_ 遥控车位锁的设计与模拟实现

2011 年第 09 期，第 44 卷 通 信 技 术 Vol.44，No.09,2011 总第 237 期 Communications Technology No.237,Totally

遥控车位锁的设计与模拟实现

刘晶宇 （北京交通大学，北京 100081）

【摘 要】为解决车辆乱停、占位这一问题，车位锁应运而生。车位主可以在不使用车位的时候将车位锁升起，以防止 其他车辆的进入，同时，也可以在车辆停泊之后升起车位锁，从一定程度上起到防盗的作用。这种遥控车位锁是以 AT89C51 为核心处理芯片，配合编码芯片 PT2262 和解码芯片 PT2272，实现了车位锁的遥控控制功能。为保证控制箱中电机的正常工作，该车位锁还设计了过流保护功能，当输入电机的电流超过一定的阈值，车位锁将采取相应的措施，以延长车位锁的使用时间。 【关键词】车位锁；单片机；编码/解码 【中图分类号】TP391.44 【文献标识码】B 【文章编号】1002-0802(2011)09-0083-04

Design and Simulation of Telecontrol Parking Spot Lock

LIU Jing-yu （Beijing Jiaotong University， Beijing 100081, China）

【Abstract】In order to solve the problem of arbitrarily parking and occupying, the invention of parking spot lock is required. Parking lord can raise the parking spot lock in case that some other cars take the spot when he is away. Meanwhile, the parking spot lock has the theft-proof function. The core processing chip for this telecontrol parking spot lock is AT89C51, and cooperated with encoding chip PT2262 and decoder chip PT2272, implements the telecontrol function. Also the over-current protection function is designed, thus to ensure normal operation of the motor in control box. Over-current protection could prolong the life time of parking spot lock, for the parking spot lock could take appropriate measures when the input current of electrical machine is above a certain threshold. 【Key words】parking spot lock; SCM; encoding/decoding

0 引言 随着中国人民物质生活水平的不断提高，越来越多的普通民众拥有汽车，停车这一社会问题亟待解决。传统的车位锁大多是靠人工操作实现翻转臂的起落，这样就带来很多弊端，为了方便车位锁的操作，便于统一管理，有效地保护车位锁的正常工作，有必要研究一种新型的，具备遥控操作以及自动化功能的车位锁。 电子遥控车位锁在 5 个方面表现出了它的优势。①在车位锁中加入遥控功能；②遥控车位锁可以接受物 业管理部门的特殊遥控指令，实现某一区域内的所有车位锁的启用、禁用、起降等操作；③具有自动上锁功能；④有过

收稿日期：2011-07-27。 作者简介：刘晶宇（1989-），男，本科生，主要研究方向为通信工程。 流保护措施，有效延长使用寿命；⑤电子遥控车位锁的设计是采用单片机与红外遥控相结合的技术，具有隐蔽性好，保密性强、可靠度高等特点。 课题的研究主要分为 2 个部分：①硬件电路的设计与实现；②软件系统的设计。其中硬件电路的设计与实现包括系统的总体组成设计，系统硬件的选型、功能构成以及无线发射与接收模块和车位锁控制模块的设计与实现，报警电路的设计，AT89C51 单片机及其引脚说明等内容。软件系统的设计包括解锁程序设计和报警程序设计两部分内容[1]。

1 电子车位锁的主要硬件设计 1.1 车位锁介绍 车位锁的机械控制设备是整个遥控车位锁系统的用户 83 层，是车位锁的节点部分。它是由机械部分、驱动电机、控 与此同时，系统将检测电流电压情况，一旦出现异常，则触 制电路、电源等几部分组成。其中车位控制器的核心部分是 发蜂鸣器，实现报警。 控制电路，它的主要作用是对机械部分，特别是驱动电机的 1.3 无线发射与接收 控制。系统的供电部分可采用蓄电池。 无线发射模块采用的是四键遥控器，其有效距离达到 车位锁的机械部分主要是由转动轴、齿轮、变速箱和 了 150 m。发射功率为 10 mW，工作电流为 8 mA。选用电 机械位置开关等部件组成的。电机的左侧是变速箱，带动 池是 12 V 的小电池供电。遥控器有 4 个按键和 1 个指示灯， 车位臂的升降。机械位置开关固定在车位锁的转轴上，车 在发射机的内部采用了声表谐振器来对频率进行调稳操 位锁的升降将闭合或者断开相应的位置开关。如果位置开 作。出于对遥控器体积上的考虑，选用的电池是 12 V 的小 关发生了通断操作，则会通过电机驱动接口为微控制器提 电池供电。 供车位锁的上升停止或下降停止的控制信号，微控制器根 无线接收模块采用的是超再生接收板，并采用的是 据收到的控制信号执行相应的处理程序，并且发出实际的 SMD 贴片工艺，其内部包含了解码电路及放大整形电路， 电机停止转动命令。车位锁结构中一个极为重要的组成部 所以在使用时相当方便。在设计中，主要有 3 点：①在天 分是驱动电机，它的作用是带动机械部分实现车位器的升 线输入端设置有选频电路，而不是依赖于 1/4 波长天线的选 降，从而控制车位锁开闭状态。本课题研究的车位锁主要 频作用；②为了有效地防止外界的干扰信号，在电路模块 是用于小区或者地下停车场，因此可以使用电池供电，并 背面加上了接地铜箔，主要是利用其屏蔽作用，再加上接

用直流电动机作为驱动电机[2]。 收电路本身的辐射就比较小，取得了较好的效果；③在接

1.2 系统总体结构图 收电路中采用了带有骨架的高精度铜芯电感，在组装时用

电子遥控车位锁主要实现的功能是车主通过遥控器可 可调电感将频率调整为 315 MHz，然后封固，这样就保证 以在一定的距离范围内对车位锁进行遥控，令其产生上锁 了接收频率的稳定。 和解锁的动作。相应的主要由发射模块、接收模块和控制 无线发射与接收功能模块通过对 PT2262/PT2272 芯片 模块 3 部分构成。发射模块的主要作用是将标识车主信息 的地址码设置实现功能，在通常使用中，一般采用 8 位地 的独特码，经过调制放大等流程，通过红外线发射器发送 址码和 4 位数据码，这时编码电路 PT2262 和解码 PT2272 出去，发射模块的硬件是由按键、信号产生电路、调制电 的第 1～8 脚为地址设定脚，有 3 种状态可供选择：悬空、 路、驱动电路及红外发射器组成的；接收模块的作用是将 接正电源、接地，3 的 8 次方为 6561，所以地址编码不重 接收到的红外信号转换成电信号，并送入单片机进行操作 复度为 6561 组，只有发射端 PT2262 和接收端 PT2272 的地 控制，接收模块由红外接收器、放大电路、解调整形电路 址编码完全相同，才能配对使用，遥控模块的生产厂家为 等组成；控制电路的主要作用是针对传入单片机的电信号 了便于生产管理，出厂时遥控模块的 PT2262 和 PT2272 的 进行解释，匹配独特码，也就是用户信息，如果匹配成功， 八位地址编码端全部悬空。PT2262 和 PT2272 除地址编码 则按照指令的要求，控制驱动电机对车位锁进行上锁或者 必须完全一致外，振荡电阻还必须匹配，否则接收距离会 解锁的操作，控制电路主要由单片机、继电接触器、报警 变近甚至无法接收。

电路等组成[3]。 1.4 车位锁的控制

图 1 所示为电子遥控车位锁的系统总体框图，其中，按 车位锁控制模块主要由主控单元 AT89C51、报警电路、

键部分为车主手持车位锁遥控器上的按键，而集成芯片为编 继电器驱动部分组成。主控部分采用的是单片机 AT89C51。 码芯片，按下按键后可以控制集成芯片产生一组标识用户信 其电路框图如图 2 所示。 息的编码，在硬件中表现为电信号，该信号通过调制放大电 路后，由红外发射模块以广播的方式发射出去。

图 1 系统总体框

在有效的距离范围以内，红外接收模块接收到信号后， 经过滤波解调，由解码芯片将编码还原后产生电信号送入单 片机，在单片机中比对接收到的编码信息是否与预先存储的 图 2 系统电路框 用户信息相一致，如果不一致不作任何处理，如果一致，则

将控制继电接触器和电动机协调工作，实现车位锁的功能。 当无线遥控器发出信号后，由接收模块解码转换后传

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