【社区优秀作品】告别上下车上锁下锁的烦恼——车位智能锁

 现在我们许多家庭都有自己的车位，但有时我们的车位会被别人占领，这时就要联系物业或车主，十分的麻烦，假如车主有事来不了，我们就停不了车，为了解决这个问题，我们可以给车位安装上车位锁，但如果是普通的车位锁，上锁下锁也很不方便，所以就做了这个智能车位锁这个作品。

1. 利用HuskyLens AI摄像头的学习功能可以事先学习自家的车牌号（由于HuskyLens AI摄像头不能进行车牌识别，我们可以在车牌边贴一个标签来代替）。
   

2. 当红外避障模块检测到车位上没有汽车时，车位锁就会自动上锁。

3. 当红外避障传感器检测到有汽车时，哈士奇摄像头就开始识别车牌（标签），如果是自家汽车时就自动开锁，否则不开锁。

4. 如果有亲戚或朋友的汽车要停时，我们可以告诉他密码，输入正确密码后也会自动开锁。

外观结构设计与切割

外观结构的材料采用3MM的椴木板，根据硬件组装的需求及作品外观的设想，先利用LaserMaker软件在电脑上设计出其外壳图纸，再用激光切割机切割出来。外观结构设计图如图1所示：

图1 外观结构设计图

把红外避障感器、舵机分别利用热熔胶固定在相应位置，如图2所示：

图2 安装红外避障传感器和舵机

把Arduon主控板和矩阵键盘固定在相应位置。如图3所示：

图3 安装Arduino主控板和矩阵键盘

安装车锁结构部分。如图4所示：

图4 安装车锁结构部分

把主控板部分和矩阵键盘部分安装在上面板上。如图5所示：

图5 上面板组装

把HuskyLens AI摄像头安装到顶部面板上。如图6所示：

图6 安装HuskyLens AI摄像头

把各个传感器按照接线图所示与Arduino主控板连接好。如图7所示：

图7 电路接线图

最后再安装好底部盒子，再把顶面板安装上固定好，这样整个结构就组装完成了。如图8所示：

图8 完成组装

程序的编写软件是Mind+，打开Mind+软件，切换到上传模式。如图9所示：

图9 切换到上传模式

作品使用的主控板是Arduino UNO，传感器执行器有红外避障模块、哈士奇摄像头、舵机、蜂鸣器等，我们先选择相应的主控板和传感器、执行器。点击左下角的“扩展”，在弹出窗口的“主控板”选项卡中选择“Arduino UNO”，在“传感器”选项卡中选择“HUSKYLENS AI摄像头”，在“执行器”选项卡中选择“舵机模块”。如图10、图11、图12、图13所示：

图10 添加“扩展”

图11 添加“Arduino Uno”主控板

图12 添加“HuskyLens AI 摄像头”传感器

图13 添加“舵机”

添加矩阵键盘传感器。由于矩阵键盘传感器在Mind+默认状态下是没加载的，需要在用户库里自行添加，切换到“用户库”选项卡，在下面的输入框内输入网址：https://gitee.com/hockel/keypad

回车确定，下面就会出现4*4矩阵键盘，点击它就会加载上，最后点击左上角的“返回”，返回到编程主界面。如图14、图15所示：

图14 添加“矩阵键盘”

图15 返回到编程主界面

传感器的初始化操作以及变量的定义

我们先选中左侧底部的“用户库”，再把有关矩阵键盘初始化的两个积木拖出来，在上面的接线中矩阵键盘是接在2—9接口的，所以根据实际情况修改两个积木中的接口，同样道理，我们选中左侧的传感器，把HuskyLers摄像头的初始化和算法切换积木块拖出来接上，并把算法改为“标签识别”。

新建一个“输入内容”的字符串类型变量并赋值为空，它是用来存放矩阵键盘输入的内容。再新建3个数字类型变量，变量“角度”用来确定舵机的角度，赋值为120；变量“密码状态”主要用来控制键盘输入程序是否执行，赋值为0表示输入无效；变量“密码”主要用来存放键盘输入结果，用于与预设密码进行比较，这里也先赋值为0。

选中左侧执行器，把设置舵机角度的积木拖出来接下变量的下面，舵机是接在A0针脚的，所以接口这里改为A0，把变量“角度”放在舵机角度处，上面变量“角度”是120，所以一开始我们让舵机转到120度，处于开锁状态。程序如图16所示：

图16 初始化程序

选中左侧“函数”，再新建3个处定义函数，分别为密码、锁降、锁升，“密码”函数中主要是放有关密码输入程序的积木，“锁降”函数中主要是放车位锁下降即开锁相关的程序，“锁升”函数中主要是放车位锁上升相关的程序。程序如图17所示：

图17 新建“密码”、“锁降”、“锁升”函数

车位锁的升降主要是由舵机控制的，当舵机转到30度时，表示上锁，当舵机转到120度时，表示下锁，为了使舵机转动平滑一点，我们可以采取每次转3度，直到转到相应角度。程序如图18所示：

图18 函数“锁升”、“锁降”程序

有关“密码”函数中的程序及说明如下图19：

图19 “密码”函数程序

在车位中间位置安装了一个红外壁障传感器，我们把它接在A1针脚上，它主要用来检测有没有车，所以在循环执行中先放一个如果否则条件执行积木，如果没有汽车时也就是“数字引脚A1”的值为“假”时，车位锁就会自动上锁。如果有车也就是“数字引脚A1”的值为真时，再读取哈士奇摄像头的数据（摄像头识别汽车上的标签的ID），再运行“密码”函数，接着再判断密码是否为528或者学习过的ID为1或2的标签是否在摄像头拍到的画面中，如有三者条件中只要满足一个就会开锁。

开锁后再次去判断红外避障模块上有没有汽车，如果有，再次判断，直到汽车开走，再把变量“密码”赋值为0，相当于密码消除，不然不管什么车开来，车锁都会下降。程序如图20所示：

图20 主程序

完整程序如图21所示：

图21 智能车位锁完整程序

由于HuskyLens AI摄像头没有车牌识别的功能，但它有个标签识别功能，这个作品中是借助标签识别功能来实现的，把标签贴在车牌边。也试过HuskyLens AI摄像头的物体分类，先对车牌不同的角度进行学习，但实际效果不理想。在离线的情况下大家有没有更好的办法呢？