超声波车位信息采集器及超声波车位信息采集方法技术

本发明专利技术公开了一种超声波车位信息采集器，包括有单片机及与之相连的超声波信号发射和接收电路；所述接收电路包括顺序相连的超声波接收器件、电压跟随、信号放大及双路比较整形电路；每路比较整形电路的信号输出端分别与单片机的一个中断口相连。配合以相应的超声波车位信息采集方法，只使用一套超声波发射/接收器件即可针对存在超声波测量干扰因素或超声波量程不同的车位设计由软件根据现场实际需要实现进行量程自主选择或自动切换或智能设定以完成车位信息采集任务，尤其适宜于车位高度不统一或各车位超声波测量环境不一致的停车场；辅以特定的通信地址设定方法时，还可准确、方便、快捷、高效地实现各车位信息采集器通信地址的自动设定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及停车场空余车位信息的自动化采集，更具体地说是涉及一种。
技术介绍
随着城市居民汽车保有量的迅猛增加，在拥挤的市区里汽车与停车位之间的矛盾越来越突出。如果能实时掌握空置停车位的数量及位置信息，可以帮助停车场管理人员更充分、高效地利用有限的车位资源。现在技术文献公开的车位信息采集器，大多采用有超声波发射/接收套件，是利用在车位有车和无车状态下超声波发射后遇到障碍物反射回来的时间不同的原理，作出车位上有车/无车的判断。利用超声波采集车位信息，检测原理和技术方案简单，采集到的信 息实时性强。不过，本专利技术人发现现有技术文献公开的超声波车位信息采集器大多采用一对超声波发射/接收器进行测量，其测量量程固定单一、切换量程需要手动更改档位；也有使用两对超声波发射/接收器、并为每一对探头各配置一套参数以实现多量程测量的技术方案，但由于采用两对超声波发射/接收器导致需要使用两路信号处理电路，元件数量较多、成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的，即在于提供一种结构简单、只使用一套超声波发射/接收器件即可适用于不同量程间切换测量的。(—)本专利技术超声波车位信息米集器的技术方案本超声波车位信息采集器主要包括有单片机、与所述单片机相连的超声波信号发射电路和超声波信号接收电路；所述超声波信号发射电路中包括采用有超声波发射器件；所述超声波信号接收电路包括有顺序相连的超声波接收器件、信号放大电路、比较整形电路；所述比较整形电路的信号输出端与单片机的相应中断口相连；所述超声波发射器件和接收器件，设在停车场目标车位的上方；所述比较整形电路采用的是两路比较整形电路每路比较整形电路中均包括有一比较器；两个比较器的同相输入端均与所述信号放大电路的信号输出端相连，两个比较器的反相输入端各自通过连接上、下偏置电阻设置有不同的反相输入端比较电平，两个比较器的输出端分别连接至所述单片机的中断口 I和中断口 II ;其中，所述中断口 I的优先级高于中断口 II，同时，所述各比较器反相输入端上、下偏置电阻的参数选择，应使得与所述中断口 I相连的那一路比较整形电路的比较器反相输入端比较电平高于与中断口 II相连的那一路比较整形电路的比较器反相输入端比较电平；本车位信息采集器，采用所述单片机的CAN通信接口或相应I/O 口作为采集到的车位信息数据的输出端。其中，所述超声波信号发射电路可采用现有技术实现，在此不再赘述。(二)本专利技术超声波车位信息采集方法的技术方案本专利技术超声波车位信息采集方法具体适用于如下超声波车位信息采集系统并包括采用如下车位信息采集步骤(I)所述超声波车位信息采集系统，包括有设置在停车场各车位的超声波车位信息采集器；所述超声波车位信息采集器采用上述(一)中的超声波车位信息采集器技术方案；各所述超声波车位信息采集器通过其CAN通信接口经由CAN局域网与上位机相连；(2)所述车位信息采集步骤包括有步骤I、到了系统设定的车位信息采集时间或收到上位机发来的车位信息采集指令后，所述超声波车位信息采集器中的单片机屏蔽所述中断口 I，同时启动定时器I和定时器II;所述定时器I用于控制所述超声波信号发射电路发射指定时长的超声波信号，所述定时器II用于计时； 步骤2、反射回来的超声波信号经放大及比较整形后，通过所述中断口 II触发单片机进入中断程序；所述定时器II中止计时，转至步骤5 ；步骤3、如果所述定时器II到了某一设定时间时，所述中断口 II仍未触发单片机进入中断程序，则屏蔽所述中断口 II，打开所述中断口 I，并再次启动定时器I，同时，定时器II清零并重新启动；步骤4、反射回来的超声波信号经放大及比较整形后，通过所述中断口 I触发单片机进入中断程序，同时，所述定时器II中止计时；步骤5、单片机CPU根据定时器II中记录的时间，计算出反射面与超声波发射器件之间的距离；步骤6、单片机CPU将计算结果与系统预设值进行比较，作出车位状态判断，并通过单片机的CAN通信接口向上位机报送该判断结果；返回。采用如上超声波车位信息采集方案，通过对两个比较器的反相输入端设置不同的比较电平，并利用单片机不同中断口的优先级，可实现对不同超声波量程的车位信息进行自动选择采集反相输入端比较电平较高且中断口优先级较低(即中断口 II)的那一路比较整形电路，适用于测量距离较近的反射面；反相输入端比较电平较低且中断口优先级较高(即中断口 I)的那一路比较整形电路，适用于测量距离较远的反射面。通过配合软件进行相应设置，可随时调整采用任一路进行车位信息采集，还可默认先启动短距情形下的采集，采集不成功时再启动长距情形下的采集。在超声波收发器件性能可能下降、外界对超声波检测的干扰可能较大等情形下，该采集方案由于能实现自动换量程进行采集，尤能显其优势。上述方案中，由于各超声波车位信息采集器是通过CAN局域网与上位机相连，为便于通信及管理，需要对各超声波车位信息采集器在所处CAN局域网中的通信地址进行设定。现有技术中，该通信地址通常是用拨码开关以二进制码的方式进行配置，由于二进制码普通人难以记忆，在配置时容易拨错，极易造成超声波车位信息采集器的通信地址冲突。本专利技术人设计采用如下方法对各超声波车位信息采集器在所处CAN局域网中的通信地址进行设定，其具体步骤包括有步骤I、需要设定某一超声波车位信息采集器在所处CAN局域网中的通信地址时，先将该超声波车位信息采集器重新上电或复位，然后向上位机提交通信地址设定请求；步骤II、收到上位机许可或经过一定时间间隔后，该超声波车位信息采集器中的单片机读取通信地址存储区中的信息，结合单片机的唯一标识符一起上报给上位机；步骤III、上位机搜索内部数据库，查询所传来的通信地址是否已被占用； 如果未被占用，则记录下该超声波车位信息采集器传来的单片机唯一标识符，并将该通信地址与该单片机唯一标识符相匹配，同时，通知该超声波车位信息采集器拥有该通信地址的授权；如果该通信地址已被占用，则上位机核对数据库中该通信地址对应的单片机唯一标识符是否与超声波车位信息采集器此次传来的单片机唯一标识符匹配；如匹配，则通知该超声波车位信息采集器拥有该通信地址的授权；如不匹配，则上位机查询数据库并获取一个未被占用的通信地址，在数据库中相应位置记录下该超声波车位信息采集器传来的唯一标识符，将该标识符与新通信地址相匹配，并通知该超声波车位信息采集器拥有该新通信地址的授权；步骤IV、超声波车位信息采集器的单片机接收到新通信地址的授权后，将该通信地址保存到通信地址存储区；步骤V、结束。采用如上方法，显然可以方便、快捷、高效地实现各超声波车位信息采集器通信地址的自动设定。为方便调试等需要，还可以在所述步骤I与步骤II之间，包括增加如下步骤，以方便技术人员通过内置软件为该超声波车位信息采集器分配通信地址al.超声波车位信息采集器的单片机启动定时器倒计时；a2.上位机通过内置软件为该超声波车位信息采集器分配通信地址，并将该通信地址授权给超声波车位信息采集器；转到步骤IV ；同时，超声波车位信息采集器的单片机判断倒计时是否结束；如未结束，继续等待;a3.若倒计时结束时，所述超声波车位信息采集器仍未收到上位机的新通信地址的授权，转到步骤II ;若倒计时结束时，所述超声波车位信息采集器已收到上位机的新本文档来自技高网...

【技术保护点】
超声波车位信息采集器，包括有单片机、与所述单片机相连的超声波信号发射电路和超声波信号接收电路；所述超声波信号发射电路中包括采用有超声波发射器件；所述超声波信号接收电路包括有顺序相连的超声波接收器件、信号放大电路、比较整形电路；其特征在于，所述比较整形电路的信号输出端与单片机的相应中断口相连；所述超声波发射器件和接收器件，设在停车场目标车位的上方；所述比较整形电路采用的是两路比较整形电路：每路比较整形电路中均包括有一比较器；两个比较器的同相输入端均与所述信号放大电路的信号输出端相连，两个比较器的反相输入端各自通过连接上、下偏置电阻设置有不同的反相输入端比较电平，两个比较器的输出端分别连接至所述单片机的中断口I和中断口II；其中，所述中断口I的优先级高于中断口II，同时，所述各比较器反相输入端上、下偏置电阻的参数选择，应使得与所述中断口I相连的那一路比较整形电路的比较器反相输入端比较电平高于与中断口II相连的那一路比较整形电路的比较器反相输入端比较电平；本车位信息采集器，采用所述单片机的CAN通信接口或相应I/O口作为采集到的车位信息数据的输出端。

【技术特征摘要】
1.超声波车位信息采集器，包括有单片机、与所述单片机相连的超声波信号发射电路和超声波信号接收电路；所述超声波信号发射电路中包括采用有超声波发射器件；所述超声波信号接收电路包括有顺序相连的超声波接收器件、信号放大电路、比较整形电路；其特征在于，所述比较整形电路的信号输出端与单片机的相应中断口相连；所述超声波发射器件和接收器件，设在停车场目标车位的上方； 所述比较整形电路采用的是两路比较整形电路每路比较整形电路中均包括有一比较器；两个比较器的同相输入端均与所述信号放大电路的信号输出端相连，两个比较器的反相输入端各自通过连接上、下偏置电阻设置有不同的反相输入端比较电平，两个比较器的输出端分别连接至所述单片机的中断口 I和中断口 II;其中，所述中断口 I的优先级高于中断口 II，同时，所述各比较器反相输入端上、下偏置电阻的参数选择，应使得与所述中断口 I相连的那一路比较整形电路的比较器反相输入端比较电平高于与中断口 II相连的那一路比较整形电路的比较器反相输入端比较电平； 本车位信息采集器，采用所述单片机的CAN通信接口或相应I/O 口作为采集到的车位信息数据的输出端。2.根据权利要求I所述的超声波车位信息采集器，其特征在于所述超声波接收器件与信号放大电路之间，还包括设有电压跟随电路；所述电压跟随电路，包括有一运放；该运放的同相输入端与所述超声波接收器件的信号输出端的其中一极相连，该运放的信号输出端同时与所述信号放大电路的信号输入端及该运放的反相输入端相连；所述同相输入端上还连接有上、下偏置电阻；所述超声波接收器件的信号输出端另一极接地。3.根据权利要求I或2所述的超声波车位信息采集器，其特征在于，所述单片机的电源输入端与所述单片机的供电直流电源之间，还包括串接有电源输入保护电路所述供电直流电源的正极串接保险丝后，直接或经降压后间接地连接到所述单片机的电源输入端正极；所述供电直流电源的负极，连接到一 N沟道增强型场效应管的漏极；该场效应管的源极接所述单片机的接地端，其栅极串接一电阻后也直接或经降压后间接地连接到所述单片机的电源输入端正极。4.根据权利要求I或2所述的超声波车位信息采集器，其特征在于还包括有用于与CAN局域网相连的CAN局域网通信模块；所述单片机，通过其CAN通信接口与所述CAN局域网通信模块相连。5.超声波车位信息采集方法，其特征在于适用于如下超声波车位信息采集系统并包括采用如下车位信息采集步骤 (1)所述超声波车位信息采集系统，包括有设置在停车场各车位的超声波车位信息采集器；所述超声波车位信息采集器采用如权利要求I所述的超声波车位信息采集器；各所述超声波车位信息采集器通过其CAN通信接口经由CAN局域网与上位机相连； (2)所述车位信息采集步骤包括有 步骤5. I、到了系统设定的车位信息采集时间或收到上位机发来的车位信息采集指令后，所述超声波车位信息采集器中的单片机屏蔽所述中断口 I，同时启动定时器I和定时器II;所述定时器I用于控制所述超声波信号发射电路发射指定时长的超声波信号，所述定时器II用于计时； 步骤5. 2、反射回来的超声波信号经放大及比较整形后，通过所述中断口 II触发单片机进入中断程序；所述定时器II中止计时；转至步骤5. 5 ； 步骤5. 3、如果所述定时器II到了某一设定时间时，所述中断口 II仍未触发单片机进入中断程序，则屏蔽所述中断口 II，打开所述中断口 I，并再次启动定时器I，同时，定时器II清零并重新启动； 步骤5. 4、反射回来的超声波信号经放大及比较整形后，通过所述中断口 I触发单片机进入中断程序，同时，所述定时器...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓明，
申请(专利权)人：广西南宁泰森电子科技有限公司，
类型：发明
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