一种无人值守自行车存车系统的制作方法

专利名称：一种无人值守自行车存车系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及车辆存放及管理技术，具体地，涉及一种无人值守自行车存车系 统。
背景技术：
中国是名副其实的“自行车王国”，拥有的自行车总量和人均占有量均为世界第 一，然而，我国每年自行车的失窃量也是世界第一。因此，如何加强自行车存放的安全性成 为老百姓关心的问题。目前，国内的大型超市、饭店、书店、学校图书馆等公共场所设置的自行车存车处 大多是雇佣专职人员负责看守，而这种办法既是一种人力资源的浪费又与当今信息社会的 高效率格格不入；并且，自行车自动存车库和机动车立体停车系统也将会成为城市现代化 的标志之一。但是，目前国内尚未出现简单实用的自行车停车系统。综上所述，在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中自行车存车系统 至少存在以下缺陷(1)人工劳动量大自行车存车处大多是雇佣专职人员负责看守；(2)工作效率低由于自行车存车处的人工劳动量较大，效率难以提高；(3)管理难度大自行车存车处大多是雇佣专职人员负责看守，当车辆较多时，容 易出现杂乱无章的混乱场面，管理难度较大。
发明内容本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种无人值守自行车存车系统，以实 现人工劳动量小、工作效率高、以及管理难度小、安全性好、可靠性高、使用方便、成本低廉、 以及人性化的优点。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种无人值守自行车存车系统， 包括设置在存车库入口处的输入单元、主控制单元、报警单元、显示单元与打印单元；设 置在存车库存车位处的多个从控制单元，与所述多个从控制单元中每个从控制单元相匹配 的多个存车单元，以及与所述多个存车单元中每个存车单元相匹配的用户锁车按钮、电磁 锁及红外收发单元；以及用于所述主控制单元与多个从控制单元之间通信的串行通信单 元；其中所述输入单元、报警单元、显示单元、打印单元、与串行通信单元，分别与主控制 单元信号连接；在所述多个从控制单元中，每个从控制单元与串行通信单元中相应的驱动 及收发端信号连接；在所述多个存车单元中，每个存车单元与相应的用户锁车按钮、电磁锁 及红外收发单元信号连接。进一步地，所述主控制单元包括型号为AT89C58的主单片机。 进一步地，所述输入单元包括键盘与键盘管理单元，所述键盘、键盘管理单元与主 控制单元依次信号连接；所述键盘包括4X4行列式键盘，所述4X4行列式键盘包括数字 0-9键、存车键、取车键、管理员用户键、通知管理员键、以及备用键；所述键盘管理单元包括型号为74C922的键盘管理芯片，在所述型号为74C922的键盘管理芯片中Y1至Y4管脚 分别与4X4行列式键盘的第1至4行连接，Xl至X4管脚分别与4X4行列式键盘的第1 至4列连接，OSC管脚与KBM管脚分别通过延时电容接地，A管脚、B管脚、C管脚及D管脚 分别连接到型号为AT89C58的主单片机的I/O端Pl. 0至Pl. 3，DA管脚经反相器连接到型 号为AT89C58的主单片机的中断控制端■，OE管脚接地。进一步地，所述显示单元包括型号为TM162的点阵液晶显示器，所述型号为TM162 的点阵液晶显示器的数据线DO至D7与型号为AT89C58的主单片机的扩展数据总线端P0. 0 至P0. 7连接，数据端或命令端RS接型号为AT89C58的主单片机的P2. 2端，读写端R/W接 型号为AT89C58的主单片机的P2. 3端，使能端E接型号为AT89C58的主单片机的P2. 4端。进一步地，所述打印单元包括型号为GP16的打印机，所述型号为GP16的打印机的 数据线DO至D7与型号为AT89C58的主单片机的扩展数据总线端P0. 0至P0. 7连接，片选 端压接型号为AT89C58的主单片机的P2. 5端，状态输出端BUSY接型号为AT89C58的主单 片机的Pl. 4端。进一步地，所述报警单元包括报警器与报警驱动电路，所述型号为AT89C58的主 单片机的I/O端Pl. 6、报警驱动电路与报警器依次信号连接。进一步地，所述串行通信单元包括主控制单元驱动及收发模块、RS-485总线、以及 第1至N从控制单元驱动及收发模块，所述主控制单元驱动及收发模块通过RS-485总线分 别与第1至N从控制单元驱动及收发模块相连，在所述第1至N从控制单元驱动及收发模 块中，每个从控制单元驱动及收发模块与相应的从控制单元中连接；所述串行通信单元包 括型号为MAX485的串行总线驱动器，所述型号为MAX485的串行总线驱动器的驱动器输入 端DI接型号为AT89C58的主单片机的串行数据输出端TXD、及每个从控制单元的相应端，接 收器输出端RO接型号为AT89C58的主单片机的串行数据输入端RXD、及每个从控制单元的 相应端，接收使能端丽与发送使能端DE分别连接型号为MAX485的串行总线驱动器的Pl. 5 端、以及每个从控制单元的相应端，接收差分信号端A与发送差分信号端之间接匹配电阻 Rl,电源端接直流电源，接地端接地。进一步地，所述每个从控制单元包括型号为AT89C2051的从单片机，所述型号为 AT89C2051的从单片机的P3. 7接型号为MAX485的串行总线驱动器的接收使能端丽与发送 使能端DE，串行数据输出端TXD接型号为MAX485的串行总线驱动器的驱动器输入端DI，串 行数据输入端RXD接型号为MAX485的串行总线驱动器接收器输出端RO ；I/O端口 Pl. 0至 Pl. 7、与P3. 2至P3. 5，分别接第1至4存车单元对应的用户锁车按钮、电磁锁及红外收发单兀。进一步地，所述每个存车单元包括一个由红外对射收发单元组成的红外防盗报警
直ο本实用新型各实施例的无人值守自行车存车系统，由于包括设置在存车库入口 处的输入单元、主控制单元、报警单元、显示单元与打印单元；设置在存车库存车位处的多 个从控制单元，与多个从控制单元中每个从控制单元相匹配的多个存车单元，以及与多个 存车单元中每个存车单元相匹配的用户锁车按钮、电磁锁及红外收发单元；以及用于主控 制单元与多个从控制单元之间通信的串行通信单元；其中输入单元、报警单元、显示单 元、打印单元、与串行通信单元，分别与主控制单元信号连接；在多个从控制单元中，每个从控制单元与串行通信单元中相应的驱动及收发端信号连接；在多个存车单元中，每个存 车单元与相应的用户锁车按钮、电磁锁及红外收发单元信号连接；可以利用串行通信单元 (如RS-485串行总线等)，进行主从控制单元之间的多机通信，结合输入单元、显示单元、打 印单元、用户锁车按钮、电磁锁及红外收发单元，实现了存车、取车、防盗、报警、特殊事件处 理功能；从而可以克服现有技术中人工劳动量大、工作效率低、以及管理难度大的缺陷，以 实现人工劳动量小、工作效率高、以及管理难度小、安全性好、可靠性高、使用方便、成本低 廉、以及人性化的优点。本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书 中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过 在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用 新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中图1为根据本实用新型无人值守自行车存车系统的原理框图；图2为根据本实用新型无人值守自行车存车系统中主控制单元的电路原理图；图3为根据本实用新型无人值守自行车存车系统中第一从控制单元的电路原理 图；图4a为根据本实用新型无人值守自行车存车系统中型号为MAX485的串行总线驱 动器的引脚定义图；图4b为根据本实用新型无人值守自行车存车系统中型号为MAX485的串行总线驱 动器的电路原理图；图5为根据本实用新型无人值守自行车存车系统中型号为AT89C58的主单片机主 程序的工作流程图；图6为根据本实用新型无人值守自行车存车系统中型号为AT89C58的主单片机外 部中断程序的工作流程图；图7为根据本实用新型无人值守自行车存车系统中型号为AT89C2051的从单片机 主程序的工作流程图。结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下1-主控制单元；2-输入单元；21-键盘管理单元；22-键盘；3_报警单元；31-报警 器；32-报警驱动电路；4-显示单元；5-打印单元；6-串行通信单元；61-第1从控制单元 驱动及收发模块；6N-第N从控制单元驱动及收发模块；71-第1从控制单元；7N-第N从控 制单元；811-第11存车单元；81101-第11用户锁车按钮；81102-第11电磁锁；81103-第 11红外收发单元；812-第12存车单元；81201-第12用户锁车按钮；81202-第12电磁锁； 81203-第12红外收发单元；813-第13存车单元；81301-第13用户锁车按钮；81302-第 13电磁锁；81303-第13红外收发单元；814-第14存车单元；81401-第14用户锁车按 钮；81402-第14电磁锁；81403-第14红外收发单元；8附-第附用户锁车按钮8N01 ；8N 101-第m用户锁车按钮；8N 102-第m电磁锁；8N 103-第N 1红外收发单元；8N 12-第
6N 2存车单元；8N 201-第N 2用户锁车按钮；8N 202-第N 2电磁锁；8N 203-第N 2红外 收发单元；8N 3-第N 3存车单元；8N 301-第N 3用户锁车按钮；8N 302-第N 3电磁锁； 8N 303-第N 3红外收发单元；8N 4-第N 4存车单元；8N 401-第N 4用户锁车按钮；8N 402-第N 4电磁锁；8N 403-第N 4红外收发单元。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优 选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。根据本实用新型实施例，提供了一种无人值守自行车存车系统。如图1-图4b所 示，本实施例包括设置在存车库入口处的输入单元2、主控制单元1、报警单元3、显示单元 4与打印单元5 ；设置在存车库存车位处的多个从控制单元，与多个从控制单元中每个从控 制单元相匹配的多个存车单元，以及与多个存车单元中每个存车单元相匹配的用户锁车按 钮、电磁锁及红外收发单元；以及用于主控制单元与多个从控制单元之间通信的串行通信 单元6 ；其中输入单元2、报警单元3、显示单元4、打印单元5、与串行通信单元6，分别与主 控制单元1信号连接；在多个从控制单元中，每个从控制单元与串行通信单元6中相应的驱 动及收发端信号连接；在多个存车单元中，每个存车单元与相应的用户锁车按钮、电磁锁及 红外收发单元信号连接。这里，多个从控制单元如第1至第N (N为自然数)从控制单元，多个存车单元包括 第1至N存车单元，在图1中，第1从控制单元标记为71，第N从控制单元标记为7N ；与第 1从控制单元相匹配的第1至4存车单元分别为第11存车单元811、第12存车单元812、 第13存车单元813及第14存车单元814，与第N从控制单元相匹配的第1至4存车单元分 别为第W存车单元8N1、第N2存车单元8N2、第N3存车单元8N3与第N4存车单元8N4 ；与 第11存车单元811相匹配的用户锁车按钮、电磁锁及红外收发单元分别为第11用户锁车 按钮81101、第11电磁锁81102及第11红外收发单元81103，与第12存车单元812相匹配 的用户锁车按钮、电磁锁及红外收发单元分别为第12用户锁车按钮81201、第12电磁锁 81202及第12红外收发单元81203，与第13存车单元813相匹配的用户锁车按钮、电磁锁 及红外收发单元分别为第13用户锁车按钮81301、第13电磁锁81302及第13红外收发单 元81303，与第14存车单元814相匹配的用户锁车按钮、电磁锁及红外收发单元分别为第 14用户锁车按钮81401、第14电磁锁81402及第14红外收发单元81403 ；与第m存车单 元8附相匹配的用户锁车按钮、电磁锁及红外收发单元分别为第附用户锁车按钮8N101、 第附电磁锁8附02及第附红外收发单元8N103，与第N2存车单元8N2相匹配的用户锁车 按钮、电磁锁及红外收发单元分别为第N2用户锁车按钮8N201、第12电磁锁8N202及第 N2红外收发单元8N203，与第N3存车单元8N3相匹配的用户锁车按钮、电磁锁及红外收发 单元分别为第N3用户锁车按钮8N301、第13电磁锁8N302及第N3红外收发单元8N303， 与第N4存车单元8N4相匹配的用户锁车按钮、电磁锁及红外收发单元分别为第N4用户锁 车按钮8N401、第N4电磁锁8N402及第N4红外收发单元8N403。进一步地，在上述实施例中，主控制单元1包括型号为AT89C58的主单片机。输入单元2包括键盘22与键盘管理单元21，键盘22、键盘管理单元21与主控制单 元1依次信号连接。具体地，键盘22包括4X4行列式键盘，4X4行列式键盘包括数字0_9
7键“0”- “9”、存车键“存”、取车键“取”、管理员用户键“A”、通知管理员键“B”、以及两个备 用键“留”;键盘管理单元21包括型号为74C922的键盘管理芯片，在型号为74C922的键盘 管理芯片中Y1至Y4管脚分别与4X4行列式键盘的第1至4行连接，Xl至X4管脚分别与 4X4行列式键盘的第1至4列连接，OSC管脚与KBM管脚分别通过延时电容接地，A管脚、 B管脚、C管脚及D管脚分别连接到型号为AT89C58的主单片机的I/O端Pl. 0至P 1. 3，DA 管脚经反相器Dl连接到型号为AT89C58的主单片机的中断控制端■，OE管脚接地。另 外，型号为AT89C58的主单片机还包括电源部分，即直流电源端VCC和接地端GND ；还包括 复位电路，即通过RESET管脚，连接电容C7和电阻R2的公共端，电容C7远离电阻R2的一 端接直流电源VCC，电阻R2远离电容C7的一端接地。这里，型号为74C922的键盘管理芯片具有“二键锁定”功能，三态编码输出，可直 接与型号为AT89C58的主单片机数据总线相连；该芯片内的振荡器可实现4X4行列式键 盘扫描，并可通过OSC管脚和KBM管脚外接电容来产生延时，消除抖动。在图1中，型号为 74C922的键盘管理芯片的ABCD管脚分别接型号为AT89C58的主单片机的PI. 0-P1. 3，DA 管脚经反相器Dl反相后，与型号为AT89C58的主单片机的_管脚相连，并且，可以设定 _管脚为下降沿触发；当有键按下时，DA管脚的电平由低变高，经反相器Dl反相后，产生 下降沿，使_管脚中断，并通知型号为AT89C58的主单片机从Pl 口读键值，进而实现不 同操作。显示单元4包括型号为TM162的点阵液晶显示器，型号为TM162的点阵液晶显示 器的数据线DO至D7与型号为AT89C58的主单片机的扩展数据总线端P0. 0至P0. 7连接， 数据端或命令端RS接型号为AT89C58的主单片机的P2. 2端，读写端R/W接型号为AT89C58 的主单片机的P2. 3端，使能端E接型号为AT89C58的主单片机的P2. 4端。这里，型号为TM162的点阵液晶显示器(即IXD)为16X2字符液晶点阵式显示器， 是一种被动的显示器，环境亮度越高，显示越清晰；液晶显示器具有使用方便、功耗低、抗干 扰能力强等优点。16X2字符液晶点阵式显示器有14个引脚，其中8条数据线，3条控制线， 3条电源线。通过改变写入16X2字符液晶点阵式显示芯片TM 162的数据和指令，就可让 该点阵液晶显示器显示不同的内容。在图1中，型号为TM162的点阵液晶显示器的数据线 连接型号为AT89C58的主单片机扩展数据总线，数据或命令端RS接P2. 2，高电平表示数据 寄存器，低电平表示命令寄存器，读写端R/W接P2. 3，使能端E接P2. 4，下降沿有效。命令 写入地址为E3FFH，数据写入地址为E7FFH，读状态地址为EBFFH。由于该芯片内部带有字符 库，使用时不需要在程序中放置字符库，只要送入需显示数据的ASC II码值即可。打印单元5包括型号为GP16的打印机，型号为GP16的打印机的数据线DO至D7 与型号为AT89C58的主单片机的扩展数据总线端P0. 0至P0. 7连接，片选端压接型号为 AT89C58的主单片机的P2. 5端，状态输出端BUSY接型号为AT89C58的主单片机的Pl. 4端。这里，型号为GP16的打印机为微型针式打印机，用于打印密码和存车位置。在该 微型针式打印机中，每一行可打印96个点迹，共可打印16个5*7点阵的字符；该微型针式 打印机具有8个三态双向数据总线接口，1个状态输出端BUSY (高电平表示微型针式打印机 处于忙状态)，片选端农和读写控制端。在图1中，型号为GP16的打印机数据口接型号为 AT89C58的主单片机扩展数据总线，P2. 5接GP16的压，Pl. 4接BUSY，则型号为GP16的打 印机地址为DFFFH ；向型号为GP16的打印机发送命令或数据时，只要向地址DFFFH写入相应数据即可；型号为AT89C58的主单片机利用Pl. 4查询BUSY信号的方法，可以解决速度不
一致问题。报警单元3包括报警器31与报警驱动电路32，型号为AT89C58的主单片机的I/O 端Pl. 6、报警驱动电路32与报警器31依次信号连接。串行通信单元6包括第1至N从控制单元驱动及收发模块，在第1至N从控制单元 驱动及收发模块中(例如，第1从控制单元驱动及收发模块61，第N从控制单元驱动及收发 模块6N)，每个从控制单元驱动及收发模块与多个从控制单元中相应的从控制单元信号连 接。具体地，串行通信单元6包括型号为MAX485的串行总线驱动器，型号为MAX485的串行 总线驱动器的驱动器输入端DI接型号为AT89C58的主单片机的串行数据输出端TXD、及每 个从控制单元的相应端，接收器输出端RO接型号为AT89C58的主单片机的串行数据输入端 RXD、及每个从控制单元的相应端，接收使能端丽与发送使能端DE分别连接型号为MAX485 的串行总线驱动器的Pl. 5端、以及每个从控制单元的相应端，接收差分信号端A与发送差 分信号端之间接匹配电阻R1，电源端接直流电源，接地端接地。在本实施例中，考虑到无人值守自行车存车系统中有的存车位距型号为AT89C58 的主单片机较远，因此选择了 RS-485串行总线通信方式。RS-485是美国电气工业联合会 (即EIA)制定的利用平衡双绞线作传输线的多点通讯标准。它采用差分信号进行传输; 最大传输距离可以达到1. 2km ；最多可连接32个驱动器和收发器；接收器最小灵敏度可达 士 200mV ；最大传输速率可达2. 5Mb/s。这里，型号为MAX485的串行总线驱动器是Maxim公司的一种RS-485接口芯片，该 芯片完成将TTL电平转换为RS-485电平的功能，其引脚结构及连接方式如图4a和图4b。从 图4a和图4b可以看出，该芯片的结构和引脚都非常简单，内部含有一个驱动器和接收器。 RO和DI分别为接收器的输出和驱动器的输入端，电路中与型号为AT89C58的主单片机和型 号为AT89C2051的从单片机的RXD和TXD相连(可参加对图2及图3的相关说明)；丽和 DE端分别为接收和发送使能端，当丽为逻辑0时，器件处于接收状态；当DE为逻辑1时， 器件处于发送状态，因型号为MAX485的串行总线驱动器工作在半双工状态，只需用型号为 AT89C58的主单片机或型号为AT89C2051的从单片机的一个管脚控制这两个引脚即可，例 如，在电路中，丽和DE端分别连接型号为AT89C58的主单片机的Pl. 5和型号为AT89C2051 的从单片机的P3. 7。其中，A端和B端分别为接收和发送的差分信号端，当A引脚的电平高 于B时，表示发送的数据为“1”;当A的电平低于B端时，表示发送的数据为“0”，在电路中， 将A和B端之间接上120 Ω匹配电阻Rl。在上述实施例中，无人值守自行车存车系统采用单片机主从式多机通信技术，利 用RS-485串行总线协议实现通信，并采用打印随机密码的方式进行身份识别。主控制单元 1以型号为AT89C58的主单片机为控制核心，安装在存车库入口处。实际应用时，一个存车 库可使用多套无人值守自行车存车系统，每个主控制单元1最多可接32个从机，共128个 存车位。型号为AT89C58的主单片机外接型号为ΜΑΧ485的串行总线驱动器、型号为74C922 的键盘管理芯片、型号为GP 16的打印机、型号为ΤΜ162的点阵液晶显示器及报警电路。从 控制单元以型号为AT89C2051的从单片机为控制核心，安装在存车库存车位置。每个从控 制单元控制4个存车位，本实施例中，采用16片型号为AT89C2051的从单片机。型号为 AT89C2051的从单片机外接型号为ΜΑΧ485的串行总线驱动器、红外收发单元、用户锁车按钮及电磁锁。型号为AT89C58的主单片机电路中，型号为AT89C58的主单片机PO 口 8个引脚作 为扩展数据总线直接和型号为TM162的点阵液晶显示器及型号为GP16的打印机的数据线 相连，PI. 0-P1. 3连接到型号为74C922的键盘管理芯片的编码输出端，Pl. 4接型号为GP16 的打印机的BUSY引脚；Pl. 5接型号为MAX485的串行总线驱动器的丽和DI，作为发送/接 收控制端；Pl. 6为报警信号输出端，连接报警驱动电路32 ；Pl. 7可输出通知管理员信号A， 用于特殊事件处理。型号为74C922的键盘管理芯片的管脚DA经反相后接单片机·，RXD 和TXD为串行数据输入和输出端，分别连接型号为MAX485的串行总线驱动器的RO和DI ； P2. 2-P2. 5也分别连接到型号为TM162的点阵液晶显示器和型号为GP16的打印机的对应管 脚。每个从控制单元包括型号为AT89C2051的从单片机，型号为AT89C2051的从单片 机的P3. 7接型号为MAX485的串行总线驱动器的接收使能端丽与发送使能端DE，串行数据 输出端TXD接型号为MAX485的串行总线驱动器的驱动器输入端DI，串行数据输入端RXD接 型号为MAX485的串行总线驱动器接收器输出端RO ；I/O端口 Pl. 0至Pl. 7、与P3. 2至P3. 5， 分别接第1至4存车单元对应的用户锁车按钮、电磁锁及红外收发单元。另外，另外，型号 为AT89C2051的从单片机还包括电源部分，即直流电源端VCC和接地端GND ；还包括复位电 路，即通过RESET管脚，连接电容C8和电阻R3的公共端，电容C8远离电阻R3的一端接直 流电源VCC，电阻R3远离电容C8的一端接地。在本实施例中，考虑到自行车存放的安全性，无人值守自行车存车系统可以安装 红外防盗报警装置，该装置采用对射式红外收发元件进行监控。每个从控制单元在锁车的 同时打开红外发送并实时检测接收端。由于自行车的辐条很细，即使挡在了红外通路上也 不会对接收造成影响，而如果有人强行撬锁偷车的话，自行车的前轮轮胎必然会影响到红 外线的接收。当每个从控制单元检测到红外接收异常后会立刻向主机发送报警信号，并报 告出现异常的车位号，主机接收到从机报警信号后，马上启动红外防盗报警装置，同时在显 示单元4上显示车位，以方便管理员及时处理。此外，为了防止无人值守自行车存车系统“死机”，可以采用使用MAX813作为看门 狗来实现系统上电复位、按键的热重启及电压检测等，在此不再赘述。同时，为进一步确保 系统的安全可靠，整个系统线路部分被密封进了钢管支架中。型号为AT89C2051的从单片机电路中，型号为AT89C2051的从单片机P3. 7接型号 为MAX485的串行总线驱动器的丽和DI，控制型号为MAX485的串行总线驱动器为发送或接 收状态；RXD和TXD分别连接型号为MAX485的串行总线驱动器的RO和DI ；其余12个输入 输出接口分别控制4个存车位，连接每个存车位的用户锁车按扭、红外收发单元及电磁锁。使用本实施例的无人值守自行车存车系统，存车时，用户在入口处的键盘22上按 下“存”键，型号为AT89C58的主单片机会控制型号为GP16的打印机打印出一张带有存车 位号和8位随机密码的纸条。用户把自行车推至指定位置后，将自行车前轮卡在停车卡槽 内，然后按下车位上的“锁车”按钮，电磁锁将自动锁上前轮，同时开启红外收发单元，即开 启红外防盗监控装置。自行车存放期间，如果因各种原因导致红外收发装置被遮挡，相应的 从控制单元便会立即向主控制单元1报告情况，主控制单元1将启动报警装置。取车时，用 户在入口键盘22上输入正确密码后，对应车位电磁锁打开，同时关闭红外防盗监控装置，
10用户可将自行车取出。无人值守自行车存车系统的软件分为型号为AT89C58的主单片机(以下简称主 机)部分和型号为AT89C2051的从单片机(以下简称从机)部分。其中，型号为AT89C58 的主单片机部分由主程序、外部中断0服务子程序和串行中断服务子程序三部分组成；型 号为AT89C2051的从单片机部分由主程序和串行中断服务子程序组成。图5为根据本实用 新型无人值守自行车存车系统中型号为AT89C58的主单片机主程序的工作流程图，图6为 根据本实用新型无人值守自行车存车系统中型号为AT89C58的主单片机外部中断程序的 工作流程图，图7为根据本实用新型无人值守自行车存车系统中型号为AT89C2051的从单 片机主程序的工作流程图。程序中设有3个标志位，markO表示存满标志位，markl表示取 车标志位，mark2表示管理员标志位，均为1有效。待机时，主机和从机都处于接收状态，以便分别接收报警信息和存/取车信息，此 时所有从机的SM2位置1 (SM2为单片机特殊功能寄存器SCON第5位，作用是串行口多机通 信标志位)，以便能接收主机发来的地址；当用户存车时，主机设置为发送状态，同时令第9 位数据为1，发送出需要与之通信的地址信息；之后，主机准备接收；所有从机都收到地址， 向本机的CPU申请中断，进入服务程序后比较和确认地址；这次不参与通信的其余从机退 出中断服务程序；被寻址的从机清零SM2，准备接收数据，并向主机发回地址以便核对；主 机发送控制信号和车位号给已被寻址的从机；主机从机变为接收状态，同时从机SM2置1， 准备进行下一组通信。主机向从机发送开锁指令以及从机向主机发送报警信息的通信步骤 是相似的。无人值守自行车存车系统管理员在输入正确的管理员密码后可以进行管理员权 限的相关操作，用于系统管理及应对特殊事件(比如有的用户不甚把小条丢失)。本实施例的无人值守自行车存车系统，基于单片机多机通信技术，利用RS-485总 线进行通信，结合键盘管理单元21、键盘22、显示单元4、打印单元5、电磁锁以及红外收发 单元等部件，可以实现存车、取车、防盗、报警、以及特殊事件处理功能(在出现特殊事件时 通知管理员处理)，该系统设计简单、施工容易、存放自行车安全可靠且操作简便，适于在国 内推广，具有安全可靠、使用方便、施工简单等特点。综上所述，本实用新型各实施例的无人值守自行车存车系统，由于包括设置在存 车库入口处的输入单元、主控制单元、报警单元、显示单元与打印单元；设置在存车库存车 位处的多个从控制单元，与多个从控制单元中每个从控制单元相匹配的多个存车单元，以 及与多个存车单元中每个存车单元相匹配的用户锁车按钮、电磁锁及红外收发单元；以及 用于主控制单元与多个从控制单元之间通信的串行通信单元；其中输入单元、报警单元、 显示单元、打印单元、与串行通信单元，分别与主控制单元信号连接；在多个从控制单元中， 每个从控制单元与串行通信单元中相应的驱动及收发端信号连接；在多个存车单元中，每 个存车单元与相应的用户锁车按钮、电磁锁及红外收发单元信号连接；可以利用串行通信 单元(如RS-485串行总线等)，进行主从控制单元之间的多机通信，结合输入单元、显示单 元、打印单元、用户锁车按钮、电磁锁及红外收发单元，实现了存车、取车、防盗、报警、特殊 事件处理功能；从而可以克服现有技术中人工劳动量大、工作效率低、以及管理难度大的缺 陷，以实现人工劳动量小、工作效率高、以及管理难度小、安全性好、可靠性高、使用方便、成 本低廉、以及人性化的优点。[0058] 最后应说明的是以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本 实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员 来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征 进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均 应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种无人值守自行车存车系统，其特征在于，包括设置在存车库入口处的输入单元、主控制单元、报警单元、显示单元与打印单元；设置在存车库存车位处的多个从控制单元，与所述多个从控制单元中每个从控制单元相匹配的多个存车单元，以及与所述多个存车单元中每个存车单元相匹配的用户锁车按钮、电磁锁及红外收发单元；以及用于所述主控制单元与多个从控制单元之间通信的串行通信单元；其中所述输入单元、报警单元、显示单元、打印单元与串行通信单元，分别与主控制单元信号连接；在所述多个从控制单元中，每个从控制单元与串行通信单元中相应的驱动及收发端信号连接；在所述多个存车单元中，每个存车单元与相应的用户锁车按钮、电磁锁及红外收发单元信号连接。
2.根据权利要求1所述的无人值守自行车存车系统，其特征在于，所述主控制单元包 括型号为AT89C58的主单片机。
3.根据权利要求1或2的无人值守自行车存车系统，其特征在于，所述输入单元包括键 盘与键盘管理单元，所述键盘、键盘管理单元与主控制单元依次信号连接；所述键盘包括4X4行列式键盘，所述4X4行列式键盘包括数字0-9键、存车键、取车 键、管理员用户键、通知管理员键、以及备用键；所述键盘管理单元包括型号为74C922的键盘管理芯片，在所述型号为74C922的键盘 管理芯片中Yl至Y4管脚分别与4X4行列式键盘的第1至4行连接，Xl至X4管脚分别与4X4行 列式键盘的第1至4列连接，OSC管脚与KBM管脚分别通过延时电容接地，A管脚、B管脚、 C管脚及D管脚分别连接到型号为AT89C58的主单片机的I/O端Pl. 0至Pl. 3，DA管脚经 反相器连接到型号为AT89C58的主单片机的中断控制端，@管脚接地。
4.根据权利要求1或2所述的无人值守自行车存车系统，其特征在于，所述显示单元包 括型号为TM162的点阵液晶显示器，所述型号为TM162的点阵液晶显示器的数据线DO至D7 与型号为AT89C58的主单片机的扩展数据总线端P0. 0至P0. 7连接，数据端或命令端RS接 型号为AT89C58的主单片机的P2. 2端，读写端及/r接型号为AT89C58的主单片机的P2. 3 端，使能端E接型号为AT89C58的主单片机的P2. 4端。
5.根据权利要求1所述的无人值守自行车存车系统，其特征在于，所述打印单元包括 型号为GP16的打印机，所述型号为GP16的打印机的数据线DO至D7与型号为AT89C58的 主单片机的扩展数据总线端P0. 0至P0. 7连接，片选端斤接型号为AT89C58的主单片机的 P2. 5端，状态输出端BUSY接型号为AT89C58的主单片机的Pl. 4端。
6.根据权利要求2所述的无人值守自行车存车系统，其特征在于，所述报警单元包括 报警器与报警驱动电路，所述型号为AT89C58的主单片机的I/O端Pl. 6、报警驱动电路与报 警器依次信号连接。
7.根据权利要求1或2所述的无人值守自行车存车系统，其特征在于，所述串行通信单 元包括主控制单元驱动及收发模块、RS-485总线、以及第1至N从控制单元驱动及收发模 块，所述主控制单元驱动及收发模块通过RS-485总线分别与第1至N从控制单元驱动及收 发模块相连，在所述第1至N从控制单元驱动及收发模块中，每个从控制单元驱动及收发模 块与相应的从控制单元连接；所述串行通信单元包括型号为MAX485的串行总线驱动器，所述型号为MAX485的串行总线驱动器的驱动器输入端DI接型号为AT89C58的主单片机的串行数据输出端TXD、及 每个从控制单元的相应端，接收器输出端RO接型号为AT89C58的主单片机的串行数据输 入端RXD、及每个从控制单元的相应端，接收使能端M与发送使能端DE分别连接型号为 MAX485的串行总线驱动器的Pl. 5端、以及每个从控制单元的相应端，接收差分信号端A与 发送差分信号端之间接匹配电阻R1，电源端接直流电源，接地端接地。
8.根据权利要求7所述的无人值守自行车存车系统，其特征在于，所述每个从控制单 元包括型号为AT89C2051的从单片机，所述型号为AT89C2051的从单片机的P3. 7接型号为 MAX485的串行总线驱动器的接收使能端RE与发送使能端DE，串行数据输出端TXD接型号 为MAX485的串行总线驱动器的驱动器输入端DI，串行数据输入端RXD接型号为MAX485的 串行总线驱动器接收器输出端RO ；I/O端口 Pl. 0至Pl. 7、与P3. 2至P3. 5，分别接第1至4 存车单元对应的用户锁车按钮、电磁锁及红外收发单元。
9.根据权利要求1所述的无人值守自行车存车系统，其特征在于，所述每个存车单元 包括一个由红外对射收发单元组成的红外防盗报警装置。
专利摘要本实用新型公开了一种无人值守自行车存车系统，包括设置在存车库入口处的输入单元、主控制单元、报警单元、显示单元与打印单元；设置在存车库存车位处的多个从控制单元，与每个从控制单元相匹配的多个存车单元，以及与每个存车单元相匹配的用户锁车按钮、电磁锁及红外收发单元；以及用于主控制单元与多个从控制单元之间通信的串行通信单元。本实用新型所述无人值守自行车存车系统，可以克服现有技术中人工劳动量大、工作效率低、以及管理难度大等缺陷，以实现人工劳动量小、工作效率高、管理难度小、安全性好、可靠性高、使用方便、成本低廉、以及人性化的优点。
文档编号G07G1/12GK201741213SQ20102000105
公开日2011年2月9日 申请日期2010年1月18日 优先权日2010年1月18日
发明者安洪勇, 田存伟, 葛广英 申请人:聊城大学