一种车位锁管理系统设计和实现

引言

以前车位锁大多为机械手动式，汽车进出停车位时需要下车把车位锁的撑杆撑起或放下，然后再上锁，使用非常不便，如果是露天车位又碰到下雨天，那就更麻烦了。手动车位锁都没有防撞功能，如果不小心撞到车位锁，车子很容易受伤，车位锁也很容易损坏。

无线通信由于其便利性、扩展方便、适用性强等特点，得到了巨大的发展。目前，主流的短距离的无线通信网络有Bluetooth、Zigbee和WirelessUSB。WirelessUSB是一种低延迟、干扰免疫、低成本和低功耗的短距离无线网络，面向的是简单的点对点和多点对点应用(如鼠标、键盘等)，适合无线电脑外设和无线传感器网络应用。WirelessUSB的协议是轻量级的，可以在只带256字节RAM和8k字节ROM的8位微控制器中实现。

本文介绍的车位锁管理系统，采用无线遥控的人性化设计方式进行车位锁的升起和降落，改变了传统的手动模式，让驾驶员在汽车里按动手中的遥控器就能方便地操作车位锁的开与关，不必下车亲手开关车位锁，同时可将车位锁的工作信息通过无线网络传输到上位机管理系统，便于统一管理。同时实时监测车位锁电池的电量，当电量不足以维持正常工作时报警，提醒管理人员及时更换电池。

系统硬件设计

整个系统结构如图1所示，由一个主机桥接器和多个智能车位锁节点组成，采用单主多从的分离式结构，通过增加或减少车位锁终端的数量来决定网络拓扑，具有很大的可扩展性和伸缩性。

智能车位锁节点

智能车位锁节点采用MCU+RF的构架，包括PSoC控制器、通信模块、电机控制模块、无线收发模块和电源管理模块。

PSoC控制器

PSoC系列单片机是在一个专有的MCU（Microprogrammed Control Unit）内核周围集成了可配置的模拟和数字外围器件阵列PSoC块，利用芯片内部的可编程互联阵列，有效地配置芯片上的模拟和数字块资源，达到可编程片上系统的目的。PSoC 是一种对于标准的全数字式微控制器设计、纯粹的模拟设计以及介乎此二者之间的所有设计而言具有同等的高适用性的器件，是一种具有极端灵活且完全可编程的混合信号SOC 的基本原理的全新一代器件。

赛普拉斯的PSoC（TM）混合信号阵列是可编程的片上系统（SOC），其集成了微控制器以及嵌入式系统中通常围绕微控制器周围的模拟及数字组件。采用一个微控制器，一个PSoC器件最多可集成100种外设功能，从而帮助客户节约设计时间和板上面积，降低了功耗，系统成本也可降低5美分到10美元不等。方便易用的开发工具使设计人员能够准确选择所需的外设功能，包括放大器、ADC、DAC、滤波器及比较器等模拟功能以及定时器、计数器、PWM、SPI和UART等数字功能。PSoC系列的模拟功能包括轨至轨输入、可编程增益放大器以及最大14位的ADC,其噪声极低，输入损耗及电压偏移也非常低。PSoC设备包括最大32 KB的闪存、2 KB的SRAM、带有32位累加器的8x8乘法器、电源和睡眠监控电路，以及硬件I2C通信等。

无线通信模块

无线通信模块采用Cypress公司的射频芯片CYRF6936，属于WirelessUSB LP系列，是Cypress的第二代射频片上系统(SoC)，增加了一系列增强的特性，包括更广的操作电压范围(1.8~3.6V)，更小的工作电流，更高的数据率(最大速率为1Mbit/s)，更短的晶振起振时间、同步稳定时间和链路切换时间。

无线收发模块

无线收发模块分为无线遥控器和接收模块两部分，用于实现用户层车位锁节点的开闭控制，即通过无线遥控器上的控制按钮，向车位锁的接收器发送控制信号，接收器进行信号解码后传递给控制器处理，实现车位锁的自动开闭控制。