东华理工大学毕业设计（论文） 绪论
绪 论
0. 1 课题设计背景及目的
停车场是指飞机场、购物中心、娱乐中心等公共场所所用来停放车辆的地方。现在，国内停车场仍然停留在人工收费的管理水平，远远落后于西方国家。现代化停车场就成了城市不可缺少的问题,现代化的停车收费系统不仅能帮助业主为其用户提供方便、快捷的服务，且还能获得更多的透支回报。本课题就是为了解决停车问题而设计出一种现代化停车系统.
0.2 课题设计任务
设计出一台便携式停车计时受费器,其基本任务如下: ? 用IC卡方式或打印票据方式进行收费.
? 要有时钟模块,需要有年、月、日、时、分、秒。 ? 显示模块,用小液晶屏显示或数码管显示。 ? 查询功能,包括停车时间,停车位等查询。 ? 信息存储功能。 ? 键盘模块。 ? 结帐,统计功能。 ? 提示功能,声光提示。
0.3 课题设计方案选择及其研究
本课题主要是基于非接触式
IC卡而设计的停车收费管理系统。以MCS-51系列
单片机为核心，采用多种外接芯片，如时钟芯片、IC卡读写器芯片、存储器芯片、键盘芯片等来完成课题设计要求。设计采用非接触式IC卡技术属于新技术，因此本文将会重点研究探讨非接触式IC卡的特性及功能。
非接触式IC卡又称射频卡,是世界上最近几年发展起来的一项新技术,它成功的将射频识别技术和IC卡技术结合起来,结束了无源(卡中无电源)和免接触这一难题,是电子器件领域的一大突破。
与接触式IC卡相比较,非接触式卡具有许多优点。可靠性高，首先非接触式IC卡与读写器之间无机械接触,避免了由于接触读写而产生的各种故障。 此外,非接触式卡表面无裸露芯片,无须担心芯片脱落,静电击穿,弯曲损坏等问题,既便于卡片印
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东华理工大学毕业设计（论文） 绪论
刷,又提高了卡片的使用可靠性。 操作方便，由于非接触通讯,读写器在10CM范围内就可以对卡片操作,所以不必插拨卡,非常方便用户使用。 非接触式卡使用时没有方向性,卡片可以在任意方向掠过读写器表面,既可完成操作,这大大提高了每次使用的速度。 防冲突非接触式卡中有快速防冲突机制,能防止卡片之间出现数据干扰,因此,读写器可以\同时\处理多张非接触式IC卡.这提高了应用的并行性,无形中提高系统工作速度， 可以适合于多种应用。
非接触式卡的序列号是唯一的,制造厂家在产品出厂前已将此序列号固化,不可再更改。 非接触式卡与读写器之间采用双向验证机制,即读写器验证IC卡的合法性,同时IC卡也验证读写器的合法性。非接触式卡在处理前要与读写器之间进行三次相互认证,而且在通讯过程中所有的数据都加密。此外,卡中各个扇区都有自己的操作密码和访问条件。 接触式卡的存储器结构特点使它一卡多用,能运用于不同系统,用户可根据不同的应用设定不同的密码和访问条件,相比之下，非接触式IC卡加密性能更好。
0.4 课题设计的意义及发展前景
基于非接触式IC卡的这些优点，设计出的停车收费管理器将使得停车场管理系统更加智能化,并具有实际使用价值,在当今的社会将有很大的发展前景。
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东华理工大学毕业设计（论文） 系统总体设计
1. 系统总体设计
本课题是根据停车场智能化管理的需要提出的系统设计，而且所设计出来的产品要具有实用价值才具有其真正的价值。
1.1 系统设计任务及实现功能
要想设计出一种停车收费管理系统,首先，设计的停车计时收费器，必须要有计时功能，收费标准（按时间来计费）；其次，假如来了一辆车，要知道哪个地方有空位，要不然会导致堵车、管理混乱等现象；再者，该系统要有查询功能，以便用户想知道自己的具体详细信息，包括停车时间、停车位,消费金额，并且还能够把这些信息显示出来，用液晶模块显示或数码管显示即可。
1.2 系统设计基本要求
设计停车场计时收费系统应考虑：（1）系统操作简单，尽可能地采用图形，人机界面的操作方式；（2）停车场使用者尽可能在最短的时间进入或离开停车场，避免堵车现象；（3）收费合理、多用多付费、少用少付费；（4）收费方便。
1.3 系统总体设计
通信时钟单片机IC卡读写模块键盘存储器显示图1-1 系统总体结构方框图
在掌握系统设计的目的,要求及思想之后,才能勾画出系统的总体设计,对于本
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东华理工大学毕业设计（论文） 系统总体设计
课题同样如此。其简单方框结构图如图1-1所示,具体内容将在后面章节介绍。
系统的工作过程：假设来了一辆车，先给车主一张IC卡并在收费器上感应一下，表示已记录停车起始时间，而且所有IC卡都有编号，这些编号对应停车位；或者是打印一张票据，印有编剧编号、停车起始时间，停车位，通过按键来实现的，然后打开挡车闸电机控制信号，让车主把车开进去。等到车主来取车时，再把IC卡收回来，并在收费器上感应一下，以记录停车结束时间，并且把信息显示出来，包括消费金额，消费时间等，车主付费后打开挡车闸即可离去；打印票据方式其实差不多，再通过按键输入编号打印一张票据，上面印有停车结束时间、消费金额，付费后车主方可离去。如果中途车主不取车想知道自己已停车多久了，就需要查询，输入IC卡号调出所有信息即可。打印票据也一样输入票据编号，调出相关信息。
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东华理工大学毕业设计（论文） 系统设计方案
2． 系统设计方案
2.1 系统设计方案
一般来说,系统的设计有许多中方案,只要其中任何一个模块选用的方式不同,就是另一种方案了。下面就停车计时收费管理系统的设计列举几种方案。
方案一
设计任何一种系统,单片机是其核心部分。在本课题中可以选用MCS-51系列的单片机,至于哪种型号只要满足设计的要求即可。收费方式采用IC(非接触式和接触式)方式,需要利用IC卡读写器对IC卡进行读取信息,信息存储采用外接芯片,通常选用AT24CXX系列,数据通信采用外接芯片,时钟模块选用硬件时钟系统,信息显示采用液晶屏方式。
方案二
单片机系统仍选用MCS-51系列,收费采用打印票据方式,这就需要考虑选用哪种类型打印机,信息存储采用外接芯片,通常选用AT24CXX系列,数据通信采用外接芯片,时钟模块采用硬件时钟系统,信息显示用液晶屏方式。
方案三
单片机系统选用MCS-51系列,收费采用打印票据方式, 信息存储采用外接芯片,通常选用AT24CXX系列,数据通信采用外接芯片,时钟模块选用软件时钟系统,既单片机内部时钟系统,信息显示用数码管方式。
综上所述,本课题设计方案并不是单一不可选的。至于选用哪种方案要考虑综合因素以及个人的看法和见解了。
2.2 系统设计方案选择及比较
对于本设计我选用的是方案一,并且IC选用非接触式的,相比之下,我认为方案一比其他几种方案更具优势.首先,选用现代化技术非接触式IC卡方式,就使设计出的产品更加智能化。其次,显示方式是采用液晶屏显示的,这样可以显示的信息更加详细具体,如果是采用的是数码管显示的话,它只能显示数字信息,这样就不直观明了,并且设计的硬件电路也更加复杂。
根据方案一,整个系统硬件设备的设计和主要功能如表1所示。
表1 硬件设备组成与功能
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