本科毕业设计（论文）
——文献综述
专 业 车辆工程
学 号 201364037
指导教师 马宗正
郑州科技学院车辆与交通工程系
二○一七年五月
车库车流量统计系统设计
摘要：随着汽车的普及，公众和社区循环量，这将停放的车辆的安全管理提出了更高的要求，控制技术的引进和先进的管理方法，实现对大型车库系统的安全管理是集中化和智能化已成为必然的趋势，大型车库服务管理。车库管理系统实现准确指示存取车钥匙，车辆进入司机数量准确停车，车辆进入，记录总车辆，车辆，减少车辆的数目。车辆存取指令可以完全由单片机作为中央控制处理器。本文主要介绍了设计思想和程序自动车库门，对系统的各个方面进行了分析，对各方面的要求，阐述了系统的结构，控制车辆管理系统说明，电气原理图，外部接线图，梯形图指令的必要设计。对应用单片机的梯形图程序自动车库门的控制系统软件。系统的车库管理有很大的帮助，对缓解交通流量显着的效果，提高道路通行能力，具有很大的实用价值。 达到以下要求现有的停车系统管理：车辆仓储自动化，自动化，信息量统计查询自动化。
关键词:车库，单片机，流程图，接线图
1 选题背景
1.1 选题背景
随着社会经济的不断发展，国民生活水平的不断提高，兼具速度与舒适的车辆逐渐成为人们的代步工具。然而对具有着各种大量车辆出入的车库物业而言，车辆的管理日益成为日常事务中的一项重要的工作内容。由于车辆的激增，尤其是私家车数量的成倍增长，车库内交通堵塞、车辆擦挂等现象常有发生，车库内居民矛盾不断激化。如何让管理人员了解车库内的车辆状况，对突发事件采取合适的措施，提高工作效率等就成了个车库物业期待解决的一个课题[1]。
信息化是全球的趋势和潮流，是国家社会经济发展的必然选择。在信息化和数字化的背景下车库物业车辆管理的信息化也将是不可阻挡的发展方向。加快车库物业车辆管理车辆管理信息化的进程对改进现代化生活具有非同一般的意义[2]。
智能车库车辆统计技术系统就是一款针对车库物业车辆管理的一套系统，它大大提高了车库物业车辆管理人员的工作效率，彻底改变了效率低下、漏洞百出的人工统计方式，也极大地减少了所需要的费用。只要有车辆进出车库便会自动计数，并且当车辆达到车库所能容纳车辆的上限时便会自动报警，是一种能够为车库物业管理人员极大地减少工作量、节约成本的有效方式。就当前车辆的数量以及未来国家的发展前景来看，人们对车辆仍然具有极大的需求，不得不说，车库车辆统计系统是一种颇有前景的管理方式[3-4]。
1.2 国内外研究现状
目前国内外在车辆检测系统中，大量应用了电磁传感技术、超声传感技术、视频检测技术、计算机技术、通信技术等高新科学技术。相应地，所应用的检测器主要有：电感环检测器（环型感应线圈）、超声波检测器、红外检测器、视频检测器等[5]。
1.2.1环形线圈检测器
这种方法也有以下缺点：
1)线圈在安装或维护时必须直接埋入车道，交通会暂时受到阻碍，且工作量较大。
2)埋置线圈的切缝软化了路面，容易使路面受损，尤其是在车辆启动或者制动时损坏可能会更加严重。
3)感应线圈易受冰冻、路基下沉、盐碱等自然环境的影响。
4)感应线圈由于自身的测量原理所限制，当车流拥堵，车间距小于3m的时候，其检测精度下降，有些厂商的产品甚至无法检测[7]。
1.2.2地磁检测器
地磁检测器是把一个具有高导磁率铁芯和线圈装在一个保护套内，里面填满了非导电的防水材料，形成一根磁棒。把磁棒埋在路面下，当车辆驶过这个线圈时，通过线圈的磁通量发生变化，在线圈中产生一个电动势，这个电动势经过放大器放大后去推动继电器，发出一个车辆通过的信息[8]。这种检测器职能检测以相当车速通过的车辆，所以是通过型检测器，不适用于需要检测车辆存在的地方。这种检测器具有安装容易，不易损坏等优点。
但是它却具有对慢速车辆不能检测，有时会出现误检，且材料容易老化，灵敏度会逐年衰减等缺点[9-10]。
视频车辆检测器是通过视频摄像机作传感器，在视频范围内设置虚拟线圈，即检测区，车辆进入检测区时使背 景灰度值发生变化，从而得知车辆的存在，并以此检测车辆。最早的应用主要在于道路的监视，然而目前随着微处理器的价格不断降低，其应用范围也逐渐扩大。检测器可安装在车道的上方和侧面，与传统的交通信息采集技术相比，交通视频检测技术可提供现场的视频图像，可根据需要移动检测线圈，有着直观可靠，安装调试维护方便，价格便宜等优点[11-13]。
2红外线检测原理
红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，响应快等优点。
人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次（从长到短）为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，如表1-1所示：
表1-1 各光线对应波长
|
紫外 |
紫 |
蓝 |
青 |
绿 |
黄 |
橙 |
红 |
红外 |
|
0.38 0.46 0.47 0.49 0.58 0.60 0.62 0.76 （um） |
由表1-1
可见，红光的波长范围为0.62um～0.76um，比红光波长还长的光叫红外线。红外线的特点是不干扰其他电器设备工作，也不会影响周边环境，电路调试简单，并且可以实现非接触性测量[14]。
2.2红外线传感器
红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高，电阻发生变化，通过转换电路变成电信号输出。光电检测元件常用的是光敏元件，通常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。红外线传感器常用于无接触温度测量，气体成分分析和无损探伤，在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。例如采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图，可以发现温度异常的部位，及时对疾病进行诊断治疗；利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视，可实现大范围的天气预报；采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机的过热情况等[15]。
2.3依据红外线传感器动作分类
1)热型：将红外线一部份变换为热，藉热取出电阻值变化及电动势等输出信号之热型。热型的现象俗称为焦热效应，其中最具代表性者有测辐射热器 (Thermal Bolometer)，热电堆(Thermopile)及热电(Pyroelectric)元件。
其优点是可常温动作下操作，波长依存性(波长不同感度有很大之变化者)并不存在，造价便宜，但是也存在着感度低、响应慢等缺点。
2)量子型：利用半导体迁徙现象吸收能量差之光电效果及利用因PN 接合之光电动势效果的量子型。具有感光度高、响应快速等优点，缺点是必须冷却(液体氮气) 、有波长依存性、价格偏高[16]。
2.4依据检测红外线分类
1)被动式红外传感器：被动式红外传感器在冶金行业被称作“热金属检测器”，它直接检测被测物体的可见光及近红外线，当被测物体的辐射光强超过一定幅值时即被捡知。它只适用于各种自发光物体。被动式红外传感器抗干扰能力差，通常均在物镜前加装一个较长的桶形遮光罩，以防止环境光干扰，但它无法抵御来自被测物体同方向的，光强相近的干扰光。
2)主动式红外传感器：主动式红外传感器由主动红外发射机和主动红外接收机组成两部分组成。它主要用于检测不发光物体。主动红外发射机和主动红外接收机相对安装，通过光学透镜，主动红外接收机接收到的发射机发来的红外光脉冲，当该光线被阻挡时，即发出物体被捡知的信号[17]。
2.5主动红外与被动红外探测器的区别及应用
主动红外入侵探测器是由发射机和接收机组成，发射机是由电源、发光源和光学系统组成，接收机是由光学系统、光电传感器、放大器、信号处理器等部分组成。主动红外探测器是一种红外线光束遮挡型报警器，发射机中的红外发光二极管在电源的激发下，发出一束经过调制的红外光束（此光束的波长约在0.8～0.95微米之间），经过光学系统的作用变成平行光发射出去。此光束被接收机接收，由接收机中的红外光电传感器把光信号转换成信号，经过电路处理后传给单片机。由发射机发射出的红外线经过防范区到达接收机，构成了一条警戒线。正常情况下，接收机收到的是一个稳定的光信号，当有人或物体入侵该警戒线时，红外光束被遮挡，接收机收到的红外信号发生变化，提取这一变化，经放大和适当处理，控制器发出的报警信号。目前此类探测器有二光束、三光束还有多光束的红外栅栏等。最大的优点就是探测距离远，能达到被动红外的十倍以上探测距离。
被动红外探测器主要是根据外界红外能量的变化来判断是否有人在移动。人体的红外能量与环境有差别，当人通过探测区域时，探测器收集到的这个不同的红外能量的位置变化，进而通过分析发出报警[18]。
但外界环境是：不但人体会发出红外能量，许多物体在一定的条件下都会散发红外能量，而在可见光中这种能量尤其突出，所以任何被动红外探测器的抗白光干扰就成了一个重要的指标。在室内光线稳定、红外能量比较恒定的情况下，这种探测方式表现非常好。但室外情况则不同。长期以来被动红外红外探测在室外只有极少数厂家才能做到。
2.6主动红外探测器设备
1)根据防范现场最低、最高温度及其持续时间，选择工作温度与之适合的主动红外入侵探测器；若环境温度过低可使用专用加热器以保证探测器的正常工作。
2)主动红外入侵探测器受雾影响严重，室外使用时选择具有自动增益功能的设备(此类设备当气候变化时灵敏度会自动调节)；另外，所选设备的探测距离实际距离留出20%以上的余量，以减少气候变化引起系统的误报警[19]。
3)在室外使用时一定要选用双光束或3光束主动红外入侵探测器，以减少小鸟、落叶等引起系统的误报警。
4)主动红外入侵探测器中所用红外发光二极管波长分别在0.85um 和0.95um附近。前者有红曝现象产生，其隐蔽性不如后者好。
5)在空旷地带或在围墙上、屋顶上使用主动红外入侵探测器时，应选择具有避雷功能的设备。
6)遇有折墙，且距离又较近时，可选用反射器件，以减少探测器使用数量。
7)室外使用主动红外入侵探测器的最大射束距离应是制造厂商规定的探测距离的6倍以上[20]。
3总结
车流量信息的统计对于没有安装智能系统的车库来说较为困难，为了能够在低成本情况下统计车流量，并且能够实现数据的存储，开发一款车流量统计系统是非常有必要的。
为此，本课题拟采用单片机为控制芯片，设计车流量统计系统设计方案，实现车流量的自动统计。通过运用所学的基础理论和基本知识，提高学生的开发的能力；在设计开发过程中使学生掌握应用程序开发的一般步骤和一般方法。
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