【单片机毕业设计】基于 STM32 的 IC 卡注册管理停车场智能引导系统设计 基于 STM32 单片机的停车场计时计费与蜂鸣提醒系统设计（016508）

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项目研究背景

随着城市机动车保有量持续增长，小型园区、小区配套停车场的智能化改造需求不断提升。传统小型停车场大多依靠人工登记管理，依靠人工判断车位占用状态、手动记录车辆出入时间并核算停车费用，存在车位状态感知滞后、车辆出入核验效率低、计费误差大、人工运维成本高等问题。部分简易停车设备仅实现基础闸道开关功能，缺少车位引导、IC 卡权限管理、实时数据展示等一体化能力，无法远程查看停车场运行状态。物联网、嵌入式技术与移动端开发技术的成熟，为低成本小型停车场智能化改造提供可行方案。本课题以 STM32 单片机作为主控单元，结合红外传感、射频识别、WiFi 无线通信技术，搭建集车位检测、IC 卡身份认证、闸道控制、计时计费、移动端状态监测于一体的智能停车系统，实现小型停车场自动化管理，减少人工干预，提升停车出入管理效率，可为微型停车场智能化建设提供低成本落地参考方案。

摘要

本课题设计一套基于 STM32 单片机的智能停车场车位引导与计费管理系统，系统采用红外传感器采集车位占用信息，RC522 射频模块实现 IC 卡身份识别与卡片注册、删除管理。系统利用 OLED 屏幕展示时间、剩余车位与闸道状态，LED 灯完成车位引导，SG90 舵机模拟停车场闸道开关，蜂鸣器完成刷卡提示。车辆入库、出库时自动记录出入时间并计算停车费用，剩余车位为零时禁止车辆入场。系统搭载 ESP-01S WiFi 模块，将车位信息、IC 卡号、出入时间、计费数据上传至 Android APP 进行可视化展示。测试结果表明，该系统能够稳定完成车位感应、IC 卡权限校验、闸机联动、计时计费、无线数据上传等功能，可满足小型停车场自动化管理需求，具备成本低、部署简单的特点。

总体方案

1. STM32F103C8T6 单片机：作为系统主控核心，负责采集传感器信号、处理射频识别数据、控制外设执行动作、计时计费运算，协调各模块协同工作，是整个嵌入式终端的控制核心，承担所有逻辑运算任务。
2. 三路红外传感器：用于车位检测，部署在三个车位位置，检测车位是否停放车辆，将车位有无车辆的信号传输至单片机，实现车位状态采集。
3. OLED 显示屏：作为本地信息显示终端，实时展示系统时间、剩余车位数量、闸道开关状态，刷卡操作时展示提示文字与计费信息，实现本地可视化。
4. LED 指示灯（三路）：车位引导硬件，与车位一一对应，车位空闲时点亮 LED 提示车辆停靠，车辆驶入车位后熄灭指示灯，实现车位引导。
5. RC522 射频识别模块：用于 IC 卡读写，完成卡片身份识别，配合按键实现 IC 卡注册、删除功能，校验卡片权限，未注册卡片禁止入场。
6. 独立按键：用于卡片管理操作，支持新 IC 卡注册、旧 IC 卡删除，为管理员提供卡片权限维护入口。
7. SG90 舵机：模拟停车场闸道，收到合法刷卡指令后转动打开闸道，延时 5 秒自动复位关闭闸道，模拟车辆通行控制。
8. 蜂鸣器：声音提醒外设，刷卡验证成功时触发蜂鸣提示，反馈刷卡操作结果。
9. ESP-01S WiFi 模块：无线通信单元，将停车场车位、IC 卡、出入记录、计费数据上传，实现嵌入式终端与 Android 移动端的数据交互。
10. Android 移动端设备：安装 Android Studio 开发的 APP，接收 WiFi 上传数据，展示时间、IC 卡号、剩余车位、入库出库时间、停车费用。
11. PC 计算机：用于 STM32 程序编写、编译下载、Android APP 开发调试，作为开发调试硬件环境。

核心功能

1. 主控数据处理功能：由 STM32 单片机完成系统全部数据处理任务，接收各传感器与模块采集信号，完成逻辑判断、计时与计费运算，统一调度外设工作，是系统运行基础。
2. OLED 信息显示功能：在本地屏幕实时刷新当前系统时间、剩余车位数量以及闸道开关状态；刷卡入库时显示停车提示，车辆离场时展示 IC 卡号、出入时间和计费金额，实现本地信息可视化。
3. 红外车位感应功能：三路红外传感器分别监测 3 个车位，实时检测车位是否停放车辆，将车位占用状态反馈给主控，用于剩余车位统计。
4. LED 车位引导功能：每个车位对应一路 LED 灯，车位空闲时 LED 点亮引导车辆停靠；车辆驶入车位，红外检测到车辆后，对应 LED 熄灭，直观展示可用车位。
5. RC522 刷卡身份验证功能：读取 IC 卡信息进行身份校验，只有预先注册的 IC 卡才允许进入停车场，未注册卡片无法触发闸道开启。
6. IC 卡管理功能：管理员通过按键完成 IC 卡注册、删除操作，可添加新授权卡片，也可移除失效卡片，维护入场权限列表。
7. 闸道模拟控制功能：SG90 舵机模拟闸道，刷卡校验通过后舵机转动打开闸道，延时 5 秒后自动关闭，模拟车辆通行管控。
8. 刷卡入库管理功能：合法卡片刷卡入库，蜂鸣器发出提示音，闸道开启，屏幕提示停车信息，剩余车位数量减一；当剩余车位为 0 时，刷卡无法入场。
9. 车辆出库计费功能：已入库车辆再次刷卡代表离场，闸道开启，系统记录出库时间，根据停车时长计算停车费用，演示规则为 1 秒计 1 元，费用上限 99 元，屏幕展示完整出入记录与金额。
10. WiFi 数据传输功能：ESP-01S 模块将停车场各类运行数据无线发送，完成嵌入式终端到移动端的数据传输。
11. Android APP 数据展示功能：移动端 APP 接收 WiFi 上传的数据，展示系统时间、IC 卡号、剩余车位、入库时间、出库时间与停车费用，实现远程状态查看。

技术路线

1. C 语言：用于编写 STM32 单片机嵌入式程序，实现传感器读取、射频卡读写、舵机、蜂鸣器、OLED 屏幕控制、计时计费逻辑开发，是嵌入式端核心编程语言。
2. Keil MDK：STM32 单片机开发工具，用于代码编写、编译、调试，将程序下载到单片机开发板，完成嵌入式固件开发。
3. Android Studio：Android 移动端 APP 开发工具，使用 Java 语言开发 APP 界面，编写网络通信代码，接收 WiFi 模块上传的数据并展示。
4. STM32 标准库：单片机底层开发库，简化 GPIO、定时器、串口等外设驱动开发，快速实现硬件模块驱动。
5. RC522 驱动库：射频识别模块驱动代码，实现 IC 卡读取、卡片注册删除功能开发。
6. ESP-01S AT 指令集：通过串口发送 AT 指令配置 WiFi 模块，建立无线通信，完成单片机与 APP 之间的数据透传。
7. OLED 屏幕驱动程序：实现屏幕文字信息绘制、刷新，完成本地信息展示功能开发。
8. 串口通信：单片机串口和 ESP-01S、RC522 模块通信，实现数据收发。
9. Android 模拟器 / 安卓手机：移动端测试环境，安装开发好的 APP，调试数据接收、界面显示效果。
10. 串口调试助手：辅助调试工具，监测单片机串口输出数据，排查硬件通信故障，验证模块数据采集结果。
11. Multisim / 硬件实物搭建：硬件电路搭建与调试，完成单片机、传感器、外设之间电路接线，测试硬件联动效果。
12. 黑盒测试方法：系统功能测试，逐项验证车位检测、刷卡、计费、APP 通信等全部功能，检验系统稳定性。

项目演示

关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。

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