PAGEPAGE13編號：哈爾濱工業(yè)大學(xué)大一年度項(xiàng)目結(jié)題報(bào)告項(xiàng)目名稱：基于STC89C52英文的和數(shù)字的字體統(tǒng)一英文的和數(shù)字的字體統(tǒng)一都用TimesNewRoman項(xiàng)目負(fù)責(zé)人： 學(xué)號：聯(lián)系電話：電子郵箱：院系及專業(yè)：電氣工程及自動(dòng)化學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)指導(dǎo)教師： 職稱：聯(lián)系電話：電子郵箱：院系及專業(yè)：電氣工程及自動(dòng)化學(xué)院哈爾濱工業(yè)大學(xué)基礎(chǔ)學(xué)部制表填表日期：2016年07月14日時(shí)間刪掉時(shí)間刪掉

五、項(xiàng)目研究結(jié)題報(bào)告（一）立項(xiàng)背景隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，快捷、便利的出行方式成為人們追求的目標(biāo)，私人小汽車由于其靈活的門到門運(yùn)輸而成為人們出行的首選工具。近幾年來，中國汽車市場產(chǎn)銷兩旺。截至2014年底，我國汽車保有量新增1707萬輛，目前全國機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)2.64億輛，其中汽車1.54億輛。隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)快速發(fā)展，廣大群眾購車剛性需求旺盛，汽車保有量程快速增長趨勢。私家車保有量的迅速增長帶來“停車難”的問題，至今仍缺乏有效的解決方案。大型寫字樓、商場、購物中心等的地下停車場能很大程度解決停車難的問題。當(dāng)?shù)叵峦＼噲鲕囄患磳⑼M時(shí)，車主往往需要在停車場中花費(fèi)大量時(shí)間反復(fù)尋找車位。針對此現(xiàn)象，本文提出了改進(jìn)方案，即設(shè)計(jì)一套停車場剩余空位監(jiān)測管理系統(tǒng)，方便管理人員實(shí)時(shí)掌握停車場使用狀況，并使得車主能利用此系統(tǒng)快速、高效的找到停車位。國內(nèi)很多停車場的管理主要還是依靠最簡單的手工作業(yè)方式，而這種傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理仍采用人工簿冊式管理方式，查詢不方便，缺乏有效性和實(shí)時(shí)性，工作效率低，無法有效的規(guī)劃停車場的剩余空位并在車位即將停滿的時(shí)候?qū)囍髯龀鲋敢?。?jīng)常會(huì)出現(xiàn)在停車場轉(zhuǎn)幾圈都找不到車位的情況。這些問題都是由于停車場缺乏科學(xué)有效合理的管理方式導(dǎo)致的。 對于大型的停車庫而言，采集車位信息并等研究和規(guī)劃建設(shè)一套適合自己的相應(yīng)的車位引導(dǎo)系統(tǒng)，提供優(yōu)質(zhì)的停車信息服務(wù)是當(dāng)務(wù)之急。此舉不僅可以滿足駕駛員對停車信息的需求，更可以提高停車庫整理的信息化管理水平。而整套車位引導(dǎo)系統(tǒng)建設(shè)的終極目標(biāo)是令駕駛員能通過現(xiàn)代信息技術(shù)便捷地了解停車庫的使用情況，尤其是包括每個(gè)車位的使用情況、車道的車流信息以及空閑車位數(shù)量等實(shí)時(shí)信息。以此以達(dá)到有效利用現(xiàn)有停車設(shè)施，提高設(shè)施的利用率的目的。剩余車位管理及停車誘導(dǎo)系統(tǒng)可以從很大程度上解決車輛在日常出行中停車難的問題，是智能交通系統(tǒng)中極其重要的內(nèi)容，它主要是通過路邊的可變電子信息顯示板，顯示空余泊位數(shù)量，為駕駛員提供較為準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、全面的車位?？啃畔?，有效地引導(dǎo)駕駛者有目的性的選擇空閑停車位，并找到合適的停車位，從而減少由于駕駛員盲目尋找而帶來的時(shí)間消耗，同時(shí)也使停車場的車位得到有效的利用。（二）項(xiàng)目研究整體思路該系統(tǒng)主要分為四個(gè)部分：下位機(jī)傳感器部分、無線建網(wǎng)、上位機(jī)以及顯示誘導(dǎo)部分。以上述四個(gè)部分為框架，建立一個(gè)集監(jiān)控、指示和控制功能于一體的監(jiān)測管理平臺(tái)。本項(xiàng)目的目的是為了幫助停車場管理人員方便得管理車位，幫助車主可以在最快的時(shí)間內(nèi)找到車位。為實(shí)現(xiàn)此目的，我們確定了以下的研究方向內(nèi)容：清晰的掌握車位占用情況，在每個(gè)車位上方天花板處安裝一個(gè)超聲波測距器，根據(jù)測距傳感器所測的距離，判斷車位是否被占；對空位數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理，通過無線模塊實(shí)現(xiàn)下位機(jī)與上位機(jī)通訊，使停車場管理人員可以在上位機(jī)界面上清晰地了解停車場的各項(xiàng)數(shù)據(jù)；在車庫可中每個(gè)車位上安裝LED燈，在車位空閑時(shí)高亮顯示，方便車主可以盡快得找到停車空位。在項(xiàng)目中期，我們根據(jù)自身項(xiàng)目進(jìn)度以及對這個(gè)系統(tǒng)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，對項(xiàng)目實(shí)施的具體方案進(jìn)行改進(jìn)，圖1所示。改進(jìn)后的整體系統(tǒng)的信息傳輸方式為由超聲波傳感器將測量出的天花板處與地面或汽車頂部的距離數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)，由其處理數(shù)據(jù)判斷車位是否被占用，單片機(jī)上連接有無線傳輸模塊，將超聲波傳感器捕捉到的數(shù)據(jù)傳輸給遠(yuǎn)程的上位機(jī)，上位機(jī)將距離數(shù)據(jù)和車位占用情況通過特殊搭建的界面清晰直觀的顯示，使車庫管理員更好的掌控車庫使用情況。同時(shí)在單片機(jī)處理判斷后的同時(shí)，實(shí)時(shí)控制車位旁邊的LED燈，時(shí)刻為司機(jī)提供準(zhǔn)確的車位信息。圖1項(xiàng)目原理直觀圖（三）項(xiàng)目研究成果3.1結(jié)題目標(biāo)與完成情況我們小組按照進(jìn)度完成了所預(yù)定的結(jié)題目標(biāo)，具體如表1所示。表1結(jié)題目標(biāo)與完成情況結(jié)題目標(biāo)完成情況下位機(jī)測距程序編寫與串口初始化已完成上位機(jī)串口程序的編寫已完成無線傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)并完成與上位機(jī)的調(diào)試已完成用LED燈、上位機(jī)顯示車位占用情況已完成簡易車庫模型的制作已完成3.2硬件搭建3.2.1模塊的選擇本項(xiàng)目使用超聲波測距模塊如圖2所示，型號為HC-SR04。該超聲波測距模塊可提供2cm-400cm的非接觸式距離感測功能，測距精度可達(dá)高到3mm，量程大于3m。超聲波測距相比紅外測距具有抗干擾能力較強(qiáng)，抗塵能力較強(qiáng)等特點(diǎn)，更加只用于現(xiàn)實(shí)車庫中。圖2超聲波測距模塊在無線模塊的選擇方面，我們選取DL-21無線串口模塊，DL-21為串口轉(zhuǎn)2.4G無線模塊，可以通過無線將兩個(gè)或多個(gè)串口連接起來。串口發(fā)出模塊的數(shù)據(jù)會(huì)被模塊使用無線發(fā)出，收到無線數(shù)據(jù)的模塊會(huì)將這個(gè)數(shù)據(jù)適用串口發(fā)出，在兩個(gè)設(shè)備上使用模塊就像將這兩個(gè)設(shè)備用串口連接起來一樣。圖3DL-21無線串口模塊3.2.2單片機(jī)最小系統(tǒng)搭建本項(xiàng)目使用的是STC89C52單片機(jī)，為了驅(qū)動(dòng)單片機(jī)正常工作，我們焊接了單片機(jī)的最小系統(tǒng)。所使用的晶振為11.0592MHz，所用供電為三節(jié)1.5V干電池。電路圖以及實(shí)物圖如下所示。圖4電路圖圖5實(shí)物圖3.2.3模塊的連接與引腳占用超聲波模塊有4個(gè)引腳，其中兩個(gè)電源引腳與電源干電池并聯(lián)提供5V電壓，其余引腳分別控制超聲波的觸發(fā)（Trig）與接收（Ecoh），與單片機(jī)兩個(gè)獨(dú)立引腳直接相連。本項(xiàng)目中的4個(gè)模塊8個(gè)觸發(fā)、接收引腳分別于單片機(jī)P1.0-P1.7相連。根據(jù)實(shí)際需要，可以至少利用P0，P1，P2引腳，增加至12個(gè)模塊。超聲波模塊DL-21無線模塊有4個(gè)引腳，其中兩個(gè)電源引腳，所需電壓為3.3V，通過電壓轉(zhuǎn)換由USB口供電。剩余2個(gè)分別為串口發(fā)送（TX）與接收（RX）引腳，分別與單片機(jī)控制串口通信的P3.0，P3.1口直接相連。超聲波模塊無線模塊TXRX無線模塊TXRX圖6硬件連接圖3.3軟件編寫3.3.1了解單片機(jī)的使用原理經(jīng)過兩個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，我們小組利用單片機(jī)學(xué)習(xí)板對單片機(jī)的工作原理和用C語言編寫單片機(jī)簡單程序進(jìn)行了學(xué)習(xí)和實(shí)踐?，F(xiàn)在我們已經(jīng)對89C52單片機(jī)的工作原理有了較為基本的了解，其中包括I/O引腳控制、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器設(shè)置、中斷設(shè)置、其他部分特殊功能寄存器設(shè)置等。在之后的測距程序編寫中，我們充分利用了之前所學(xué)的知識(shí)，完成了超聲波測距程序的編寫與下位機(jī)上串口通信的設(shè)置。3.3.2超聲波測距程序編寫將該傳感器置于每個(gè)車位的天花板上，如圖57所示。實(shí)時(shí)監(jiān)測天花板與其正下方障礙物的距離。在如圖3所示S1與S0之間取一個(gè)中間值Smid，當(dāng)所測距離S>Smid時(shí)，可以認(rèn)為當(dāng)前車位沒有被占用；當(dāng)所測距離S<Smid時(shí)，可以認(rèn)為當(dāng)前車位被占用。通過這個(gè)原理實(shí)現(xiàn)對每個(gè)車位的占用情況進(jìn)行監(jiān)測。圖7超聲波傳感器空位處應(yīng)用超聲波模塊的使用原理如圖8：圖8測距模塊流程圖首先在main()函數(shù)中對計(jì)數(shù)器等硬件進(jìn)行初始化后，運(yùn)行StartModule()子函數(shù)啟動(dòng)模塊，在此函數(shù)中先令TXTX和RX是什么，以及相應(yīng)的各個(gè)控制管腳應(yīng)該在后面予以說明，和圖4要相互對應(yīng)=1（TX定義為模塊超聲波觸發(fā)引腳），開始發(fā)射超聲波，經(jīng)過幾個(gè)機(jī)器周期后，再令TX=0，停止超聲波的發(fā)射，此時(shí)一段超聲波正在空中轉(zhuǎn)播，在碰到障礙時(shí)發(fā)生反射；在StartModule()函數(shù)后立即令TR0=1，打開單片機(jī)計(jì)數(shù)器0開始計(jì)數(shù)，同時(shí)用while(RX)等待回波的接收，接到回波后令TR0=0TX和RX是什么，以及相應(yīng)的各個(gè)控制管腳應(yīng)該在后面予以說明，和圖4要相互對應(yīng)在本項(xiàng)目中，我們同時(shí)連接多個(gè)超聲波測距模塊，將一上步驟循環(huán)多次，使多個(gè)模塊依次對待測距離進(jìn)行測量，在下位機(jī)上將車位信息的使用情況匯總，通過改變一個(gè)變量的數(shù)值區(qū)分各各車位的使用情況，再調(diào)用printf()函數(shù)，將下位機(jī)所監(jiān)測到的車位信息發(fā)送到串口，實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信。3.3.3上位機(jī)程序編寫上位機(jī)程序是本項(xiàng)目中至關(guān)重要的一環(huán)，其中困難最大的就是串口通訊技術(shù)。我們小組通過師兄的指導(dǎo)，上網(wǎng)查閱資料，查閱相關(guān)書籍，基本掌握了串口程序編寫這一關(guān)鍵技術(shù)。我們用VisualStudio2012編譯器，選擇編寫Windows窗體應(yīng)用程序更加主流和方便的C#語言，完成了上位機(jī)串口程序的編寫。在C#Windows窗體應(yīng)用程序中，我們利用了SerialPort串口類；定義了DataReceived事件，當(dāng)串口收到數(shù)據(jù)時(shí)觸發(fā)該事件；運(yùn)用try-catch語句對串口進(jìn)行檢驗(yàn)等。目前為止，我們小組已經(jīng)基本掌握了利用USB接口上位機(jī)與下位機(jī)通訊的簡單技術(shù)，以及簡單應(yīng)用。窗口程序如下圖9所示。串口程序主要代碼見附錄。圖9串口程序由于下位機(jī)用函數(shù)printf()向串口發(fā)送數(shù)據(jù)，所以在上位機(jī)上所讀取的為字符串形式是否正確？，為了方便面對數(shù)據(jù)的處理，需要調(diào)用Convert類函數(shù)，將所收受到的字符串轉(zhuǎn)換為int整數(shù)類型（int），再在對所收受到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，由若干個(gè)textBox分別顯示每一個(gè)車位信息，如圖10所示。是否正確？圖10車位信息顯示3.4系統(tǒng)測試3.4.1超聲波模塊測試我們對超聲波模塊在各距離的精度進(jìn)行測試，如表2。結(jié)果顯示在短距離中誤差不到1cm，較大距離時(shí)誤差在在1%左右，對我們的實(shí)驗(yàn)基本沒有影響。表2超聲波模塊精度測試3.4.2系統(tǒng)測試我們的車庫模型制作完成后對系統(tǒng)進(jìn)行了整體的測試，隨機(jī)在兩個(gè)車位上放入紙盒代替模型車，對應(yīng)空位指示燈熄滅，無線模塊正常工作，將信息傳遞給上位機(jī)，上位機(jī)成功接收數(shù)據(jù)，在電腦顯示屏顯示。系統(tǒng)整體工作情況達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。（四）創(chuàng)新設(shè)計(jì)本課題創(chuàng)新設(shè)計(jì)主要在以下兩點(diǎn)：對大型車庫實(shí)現(xiàn)每個(gè)車位獨(dú)立監(jiān)控，并且實(shí)現(xiàn)完全智能化，把人力管理的需求降到最低；相對于傳統(tǒng)的有線數(shù)據(jù)傳遞，在較大停車場中無線傳輸具有成本更低，更易維護(hù)，且工作穩(wěn)定性更強(qiáng)，不易受到雷電等特殊天氣影響。；（五）結(jié)束語經(jīng)過接近兩學(xué)期的項(xiàng)目學(xué)習(xí)，我們小組學(xué)到了很多課程之外的東西，比如51單片機(jī)的基本原理與編程，運(yùn)用C#編寫上位機(jī)程序，編寫報(bào)告，運(yùn)用相關(guān)軟件等等。更重要的是，我們通過這次項(xiàng)目學(xué)習(xí)體驗(yàn)到了如何通過自己的能力、查閱文獻(xiàn)書籍以及運(yùn)用各方面知識(shí)，各方面資源解決實(shí)質(zhì)性問題，我們相信在這一點(diǎn)上的收獲是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于知識(shí)上的。大一年度項(xiàng)目試一次很好的練兵，為以后的科研工作以及學(xué)習(xí)生活各都方面打下了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在面對困難時(shí)，在短時(shí)間內(nèi)需要完成大量任務(wù)時(shí)，我們不會(huì)再去畏懼，而是盡其所能找到解決的辦法。通過不斷學(xué)習(xí)，不斷向老師，學(xué)長學(xué)姐請教，我們收獲頗豐。（六）致謝能夠完成這次項(xiàng)目學(xué)習(xí)，少不了指導(dǎo)老師、指導(dǎo)師兄，學(xué)姐的幫助。首先非常感謝我們小組的指導(dǎo)教師葉雪榮副教授，葉老師在繁忙的工作中依舊給我們中肯的指導(dǎo)建議與整體實(shí)施的指導(dǎo)思想，在中期的模擬答辯中對我們的項(xiàng)目的進(jìn)展速度給予了非常及時(shí)的督促，是我們能夠繼續(xù)按照進(jìn)度完成課題。其次感謝指導(dǎo)師兄陳岑師兄，陳麗影學(xué)姐，徐軍忠學(xué)長。在上位機(jī)編寫方面，陳岑師兄在C#上給予我們小組寶貴的意見，也幫助我們選擇了適合我們的上位機(jī)編寫語言，答辯前囑托我們認(rèn)真準(zhǔn)備，結(jié)題報(bào)告的修改方面師兄也給了我們很大的建議。陳麗影學(xué)姐焊得一手好板子，我們能夠在短時(shí)間內(nèi)成功焊好所需要的元器件離不開學(xué)姐的幫助在焊接電路板方面給予我們很大幫助，并且在中期報(bào)告的撰寫上幫我們訂正格式，甚至語病及錯(cuò)別字都能及時(shí)剛我們修改，使我們的中期報(bào)告甚至被答辯老師當(dāng)場表揚(yáng)。感謝徐軍忠學(xué)長，雖然只在上學(xué)期給予我們指導(dǎo)，但卻是我們的課題很快步入了正規(guī)，并且在開題報(bào)告的撰寫方面不厭其煩地幫助我們大篇幅的修改，并且在之后督促我們盡快開展單片機(jī)的學(xué)習(xí)，主動(dòng)來二區(qū)給予我們指導(dǎo)，和我們一起制定項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃。最后感謝所有幫助過我們的老師與同學(xué)們。附錄：1、測距模塊主程序（C語言）voidmain(void){TMOD=0x21; //設(shè)T0為方式1，GATE=1； SCON=0x50; TH1=0xFD; TL1=0xFD; TH0=0; TL0=0; TR0=1; ET0=1;//允許T0中斷 TR1=1; //開啟定時(shí)器 TI=1; EA=1; //開啟總中斷 while(1) //四個(gè)模塊循環(huán)監(jiān)控車位 { StartModule1(); //啟動(dòng)模塊1，發(fā)出超聲波 while(!RX1); //當(dāng)RX為零時(shí)等待 TR0=1; //開啟計(jì)數(shù) while(RX1); //當(dāng)RX為1計(jì)數(shù)并等待 TR0=0; //關(guān)閉計(jì)數(shù)Conut1(); //計(jì)算 delayms(100); //100MS StartModule2(); while(!RX2); //當(dāng)RX為零時(shí)等待 TR0=1; //開啟計(jì)數(shù) while(RX2); //當(dāng)RX為1計(jì)數(shù)并等待 TR0=0; //關(guān)閉計(jì)數(shù)Conut2(); //計(jì)算 delayms(100); //100MS StartModule3(); while(!RX3); //當(dāng)RX為零時(shí)等待 TR0=1; //開啟計(jì)數(shù) while(RX3); //當(dāng)RX為1計(jì)數(shù)并等待 TR0=0; //關(guān)閉計(jì)數(shù)Conut3(); //計(jì)算 delayms(100); //100MS StartModule4(); while(!RX4); //當(dāng)RX為零時(shí)等待 TR0=1; //開啟計(jì)數(shù) while(RX4); //當(dāng)RX為1計(jì)數(shù)并等待 TR0=0; //關(guān)閉計(jì)數(shù)Conut4(); //計(jì)算 delayms(100); //100MS }}2.串口通訊程序（C#）privatevoidsp_DataReceived(objectsender,SerialDataReceivedEventArgse){System.Threading.Thread.Sleep(100);//延時(shí)100ms等待接收完數(shù)據(jù)//this.Invoke就是跨線程訪問ui的方法，也是本文的范例this.Invoke((EventHandler)(delegate{if(isHex==false){tbxRecvData1.Text+=sp.ReadLine();}else{Byte[]ReceivedData=newByte[sp.BytesToRead];//創(chuàng)建接收字節(jié)數(shù)組sp.Read(ReceivedData,0,ReceivedData.Length);//讀取所接收到的數(shù)據(jù)StringRecvDataText=null;for(inti=0;i<ReceivedData.Length-1;i++){RecvDataText+=("0x"+ReceivedData[i].ToString("X2")+"");}tbxRecvData1.Text+=RecvDataText;}sp.DiscardInBuffer();//丟棄接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)}));}privatevoidbtnOpenCOM_Click(objectsender,EventArgse){if(isOpen==false){if(!CheckPortSetting())//檢測串口設(shè)置{MessageBox.Show("串口未設(shè)置！","錯(cuò)誤提示");return;}if(!isSetProperty)//串口未設(shè)置則設(shè)置串口{SetPortProperty();isSetProperty=true;}try//打開串口{sp.Open();isOpen=true;btnOpenCom.Text="關(guān)閉串口";//串口打開后則相關(guān)的串口設(shè)置按鈕便不可再用cbxCOMPort.Enabled=false;cbxBaudRate.Enabled=false;cbxDataBits.Enabled=false;cbxParity.Enabled=false;cbxStopBits.Enabled=false;rbnChar.Enabled=false;rbnHex.Enabled=false;}catch(Exception){//打開串口失敗后，相應(yīng)標(biāo)志位取消