的另一端与地连接，时基电路芯片LM555的第8引脚与电源、第一电阻的一端分别连接，第一电阻的另一端与时基电路芯片LM555的第7引脚、可调电阻的一个固定端分别连接，时基电路芯片LM555的第6引脚与可调电阻的滑动端、第二电容的一端分别连接，时基电路芯片LM555的第2引脚与可调电阻的另一固定端连接，第二电容的另一端与超声波探头的一端连接，时基电路芯片LM555的第3引脚与超声波探头的另一端连接；

超声波接收电路模块包括红外接收芯片CX20106、第三至第六电容、第二至第四电阻和超声波接收探头；其中，红外接收芯片CX20106的第2引脚与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第三电容的一端连接，第三电容的另一端与地连接，红外接收芯片CX20106的第3引脚与第四电容的一端连接，第四电容的另一端与地连接，红外接收芯片CX20106的第4引脚与地连接，红外接收芯片CX20106的第6引脚与第五电容的一端连接，第五电容的另一端与地连接，红外接收芯片CX20106的第7引脚与第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端与电源连接，的第8引脚与电源、第四电阻的一端分别连接，第四电阻的另一端与红外接收芯片CX20106的第5引脚连接，红外接收芯片CX20106的第1引脚与第六电容的一端、超声波接收探头的一端分别连接，第六电容的另一端与地、超声波接收探头的另一端分别连接。

作为本发明所述的一种基于超声波测距的无线车位锁进一步优化方案，所述车载电子标签设备包括壳体，所述壳体的一侧设有用于IC卡插入或取出的开口，所述壳体内固定有内后视镜镜片，内后视镜镜片包括平板玻璃和覆盖在所述平板玻璃背面的镜面层；所述壳体内固定有车载电子标签，所述车载电子标签包括控制器、微波信号收发电路、IC卡读写控制电路、语音播放电路、IC卡插口以及电源接口；所述车载电子标签的IC卡插口位置与所述壳体上的开口位置相适应，所述电源接口与汽车电源连接；所述微波信号收发电路、IC卡读写控制电路、语音播放电路分别与控制器连接，微波信号收发电路与车信号接收模块、无线接收模块分别连接。

作为本发明所述的一种基于超声波测距的无线车位锁进一步优化方案，无线发射电路和无线接收电路为WIFI通信模块。

作为本发明所述的一种基于超声波测距的无线车位锁进一步优化方案，第一处理器为AT89C51单片机。

作为本发明所述的一种基于超声波测距的无线车位锁进一步优化方案，第二处理器为MC9S08AC60单片机。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

（1）本发明可通过无线电波主动识别车辆身份，自动控制车位锁升降，抗干扰能力强，误操作率低，待机功耗小，耗电量极低，可采用直流蓄电池供电；使用方便，车位锁的升降完全自动化实现，避免了传统机械式车位锁需要车主下车手动开锁的弊端；

（2）车载电子标签集成在内后视镜镜体中，结构简单、可靠、安装便利，解决了后装车载电子标签安装成本高，且易侵占前方视野等问题。

（3）车主不需要每次都进行手动开锁或是利用无线控制器，可以很好地对车位占用等情况进行解决；可通过超声波测距模块实现车位锁的上升，能够较大程度上降低小区的人工成本；车位锁也有当被碰撞到时报警的功能。

附图说明

图1是本发明的模块示意图；

图2是超声波发射电路模块图。

图3是超声波接受电路模块图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，一种基于超声波测距的无线车位锁，包括路侧设备、车载电子标签设备、无线车位锁设备、报警模块和安装在车位上方的超声波测距模块；所述路侧设备包括车信号接收模块、第一处理器、编码器、无线发射电路和显示模块，所述无线车位锁设备包括无线接收电路、解码器、第二处理器、继电器控制电路、电机电路和车位锁装置；所述车位锁装置包括挡板和底座，所述挡板和底座之间通过升降支架连接，挡板可随着升降支架的升降而上下移动，所述升降支架包括中部交叉固定呈Ｘ型的两根支架条，与所述底座连接的两根支架条的下部之间设置有弹簧，所述挡板与底座上均设置有滑槽，用于支架条在其上滑动；所述报警模块包括报警电路、蜂鸣器和振动传感器；其中，

所述路侧设备安装在小区的车辆入口处，报警电路、蜂鸣器和振动传感器均设置在车位锁的底座内，车载电子标签设备、车信号接收模块、第一处理器、编码器、无线发射电路、无线接收电路、解码器、第二处理器、继电器控制电路、电机电路、车位锁装置依次顺序连接，车载电子标签设备与无线接收电路连接，第一处理器和显示模块连接，振动传感器、报警电路、超声波测距模块分别与第二处理器连接，报警电路与蜂鸣器连接；

所述车载电子标签设备包括壳体，所述壳体的一侧设有用于IC卡插入或取出的开口，所述壳体内固定有内后视镜镜片，内后视镜镜片包括平板玻璃和覆盖在所述平板玻璃背面的镜面层；所述壳体内固定有车载电子标签，所述车载电子标签包括控制器、微波信号收发电路、IC卡读写控制电路、语音播放电路、IC卡插口以及电源接口；所述车载电子标签的IC卡插口位置与所述壳体上的开口位置相适应，所述电源接口与汽车电源连接；所述微波信号收发电路、IC卡读写控制电路、语音播放电路分别与控制器连接，微波信号收发电路与车信号接收模块、无线接收模块分别连接。

无线发射电路和无线接收电路为WIFI通信模块，第一处理器为AT89C51单片机。第二处理器为MC9S08AC60单片机。

如图2所示，超声波发射电路模块包括时基电路芯片LM555、第一电阻R1、可调电阻R_P、第一电容C1、第二电容C2和超声波探头，其中，时基电路芯片LM555的第1引脚接地，时基电路芯片LM555的第5引脚与第一电容的一端连接，第一电容的另一端与地连接，时基电路芯片LM555的第8引脚与电源、第一电阻的一端分别连接，第一电阻的另一端与时基电路芯片LM555的第7引脚、可调电阻的一个固定端分别连接，时基电路芯片LM555的第6引脚与可调电阻的滑动端、第二电容的一端分别连接，时基电路芯片LM555的第2引脚与可调电阻的另一固定端连接，第二电容的另一端与超声波探头的一端连接，时基电路芯片LM555的第3引脚与超声波探头的另一端连接。

如图3所示，超声波接收电路模块包括红外接收芯片CX20106、第三至第六电容C3、C4、C5、C6、第二至第四电阻R2、R3、R4和超声波接收探头；其中，红外接收芯片CX20106的第2引脚与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第三电容的一端连接，第三电容的另一端与地连接，红外接收芯片CX20106的第3引脚与第四电容的一端连接，第四电容的另一端与地连接，红外接收芯片CX20106的第4引脚与地连接，红外接收芯片CX20106的第6引脚与第五电容的一端连接，第五电容的另一端与地连接，红外接收芯片CX20106的第7引脚与第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端与电源连接，的第8引脚与电源、第四电阻的一端分别连接，第四电阻的另一端与红外接收芯片CX20106的第5引脚连接，红外接收芯片CX20106的第1引脚与第六电容的一端、超声波接收探头的一端分别连接，第六电容的另一端与地、超声波接收探头的另一端分别连接。

微波信号收发电路，用于在控制器的控制下实现车载电子标签与路侧设备之间的无线通信，完成车载电子标签与不停车收费系统后台之间的数据交换；

IC卡读写控制电路，用于在控制器的控制下对IC卡进行读写卡操作；

语音播放电路，用于在所述控制器的控制下播放电子不停车收费信息。

路侧设备（RSU）的工作过程主要就是通过无线通信获取车载电子标签信息并进行车辆身份对比，从而确定该车辆信息是否和系统预留信息一致，即是否属于本小区注册车辆以及是否具有相应的停车位使用权。如果通过信息比较发现该车属于本小区且有私家车位，则便在 LCD 显示部分能够通过中文汉字显示欢迎词、车位地址等；如果通过信息比较发现车辆属于本小区但无私家车位，需要使用公共车位，则在显示设备上显示出可以使用的车位状态和该车车牌等信息；并将发送预先开启信号至相应的无线车位锁设备中的无线接收电路；

无线接收电路在接收到预先开启信号的一定时间段内，若接收到电子标签信号，则才对接收到的电子标签信号进行解码，将解码后的电子标签信号传输给第二处理器，第二处理器判断此电子标签卡是否合法（即该车辆是否为车位的拥有者）；如果信息配比失败则认为是非法车辆，系统继续解码；如果配比成功，则认为是合法车辆，第二处理器发送打开车位锁装置的命令信号至继电器控制电路从而驱动电机电路降落车位锁转置，让车辆停放在车位上，智能车位停车完成。当车辆驶出车位时，离开通信范围后无线车位锁设备就无法继续完成和车载电子标签的信号确认，说明车辆确已离开，车位锁装置自动升起，开始保护车位，等待车辆下次停靠。或者通过安置在车位上方的超声波测距模块实时检测车位内有无停放车辆，如果检测到没有车辆，则将相应检测信息发送至第二处理器，第二处理器控制继电器控制电路，继电器控制电路输出升起信号至电机电路，从而驱动升起车位锁装置。当车位锁受到碰撞时，可经报警电路，蜂鸣器鸣响。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替代，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于超声波测距的无线车位锁，其特征在于，包括路侧设备、车载电子标签设备、无线车位锁设备、报警模块和安装在车位上方的超声波测距模块；所述路侧设备包括车信号接收模块、第一处理器、编码器、无线发射电路和显示模块，所述无线车位锁设备包括无线接收电路、解码器、第二处理器、继电器控制电路、电机电路和车位锁装置；所述车位锁装置包括挡板和底座，所述挡板和底座之间通过升降支架连接，挡板可随着升降支架的升降而上下移动，所述升降支架包括中部交叉固定呈Ｘ型的两根支架条，与所述底座连接的两根支架条的下部之间设置有弹簧，所述挡板与底座上均设置有滑槽，用于支架条在其上滑动；所述报警模块包括报警电路、蜂鸣器和振动传感器；其中，

所述路侧设备安装在小区的车辆入口处，报警电路、蜂鸣器和振动传感器均设置在车位锁的底座内，车载电子标签设备、车信号接收模块、第一处理器、编码器、无线发射电路、无线接收电路、解码器、第二处理器、继电器控制电路、电机电路、车位锁装置依次顺序连接，车载电子标签设备与无线接收电路连接，第一处理器和显示模块连接，振动传感器、报警电路、超声波测距模块分别与第二处理器连接，报警电路与蜂鸣器连接；

所述超声波测距模块包括超声波发射电路模块和超声波接收电路模块，所述超声波发射电路模块包括时基电路芯片LM555、第一电阻、可调电阻、第一电容、第二电容和超声波探头，其中，时基电路芯片LM555的第1引脚接地，时基电路芯片LM555的第5引脚与第一电容的一端连接，第一电容的另一端与地连接，时基电路芯片LM555的第8引脚与电源、第一电阻的一端分别连接，第一电阻的另一端与时基电路芯片LM555的第7引脚、可调电阻的一个固定端分别连接，时基电路芯片LM555的第6引脚与可调电阻的滑动端、第二电容的一端分别连接，时基电路芯片LM555的第2引脚与可调电阻的另一固定端连接，第二电容的另一端与超声波探头的一端连接，时基电路芯片LM555的第3引脚与超声波探头的另一端连接；

超声波接收电路模块包括红外接收芯片CX20106、第三至第六电容、第二至第四电阻和超声波接收探头；其中，红外接收芯片CX20106的第2引脚与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第三电容的一端连接，第三电容的另一端与地连接，红外接收芯片CX20106的第3引脚与第四电容的一端连接，第四电容的另一端与地连接，红外接收芯片CX20106的第4引脚与地连接，红外接收芯片CX20106的第6引脚与第五电容的一端连接，第五电容的另一端与地连接，红外接收芯片CX20106的第7引脚与第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端与电源连接，的第8引脚与电源、第四电阻的一端分别连接，第四电阻的另一端与红外接收芯片CX20106的第5引脚连接，红外接收芯片CX20106的第1引脚与第六电容的一端、超声波接收探头的一端分别连接，第六电容的另一端与地、超声波接收探头的另一端分别连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声波测距的无线车位锁，其特征在于，所述车载电子标签设备包括壳体，所述壳体的一侧设有用于IC卡插入或取出的开口，所述壳体内固定有内后视镜镜片，内后视镜镜片包括平板玻璃和覆盖在所述平板玻璃背面的镜面层；所述壳体内固定有车载电子标签，所述车载电子标签包括控制器、微波信号收发电路、IC卡读写控制电路、语音播放电路、IC卡插口以及电源接口；所述车载电子标签的IC卡插口位置与所述壳体上的开口位置相适应，所述电源接口与汽车电源连接；所述微波信号收发电路、IC卡读写控制电路、语音播放电路分别与控制器连接，微波信号收发电路与车信号接收模块、无线接收模块分别连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于超声波测距的无线车位锁，其特征在于，无线发射电路和无线接收电路为WIFI通信模块。

4.根据权利要求1所述的一种基于超声波测距的无线车位锁，其特征在于，第一处理器为AT89C51单片机。

5.根据权利要求1所述的一种基于超声波测距的无线车位锁，其特征在于，第二处理器为MC9S08AC60单片机。