一种远程智能车位锁论文和设计-袁霞

全文摘要

本实用新型公开了一种远程智能车位锁，涉及智能车位锁技术领域，包括安装在车位上的底座和通过电机驱动模块与底座连接的锁体，底座内设置有中央处理模块、图像处理模块、通信模块、存储模块及电源模块，底座上设置有地磁传感器,锁体上设置有图像采集模块、LED灯、光敏传感器及距离传感器，图像采集模块及存储模块分别与图像处理模块连接，通信模块、图像处理模块、LED灯、距离传感器、地磁传感器、光敏传感器及电机驱动模块分别与中央处理模块连接，电源模块用于为车位锁供电；通过本实用新型实现了对车位锁的远程控制及通过图像处理自动开锁，结构合理，功耗低。

主设计要求

1.一种远程智能车位锁，包括安装在车位上的底座和通过电机驱动模块与所述底座连接的锁体，其特征在于，所述底座内设置有中央处理模块、图像处理模块、通信模块、存储模块及电源模块，底座上设置有地磁传感器,所述锁体上设置有图像采集模块、LED灯、光敏传感器及距离传感器，所述图像采集模块及存储模块分别与所述图像处理模块连接，所述通信模块、图像处理模块、LED灯、距离传感器、地磁传感器、光敏传感器及电机驱动模块分别与所述中央处理模块连接，所述电源模块用于为所述车位锁供电。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种远程智能车位锁,其特征在于，所述电机驱动模块包括多路电机驱动电路及步进电机，每一路所述电机驱动电路分别与所述步进电机的每一相绕组对应，各路电机驱动电路分别用于驱动其对应的一相绕组。

3.根据权利要求2所述的一种远程智能车位锁,其特征在于，所述电机驱动电路包括反相器、第一～第六电阻、第一～第二三极管、第一电容、第一二极管及光电耦合器，所述反相器的输入端与所述中央处理模块的控制输出端连接，反相器的输出端与所述第一三极管的基极连接，所述第一电阻的第一端与第一三极管的基极连接，其第二端与所述第二电阻的第一端连接并接电源正极，第二电阻的第二端与第一三极管的集电极连接，第一三极管的发射极与所述光电耦合器的阳极连接，光电耦合器的阴极接地，所述第三电阻的第二端与光电耦合器的集电极连接，第三电阻的第一端与所述步进电机绕组的第一端连接，步进电机绕组的第二端与所述第四电阻的第一端连接，第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端连接，第五电阻的第二端与所述第二三极管的集电极连接，第二三极管的基极与光电耦合器的发射极连接，第二三极管的发射极接地，所述第一电容的正极及负极分别与第五电阻的第一端和第二端连接，所述第六电阻的第一端与所述第一二极管的正极连接，第一二极管的负极与步进电机绕组第一端连接并接电源正极，第六电阻的第二端与第五电阻的第二端连接。

4.根据权利要求1所述的一种远程智能车位锁,其特征在于，所述中央处理模块为MCU。

5.根据权利要求1所述的一种远程智能车位锁,其特征在于，所述图像处理模块为DSP处理器。

6.根据权利要求1所述的一种远程智能车位锁,其特征在于，所述车位锁还包括定位模块，所述定位模块与所述中央处理模块连接，定位模块可以为GPS定位模块或北斗定位模块。

7.根据权利要求1所述的一种远程智能车位锁,其特征在于，所述通信模块为NB-IoT模块。

8.根据权利要求2所述的一种远程智能车位锁，其特征在于，所述电源模块包括太阳能充电板、太阳能控制器及蓄电池，所述太阳能充电板及所述蓄电池分别与所述太阳能控制器连接，太阳能控制器分别与中央处理模块及步进电机连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及智能车位锁技术领域，尤其是涉及一种远程智能车位锁。

背景技术

当今社会随着汽车数量越来越多，停车难、乱停车的现象凸显，车位用户经常利用车位锁来保留私人车位。传统的车位锁就是一个带锁的金属支架，车位使用者通过钥匙将车位锁打开或锁上，这种车位锁尽管成本低，但是操作极其不便，不管是停车前或者车辆驶离车位后都需要下车操作，在雨天或者车流量大的地方尤其不便。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种远程智能车位锁。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

具体的，一种远程智能车位锁，包括安装在车位上的底座和通过电机驱动模块与所述底座连接的锁体，所述底座内设置有中央处理模块、图像处理模块、通信模块、存储模块及电源模块，底座上设置有地磁传感器,所述锁体上设置有图像采集模块、LED灯、光敏传感器及距离传感器，所述图像采集模块及存储模块分别与所述图像处理模块连接，所述通信模块、图像处理模块、LED灯、距离传感器、地磁传感器、光敏传感器及电机驱动模块分别与所述中央处理模块连接，所述电源模块用于为所述车位锁供电。

进一步的，所述电机驱动模块包括多路电机驱动电路及步进电机，每一路所述电机驱动电路分别与所述步进电机的每一相绕组对应，各路电机驱动电路分别用于驱动其对应的一相绕组。

进一步的，所述电机驱动电路包括反相器、第一～第六电阻、第一～第二三极管、第一电容、第一二极管及光电耦合器，所述反相器的输入端与所述中央处理模块的控制输出端连接，反相器的输出端与所述第一三极管的基极连接，所述第一电阻的第一端与第一三极管的基极连接，其第二端与所述第二电阻的第一端连接并接电源正极，第二电阻的第二端与第一三极管的集电极连接，第一三极管的发射极与所述光电耦合器的阳极连接，光电耦合器的阴极接地，所述第三电阻的第二端与光电耦合器的集电极连接，第三电阻的第一端与所述步进电机绕组的第一端连接，步进电机绕组的第二端与所述第四电阻的第一端连接，第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端连接，第五电阻的第二端与所述第二三极管的集电极连接，第二三极管的基极与光电耦合器的发射极连接，第二三极管的发射极接地，所述第一电容的正极及负极分别与第五电阻的第一端和第二端连接，所述第六电阻的第一端与所述第一二极管的正极连接，第一二极管的负极与步进电机绕组第一端连接并接电源正极，第六电阻的第二端与第五电阻的第二端连接。

进一步的，所述中央处理模块为MCU。

进一步的，所述图像处理模块为DSP处理器。

进一步的，所述车位锁还包括定位模块，所示定位模块与所述中央处理模块连接，定位模块可以为GPS定位模块或北斗定位模块。

进一步的，所述通信模块为NB-IoT模块。

进一步的，所述电源模块包括太阳能充电板、太阳能控制器及蓄电池，所述太阳能充电板及所述蓄电池分别与所述太阳能控制器连接，太阳能控制器分别与中央处理模块及步进电机连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

通过无线网络实现对车位锁的远程控制，中央处理模块平时休眠，有效降低了车位锁的功耗；通过图像处理识别是否为合法车辆，实现无需控制智能开锁；通过传感器判断锁体升起时距离车辆的距离，当距离超过预设阈值时，中央处理模块控制锁体降下，避免锁体受损。

附图说明

图1为本实用新型的一种远程智能车位锁结构示意图；

图2为本实用新型优选实施例的车位锁俯视图；

图3为本实用新型优选实施例的车位锁左视图；

图4为本实用新型优选实施例的电机驱动电路结构示意图。

附图标记说明：1-底座，101-地磁传感器，201-挡杆，202-转动轴，203-步进电机，204-连接杆，205-LED灯，206-图像采集模块，207-光敏传感器，208-距离传感器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1、图2及图3所示，一种远程智能车位锁，包括安装在车位上的底座1和通过电机驱动模块与底座1连接的锁体，底座内设置有中央处理模块、图像处理模块、通信模块、存储模块及电源模块，底座上设置有地磁传感器101,锁体上设置有图像采集模块206、LED灯205、光敏传感器207及距离传感器208，图像采集模块及存储模块分别与图像处理模块连接，通信模块、图像处理模块、LED灯205、距离传感器208、地磁传感器101、光敏传感器207及电机驱动模块分别与中央处理模块连接，电源模块用于为车位锁供电，其中，中央处理模块为MCU，具体为AT89C52单片机，图像采集模块为OV7620传感器，图像处理模块为DSP处理器，具体为TMS320C62x，通信模块为NB-IoT模块，存储模块为DDR2存储器。

车位锁还包括定位模块，定位模块可以为GPS定位模块或北斗定位模块，本实施例中定位模块为GPS定位模块。

进一步的，锁体包括挡杆201、转动轴202及两个连接杆204，挡杆201与转动轴202通过两个连接杆204固定连接，转动轴202通过连接件与步进电机203连接，步进电机203用于控制转动轴202转动，LED灯205、图像采集模块206、光敏传感器207及距离传感器208设置在挡杆201上，挡杆201的长度略小于车位宽，使得当挡杆201与车位宽平行时，挡杆201具有更好的阻挡非法占用车位的作用，转动轴202及步进电机203设置底座1上，地磁传感器101设置在底座1表面，用于判断车位状态，车辆进入停车位的过程中，地磁传感器测量的磁场向量从一个稳定的磁场向量V1改变为另一个稳定的磁场向量V2，磁场向量的大小和方向同时发生了变化，变化量为ΔV，中央处理模块根据磁场向量变化量ΔV判断车位是否被车辆占用；车辆驶出停车位时，磁传感器测量的磁场向量从一个稳定磁场向量V3改变为另一个稳定的磁场向量V4，磁场向量的大小和方向同时发生了变化，变化量为-ΔV，中央处理模块根据磁场向量变化量-ΔV判断车辆是否驶出停车位。

用户可通过移动终端，通过NB-IoT网络与中央处理模块通信连接，实现对中央处理模块的远程控制及获取中央处理模块发送的信息，从而实现对车位锁的远程控制及获取车位的当前状态。

当MCU未接收到远程控制指令而地磁传感器测量的磁场向量变化达到预设阈值时，MCU唤醒并向DSP处理器发送控制信息，DSP处理器控制OV7620传感器进行车辆图像采集，MCU获取光敏传感器207发送的当前光强度值，并在当前光强度值低于预设阈值时，控制LED灯点亮，使得OV7620传感器能有效采集到车辆图像信息，DSP处理器将OV7620传感器获取的车辆图像信息与预先存储的车辆图像进行特征对比并判断是否为合法车辆，若为合法车辆，则DSP处理器向MCU发送合法信息，MCU通过电机驱动电路控制步进电机动作，使得挡杆201放下，若为非法车辆，则DSP处理器向MCU发送车辆非法信息，MCU通过NB-IoT网络将告警信息发送至用户移动终端；同时，距离传感器208实时监测非法车辆与挡杆201的距离并将监测距离值发送至MCU，当监测距离值小于预设阈值时，MCU通过电机驱动电路控制步进电机动作，使得挡杆201放下，避免挡杆201与非法车辆硬接触造成挡杆201损坏。

进一步的，电机驱动模块包括多路电机驱动电路及步进电机，每一路电机驱动电路分别与步进电机的每一相绕组对应，各路电机驱动电路分别用于驱动其对应的一相绕组，以本实施例采用三相步进电机为例，则共有三路电机驱动电路，三路电机驱动电路分别对应三相步进电机的一相，每一路电机驱动电路的输入端与AT89C52单片机的一个控制输出端连接，三路电机驱动电路分别用于驱动其对应的三相步进电机对应的一相绕组。

如图4所示，电机驱动电路包括反相器I n、第一～第六电阻R1～R6、第一～第二三极管TR1～TR2、第一电容C、第一二极管D及光电耦合器P，其中，反相器I n为74LS14,光电耦合器P为TPL521-1，第一三极管TR1为9014，第二三极管TR2为TI P122，反相器I n的输入端与AT89C52单片机的一个控制输出端连接，反相器I n的输出端与第一三极管TR1的基极连接，第一电阻R1的第一端与第一三极管TR1的基极连接，其第二端与第二电阻R2的第一端连接并接+5V，第二电阻R2的第二端与第一三极管TR1的集电极连接，第一三极管TR1的发射极与光电耦合器P的阳极连接，光电耦合器P的阴极接地，第三电阻R3的第二端与光电耦合器P的集电极连接，第三电阻R3的第一端与步进电机绕组的第一端连接，步进电机绕组L的第二端与第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第二端与第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端与第二三极管TR2的集电极连接，第二三极管TR2的基极与光电耦合器P的发射极连接，第二三极管TR2的发射极接地，第一电容C的正极及负极分别与第五电阻R5的第一端和第二端连接，第六电阻R6的第一端与第一二极管D的正极连接，第一二极管D的负极与步进电机绕组L第一端连接并接+24V，第六电阻R6的第二端与第五电阻R5的第二端连接。

其中第五电阻R5起限流作用，第五电阻R5通过并联第一电容改善注入步进电机绕组的电流脉冲前沿，有效提高了步进电机的高频性能，第一二极管D为续流二极管，用于使步进电机绕组产生的反电动势通过续流二极管D而衰减掉，从而保护第二三极管TR2不受损坏。

AT89C52将控制脉冲从控制端口输出，经反相器I n反相后进入第一三极管TR1，经第一三极管TR1放大后控制光点耦合器P的光电开关，经光电隔离后，由第二三极管TI P122将脉冲信号进行电压和电流放大，驱动步进电机的对应相绕组，通过对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，使步进电机随着不同的脉冲信号分别作正转、反转、加速、减速和停止等动作。

进一步的，电源模块包括太阳能充电板、太阳能控制器及蓄电池，太阳能充电板及蓄电池分别与太阳能控制器连接，太阳能控制器分别与中央处理模块及步进电机连接，太阳能控制器通过变压器分别为步进电机提供24V电压，为AT89C52提供5V电压；本实施例中，可设置在检测到当前的光强度值达到50LUX以上时，太阳能控制器控制太阳能充电板直接为负载供电；检测到光强度值在20LUX以下时，控制蓄电池为负载供电，在检测到光强度值在20LUX-50LUX时，控制蓄电池为负载供电，同时控制太阳能充电板为蓄电池充电。

设计图

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