基于手机APP与蓝牙技术的智能停车场管理系统设计

蓝丽金

(福州大学至诚学院，福建 福州，350002)



基于手机APP与蓝牙技术的智能停车场管理系统设计

蓝丽金

(福州大学至诚学院，福建 福州，350002)

通过对停车场现状的分析，文章采用一种基于安卓手机APP平台与无线蓝牙通讯相结合的新颖停车管理系统方案，该系统采用STMF103ZET6为主控芯片，该方案包括主控模块、安卓手机APP平台、蓝牙通讯模块、人机交互触屏模块、语音模块、存储模块、时钟模块等，实现无人值守、无障碍出入停车场的方便快捷的崭新停车服务系统。

手机APP；无线蓝牙通讯；STM32

随着汽车工业的发展，汽车数量的增加，泊车难成为了一个新的问题，停车场作为城市的基础交通设施，规划管理车辆的停放，一定程度上减轻了城市的交通压力。然而，停车场的管理混乱以及复杂的管理方式非但没有改善城市的交通压力，还给人们的出行带来了极大的不便。为确保停车场的合理利用资源，也能方便人们的出行，一套自动化程度高、方便快捷的停车场智能管理系统就成了迫切的需要。文献[1]研究一种非接触式IC卡收费系统，文献[2]研究智能停车场的收费管理系统，文献[3][4]分别研究wifi和Zigbee技术在停车场管理的应用。而将蓝牙进行无线控制与当下热门的安卓手机APP软件相结合，以手机为作为电子支付的载体，适应时代的发展潮流，是解决停车场出入麻烦以及收费混乱的一种新方案。

1 系统总架构

本系统实现安卓手机APP的开发以及蓝牙通讯在单片机中的应用，通过LCD触摸屏和语音播报模块实现便捷的人机交互，利用keil和易安卓软件进行联调开发，停车场系统的硬件电路设计使停车场主控制器能与手机APP通过蓝牙进行通讯，系统总架构如图1所示。

在本设计中，手机端能够实现用户登录，通过手机能够对主控制器的舵机进行控制，而主控制器可以接收手机发送的数据，并处理数据控制停车场出入口，达到一个无障碍进入停车场和无人计费的目的。用户也可以通过主系统的显示屏和语音模块获取时间和账户信息，达到一个人机交互的目的，方便用户获取必要的信息。

本系统设计的停车场管理主控制系统需要实现的主要功能有：收费管理、语音播报、数据显示、闸门控制等，系统的框图如图2所示。

图1 系统总架构

图2 主控模块系统框图

其中，收费管理实现有两个功能为：用户的信息(比如余额)的存储和无人计费服务。无人计费服务的实现选用了HC-05蓝牙模块来接收来自手机蓝牙所发送的数据，用户仅需在车上通过手机就可以实现停车场的控制操作，达到了无人计费的效果。

语音播报，通过MP3语音模块来实现，该模块通过UART发送命令，可实现组合播报，播报用户的余额等功能可通过该模块实现。

数据显示系统的时间以及用户的余额等数据，本设计的显示通过TFTLCD触摸屏来实现。表1所示为各功能模块设计要求及参数。

2 系统主要模块设计与实现

2.1 手机安卓APP设计

本设计中手机安卓APP主要实现的两大功能：一是登录界面，二是控制界面。登录界面，要求当用户输入用户名和密码时，按下登录按钮，程序会检索数据库，验证用户名和密码是否存在。成功登录之后，切换到控制界面。如果登录失败，则弹出提示，然后重新登录，登陆界面如图3(a)所示。控制界面，要求有两个控制按钮：打开入口，打开出口。控制界面如图3(b)所示。进入控制界面之后，打开蓝牙，搜索停车场系统的蓝牙模块并连接。

表1 各模块设计要求

安卓手机APP软件通过三部分来实现，分别是登陆界面、界面切换以及控制界面。图4为登陆界面的实现程序流程图。

本程序是通过检索本地的sqlite数据库来实现，在登陆界面的初始化中，会先对数据库进行判断，若不存在，则建立数据库并初始化数据库；反之，则打开数据库。

2.2 蓝牙通讯模块实现

蓝牙技术是一门新兴的先进的近距离通信技术，它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立了一个特别的连接，可以方便的建立网络联系，进行数据通信或直接通过移动终端访问互联网[5]。本设计采用HC-05蓝牙串口通讯模块，它提供了UART传输层接口，初始化的时候只要将模式设置为无线透传模式，就可实现将蓝牙模块接收到的原始数据通过UART直接输出[6]。

图3 安卓手机APP界面

图4 登陆界面的程序流程图

STM32系列微处理器内部也提供了USART，USART是在UART的基础上追加同步方式的序列信号变换电路的产品，USART使用分数波特率发生器提供宽范围的波特率选择，支持同步单向通信和半双工单线通信。所以，蓝牙模块与STM32的连接仅需两根线(TXD和RXD)，也无需外接电路实现电平转换。STM32与蓝牙模块连接图如图5所示。STM32对USART进行初始化配置，就可以实现与蓝牙模块进行数据通讯。

图5 蓝牙模块与STM32通讯

2.3 语音播报模块实现

MP3-FLASH-16P是一个提供串行接口的语音模块，模块集成了FLASH存储芯片和语音解码芯片，我们可以将语音数据存储在模块的FLASH存储器中，然后通过外部的控制对语音数据解码并播放。另外该模块可直接外接喇叭，无需额外的解码芯片，就可以对语音进行播放，同时模块最大可支持十段语音的指定触发播放，但是需要占用GPIO口，造成了大量的开销，所以我们仅用串口对模块进行控制就能满足需求。

该模块最大支持16M字节的SPIFLASH，有多种控制模式，这里我们选择串口模式。可通过STM32内置的UART与模块的串口连接，直接控制模块，模块默认的波特率为9600，控制命令按照数据报文的格式发送，数据报文的程序实现如下：

void MP3_CMD(u8 CMD,u8 feedback,u16dat)

{

MP3_com[0]= 0xff;//保留字节

MP3_com[1]= 0x06;//长度

MP3_com[2]= CMD;//控制指令

MP3_com[3]= feedback; //是否需要反馈

MP3_com[4]=(u8)(dat>>8);//datah

MP3_com[5]=(u8)(dat);//datal

DoSum(&MP3_com[0],6);//校验

SendCmd(8);//发送此帧数据

}

该模块提供了多种控制命令，如音量、组合播放等，可以通过调用上述函数将命令发送给各模块。

3 软件分析

主程序的主要对外设进行初始化，读取历史数据，显示时间和剩余车位数量，本设计的主系统的程序流程图如图6所示。

图6 主程序流程图

4 结语

本设计研究以无线蓝牙传输方式作为出入停车场的车辆信息传递的媒介，与服务器后台之间进行信息传递，用液晶屏与车辆用户进行视觉信息交互，通过语音播报给用户传递听觉信息，实现了停车场的智能化管理服务。用户通过主系统的显示屏和语音模块获取时间和账户信息，达到了一个方便快捷的人机交互目的，方便用户获取必要的信息。通过手机端能够实现用户登录，并对闸门进行控制，同时，实现主控制器接收手机发送的数据，并处理数据控制停车场出入口，达到一个无障碍进入停车场和无人计费的目的。

[1]孙克辉，米洪全，盛元利，等．一种非接触式IC 卡自动收费管理系统[J]．电子元件与材料，2004，(3)：39-42．

[2]薄璐，薄玮．智能停车场收费管理系统的分析与设计[J]．微型电脑应用，2014，5(30)：35-47．

[3]王光雷．基于wifi的停车场智能寻车系统设计[D]．济南：山东大学，2014．

[4]闫保中．基于ZigBee的智能停车场管理系统的设计与实现[D]．哈尔滨：哈尔滨工程大学，2012．

[5]李磊，王安义，张瑞先．基于移动终端的蓝牙技术方案的实现[J]．通信技术，2007，12(40)：35-47．

[6]张超，顾晓峰，郝卫娟．基于蓝牙模块的嵌入式系统设计[J]．电子与封装，2009，9(12)：20-22．

The design of parking management system based on phone APP and bluetooth technology

LAN Lijin

(Zhicheng College of Fuzhou University ,Fuzhou 350002 ,China)

Through analyzing the current situation of the parking management,this article uses a new scheme of parking management system based on android mobile APP combined with wireless bluetooth communication.The system uses STMF103ZET6 as main control chip,which includes master control module,the android mobile APP,bluetooth communication module,man-machine interactive touch screen module,voice module,memory module,clock module,and so on.It is a new service system that realizes the unattended and barrier-free access to parking.

android mobile APP; bluetooth communication;STM32

1672-7010(2016)03-0052-04

2016-06-06

福建省中青年教师教育科研项目(JB14226)

蓝丽金(1987-)，女，福建龙岩人，讲师，硕士，从事电气自动化方向和电力电子变流技术研究;E-mail:295425402@qq.com

TN91;U491.8

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