stm32停车场计费系统

<think>我们正在设计一个基于STM32的停车场计费系统。根据引用内容，我们可以整合以下功能模块：1.车牌识别（引用[1]）或RFID识别（引用[3]）用于车辆身份识别2.计时计费功能3.显示模块（用于显示车牌、费用等信息）4.按键模块（用于操作，如查看信息）5.通信模块（如GSM发送短信，引用[4]；或WiFi连接APP，引用[2]）6.传感器模块（如红外传感器计数、人体传感器确认停车完成，引用[4]；压力传感器检测车位状态，引用[2]）7.驱动模块（如步进电机控制道闸，引用[2]）系统工作流程：1.车辆进入：通过摄像头（车牌识别）或RFID读卡器识别车辆，记录进入时间。2.车辆停放：通过红外传感器或压力传感器检测车辆是否停好，并分配车位（可结合车位指示灯）。3.停车完成确认：用户按下确认键（引用[4]）和人体识别（确保驾驶员离开）双重确认。4.计费：根据停车时长计算费用（费率可预设）。5.车辆离开：再次识别车辆，计算费用，用户缴费（可通过RFID扣费或人工缴费）。6.显示与通信：在显示屏上显示费用，并通过GSM发送车位信息或费用信息到用户手机（引用[4]），或通过WiFi连接APP查看（引用[2]）。硬件选型建议：-主控：STM32F103系列（资源丰富，性价比高）-摄像头：OV7670（带FIFO，便于图像处理）或直接使用车牌识别模块（如集成了图像处理的模块）-RFID：RC522模块（常用）-显示：OLED或LCD（如0.96寸OLED或2.4寸TFTLCD）-按键：矩阵键盘或独立按键-传感器：红外对管（用于车辆计数）、人体红外传感器（热释电传感器）、压力传感器（HX711模块）-通信：GSM模块（如SIM800A）或WiFi模块（如ESP8266）-执行器：步进电机（控制道闸）和LED指示灯软件设计思路：1.初始化所有外设。2.主循环中检测车辆进入（通过摄像头或RFID）。3.记录进入时间（使用RTC实时时钟）。4.引导停车（通过车位指示灯，如果有多个车位的话），并等待用户确认停车（按键+人体传感器）。5.停车期间，定时更新停车时长（或等待离开事件）。6.车辆离开时，再次识别车辆，计算费用（费用=时长×费率），并显示。7.通过GSM发送费用信息或通过WiFi上传到服务器。计费算法示例：设费率：每小时5元，不足1小时按1小时计。停车时长（小时）=（离开时间-进入时间）的小时数（向上取整）注意：实际应用中可能需要更复杂的计费规则（如分时段计费、免费时长等），但这里先实现简单规则。代码结构（伪代码）：```c#include"stm32f10x.h"#include"LCD.h"//显示模块#include"RFID.h"//RFID模块#include"RTC.h"//实时时钟#include"GSM.h"//GSM模块#include"Key.h"//按键模块#include"Sensor.h"//传感器//全局变量charCarID[20];//车辆标识（RFID卡号或车牌号）uint32_tEnterTime;//进入时间（时间戳或RTC结构体）uint32_tLeaveTime;//离开时间intmain(void){//初始化Init_ALL_Periph();while(1){//检测是否有车辆进入if(CheckEnter(&CarID)==SUCCESS){//通过RFID或摄像头检测EnterTime=Get_RTC_Time();//记录进入时间Display_EnterInfo(CarID,EnterTime);//显示进入信息//等待车辆停好（通过红外或压力传感器检测到车辆停入车位）while(!CheckParkingFinished());//检测停车完成//等待用户确认（按键+人体传感器）Wait_User_Confirm();//双重确认//点亮停车完成指示灯LED_ON();//发送停车信息（车位号）到用户手机GSM_SendMessage(CarID,"您的车辆已停好，车位号：A01");//记录停车状态Save_Parking_Record(CarID,EnterTime,Get_Parking_Space());}//检测车辆离开if(CheckLeave(&CarID)==SUCCESS){LeaveTime=Get_RTC_Time();//记录离开时间//计算费用（按小时计费，向上取整）uint32_thours=(LeaveTime-EnterTime+3599)/3600;//向上取整的小时数floatfee=hours*5.0;//每小时5元//显示费用Display_Fee(CarID,fee);//发送费用信息到用户手机charmsg[50];sprintf(msg,"停车费用：%.2f元",fee);GSM_SendMessage(CarID,msg);//等待缴费（这里简化，实际可能通过RFID自动扣费或人工缴费）Wait_Payment(fee);//抬杆放行（步进电机控制）Open_Barrier();//更新车位状态Update_Parking_Space(Get_Parking_Space(CarID),FREE);}}}```注意：上述代码仅为示例，实际开发需要根据硬件连接和具体模块的驱动进行详细编写。由于系统复杂，建议分模块调试：1.先调试RFID模块（读卡）。2.调试RTC（确保时间准确）。3.调试显示模块。4.调试GSM模块（发送短信）。5.调试传感器（红外、人体）。6.调试步进电机（道闸控制）。以上是一个基本的设计方案和代码框架，具体实现时还需根据实际硬件和需求调整。</think>### 基于STM32的停车场计费系统设计方案 #### 系统架构设计 ```mermaid graph TD A[主控制器] --> B[车辆识别模块] A --> C[计时计费模块] A --> D[显示模块] A --> E[通信模块] A --> F[执行控制模块] B --> B1[摄像头/车牌识别] B --> B2[RFID读卡器] C --> C1[RTC实时时钟] C --> C2[计费算法] D --> D1[LCD显示屏] E --> E1[GSM短信] E --> E2[WiFi/APP] F --> F1[步进电机/道闸] F --> F2[LED指示灯] ``` #### 核心功能模块实现方案 1. **车辆识别模块** - **车牌识别方案**（参考引用[1][4]） ```c // OV7670摄像头初始化 void Camera_Init() { I2C_Write(OV7670_ADDR, REG_COM7, 0x80); // 复位 // 配置分辨率/色彩模式 I2C_Write(OV7670_ADDR, REG_CLKRC, 0xC0); // ...其他配置 } ``` - **RFID识别方案**（参考引用[2][3]） ```c // RC522 RFID读卡 uint8_t RFID_ReadCard(char* cardID) { PCD_Reset(); PCD_Init(); if (PICC_IsNewCardPresent() && PICC_ReadCardSerial()) { sprintf(cardID, "%02X%02X%02X%02X", uid.uidByte[0], uid.uidByte[1], uid.uidByte[2], uid.uidByte[3]); return 1; } return 0; } ``` 2. **计时计费模块** - **RTC初始化** ```c void RTC_Init() { RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON); while (!RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY)); RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); RTC_WaitForSynchro(); } ``` - **计费算法实现** ```c float CalculateFee(DateTime entry, DateTime exit) { uint32_t duration = (exit.hour - entry.hour)*3600 + (exit.min - entry.min)*60 + (exit.sec - entry.sec); float hours = duration / 3600.0; // 阶梯计费：首小时5元，后续每小时3元 return (hours <= 1) ? 5.0 : 5.0 + ceil(hours-1)*3.0; } ``` 3. **显示与用户交互** - **LCD显示驱动** ```c void Display_Info(char* plate, float fee) { LCD_Clear(); LCD_Printf("车牌: %s", plate); LCD_SetCursor(1,0); LCD_Printf("费用: %.2f元", fee); } ``` - **按键处理** ```c void Key_Handler() { if (KEY_Confirm_Pressed()) { Save_Parking_Record(); Control_Barrier(OPEN); } } ``` 4. **通信模块** - **GSM短信通知**（参考引用[4]） ```c void GSM_SendFeeNotice(char* phone, float fee) { UART_SendString(AT+CMGF=1\r); // 文本模式 UART_SendString(AT+CMGS=\""); UART_SendString(phone); UART_SendString("\"\r"); sprintf(buffer, "停车费用:%.2f元", fee); UART_SendString(buffer); UART_SendChar(0x1A); // 发送结束符 } ``` 5. **执行控制** - **步进电机控制道闸** ```c void Control_Barrier(uint8_t state) { if (state == OPEN) { for(int i=0; i<200; i++) { STEPPER_Set(step_seq[i%4]); Delay_ms(5); } } else { // 反向转动关闭 } } ``` #### 系统工作流程 1. **车辆入场**： - 摄像头/RFID识别车辆 - 记录入场时间戳 - 分配停车位 - 开启倒计时计费 2. **停车中**： - 人体传感器确认车辆状态（参考引用[4]） - 实时更新停车时长 - 按键可查询当前费用 3. **车辆离场**： - 再次识别车辆身份 - 计算停车费用 - LCD显示费用信息 - 发送短信通知（可选） - 缴费后开启道闸 #### 硬件选型建议 | 模块 | 推荐型号 | 功能 | |------|----------|------| | 主控 | STM32F103RET6 | 核心处理器 | | 摄像头 | OV7670+AL422B | 车牌识别 | | RFID | RC522 | 车辆身份识别 | | 显示 | 1.44寸TFT LCD | 信息显示 | | 通信 | SIM800L | GSM短信通知 | | 传感器 | HC-SR501 | 人体存在检测 | | 电机驱动 | ULN2003 | 道闸控制 | #### 优化建议 1. **双模式识别**：同时支持车牌识别和RFID，提高系统可靠性 2. **多费率策略**：实现分时段计费（参考引用[3]） 3. **APP集成**：通过ESP8266实现手机端查询（参考引用[2]） 4. **车位引导**：增加超声波传感器实现空位检测 5. **数据存储**：外接SD卡保存停车记录 > 完整工程包含原理图、PCB设计和源码可在[STM32停车场系统设计资源](https://example.com/stm32-parking)获取（示例链接）[^1][^2][^3][^4]。