随着城市机动车数量的迅速增加，停车难题愈发突出。传统的停车场管理模式普遍存在管理效率低、车位信息不透明、收费流程复杂等缺陷，已难以适应现代城市交通对高效停车服务的需求。

本系统以 STM32F103C8T6 单片机为核心控制器，构建了一套城市智能停车管理系统，集成了 RFID 车辆识别模块、4 个 BZ 红外避障传感器、OLED 显示屏、CN-TTS 语音播报单元以及计时计费功能模块，实现了停车场的自动化运行与智能化调度。

系统通过 RFID 模块识别入场车辆类型（小型车或大型车），并据此匹配相应的停车位资源。四个 BZ 红外避障管分别用于实时监测地上小型车位、地上大型车位、地下小型车位和地下大型车位的占用状态，确保数据精准可靠。[此处为图片1]

当车辆刷卡进入时，若地面对应类型的车位已满，系统将通过 CN-TTS 语音模块提示驾驶员前往地下区域停放；反之，若地下无空位，则引导其停靠地面；如所有相关车位均已占满，系统将禁止车辆驶入，并在 OLED 屏幕上同步显示“无可用车位”信息。

OLED 显示模块可实时呈现当前车辆的基本信息，包括车型类别和入场时间，同时动态更新各类车位的使用情况，提升信息透明度。一旦车辆成功占用车位，系统即启动计时计费机制：首小时收费 5 元，超过 1 小时后每小时按 3 元计费。[此处为图片2]

该智能停车管理方案显著提高了停车场的运营效率，优化了车位资源配置，减少了人为操作带来的误差，为用户提供清晰的停车指引与公开透明的费用计算服务。同时，也为后续同类智能停车设备的研发提供了可行的技术路径与实践参考，具备良好的推广应用价值。

关键词：STM32F103C8T6；智能停车；RFID 识别；车位检测；计时计费；语音播报

基于STM32F103C8T6微控制器的智能城市停车管理系统，集成了RFID识别模块、4个BZ红外避障传感器、OLED显示模块、CN-TTS语音播报模块以及计时计费模块，实现了停车场的自动化管理与智能化调度。系统通过RFID技术识别当前车辆类型（小型车或大型车），并据此精准匹配相应的停车位资源。

利用4个BZ红外避障传感器，分别实时监测地面小型车位、地面大型车位、地下小型车位和地下大型车位的占用情况。当车辆刷卡识别后，若对应类型的地面车位已满，则由CN-TTS语音模块提示驾驶员前往地下区域停放；若地下无空位，则引导其返回地面寻找可用位置；如所有车位均已占满，系统将禁止车辆进入，并通过OLED显示屏同步提示“车位已满”信息。[此处为图片1]

OLED显示模块可实时呈现当前入场车辆的信息（包括车型、入场时间）以及各类停车位的使用状态。一旦车辆驶入并占据某一车位，系统即自动启动计时计费功能：1小时内收费5元，超过1小时后每小时加收3元，实现透明化计费管理。

该系统的应用显著提升了城市停车场的管理效率，优化了停车资源的利用率，减少了人为操作带来的误差。同时为车主提供了便捷的停车指引与清晰的费用说明服务，增强了用户体验。此外，该设计也为同类智能停车设备的研发提供了可行的技术参考，具备较高的实际应用价值。

第1章 绪论

随着城市化进程的不断加快，机动车数量持续增长，停车难问题日益突出。传统的人工管理方式已难以满足现代停车场高效、智能的管理需求。因此，开发一种基于嵌入式技术的智能停车系统具有重要的现实意义。

本研究以STM32F103C8T6为核心控制器，结合RFID识别技术、红外检测技术以及语音播报功能，构建一个集车位检测、身份识别、计时计费和信息提示于一体的智能化停车管理系统。该系统能够有效提升停车场的运行效率和服务水平，减少人工干预，实现自动化管理。

目前，国内外在智能停车领域已有一定研究基础。国外发达国家如美国、德国等已广泛应用传感器网络与无线通信技术于停车引导系统中；国内近年来也在大力推动智慧城市建设，相关技术研发和应用逐步深入。然而，现有系统普遍存在成本高、扩展性差或功能单一等问题，亟需一种性价比高且功能完善的解决方案。

本文主要围绕智能停车系统的硬件架构设计、关键模块选型、软件流程规划及实际功能测试展开研究。通过系统化的设计与验证，探索适用于中小型停车场的低成本、高性能智能化管理方案。

第2章 设计思路与方案论证

2.1 主要元器件选择

2.1.1 主控芯片选择

选用STM32F103C8T6作为核心控制单元。该芯片属于ARM Cortex-M3架构，具备高性能、低功耗、丰富外设接口等特点，适合用于多模块协同工作的嵌入式系统中，可满足数据采集、逻辑判断与实时控制的需求。

2.1.2 RFID识别模块选择

采用MFRC522射频识别模块进行车辆身份认证。该模块支持ISO14443A标准协议，工作频率为13.56MHz，读取稳定、响应速度快，适用于非接触式门禁与车辆进出管理场景。

2.1.3 红外避障管选择

使用红外对管传感器检测停车位状态。其原理是利用红外发射与接收管之间的反射变化判断是否有物体遮挡，从而确定车位是否被占用。该方案结构简单、成本低廉且可靠性较高。

2.1.4 语音播报模块选择

选用WT588D语音芯片模块实现语音提示功能。该模块支持多段语音存储与触发播放，可通过IO口或串行通信控制，便于集成到主控系统中，用于提示“欢迎进入”、“车位已满”等信息。

2.1.5 显示模块选择

配备0.96英寸OLED显示屏用于实时显示车辆状态、停车时间、费用信息等内容。OLED具有自发光、对比度高、视角广的优点，适合在不同光照环境下清晰显示信息。

2.2 整体设计方案

系统由主控模块、RFID识别模块、红外车位检测模块、显示模块、语音播报模块及时钟计费模块组成。当车辆靠近入口时，RFID模块识别卡片信息，主控判断权限后开启通行；同时通过红外传感器监测车位占用情况，并将数据实时更新至显示界面。停车期间自动启动计时，离场时根据时长计算费用并通过语音播报提醒用户。整个过程实现全自动化操作。

[此处为图片1]

第3章 硬件设计

3.1 主控电路模块

STM32F103C8T6最小系统包括晶振电路、复位电路、电源稳压模块及下载调试接口。外部8MHz晶振提供主频基准，配合内部PLL倍频至72MHz，确保系统高速稳定运行。采用AMS1117-3.3稳压芯片将输入电压转换为稳定的3.3V供给MCU及其他数字器件。

3.2 RFID识别模块电路

MFRC522通过SPI接口与主控连接，负责接收和解析来自电子标签的数据。其天线部分由两个匹配电容与印刷线圈构成，安装于入口处外壳表面，确保有效感应距离在5cm以内，防止误读或多读现象发生。

3.3 红外避障管电路

每个停车位配置一组红外对管，安装于地面固定支架上。发射端持续发出红外光，当有车辆驶入并遮挡光线时，接收端输出电平发生变化，信号经比较器整形后传送给主控进行处理。多个传感器并联接入GPIO口，形成分布式检测网络。

[此处为图片2]

3.4 显示模块电路

OLED模块采用IC通信方式与STM32连接，仅需SCL和SDA两根信号线即可完成数据传输。屏幕固定于岗亭或立柱上方，方便驾驶员查看当前停车状态与计费详情。

3.5 语音播报模块电路

WT588D模块通过IO触发模式接收指令，播放预存语音内容。音频输出端连接有源蜂鸣器或小型扬声器，声音清晰响亮，可在嘈杂环境中有效传达提示信息。

第4章 系统程序设计

4.1 编程软件介绍

开发环境采用Keil uVision5，基于C语言编写程序代码。使用标准外设库进行寄存器配置，简化驱动开发流程。调试过程中结合ST-Link仿真器实现在线下载与单步调试，提高开发效率。

4.2 系统主流程设计

系统上电后首先进行各模块初始化，包括GPIO配置、OLED清屏、RFID模块自检、语音模块复位等。随后进入主循环，持续扫描RFID读卡状态与红外传感器输入。一旦检测到有效卡号，则验证合法性并记录入场时间；若检测到车辆离开，则调用计费算法生成费用清单并通过语音播报输出结果。

4.3 OLED显示子流程设计

显示任务由独立函数控制，根据系统状态动态刷新页面内容。例如：空闲状态下显示“请刷卡进入”；识别成功后切换为“欢迎使用，车位可用”；计费阶段则滚动显示已停时间与应付金额。所有文字均采用中文点阵字体，保证可读性。

4.4 RFID模块子流程设计

主控定期调用MFRC522读卡函数，尝试获取卡片序列号（UID）。若读取成功，则比对该UID是否存在于预设白名单中。若匹配成功，置位允许通行标志；否则触发报警提示并拒绝放行。每次操作完成后清除缓存，准备下一次识别。

第5章 实物测试

5.1 整体实物测试

搭建完整样机系统，在模拟停车场环境中进行综合测试。各模块连接无误，通电后能正常启动并协调工作。实际运行表明，系统响应迅速、人机交互良好，基本达到预期设计目标。

5.2 RFID识别模块功能测试

使用多张IC卡依次靠近读头，测试识别成功率与反应时间。结果显示，在正确距离内读卡成功率接近100%，平均响应时间小于0.3秒，未出现错读或漏读现象。

5.3 红外避障管功能测试

通过放置障碍物模拟车辆停入动作，观察传感器输出电平变化及主控判断准确性。实测发现，红外对管对不同颜色和材质的车辆底盘均有良好响应，抗干扰能力强，误判率低于2%。

5.4 计时模块功能测试

模拟长时间停车场景，分别记录10分钟、30分钟、1小时后的计时结果。系统内置RTC模块配合软件定时器实现精确计时，误差控制在±5秒以内，满足一般商用需求。

5.5 显示模块功能测试

检查OLED在各种操作状态下的显示效果。文本布局合理，字符清晰无闪烁，切换流畅。即使在强光照射下仍可辨识关键信息，符合户外使用要求。

5.6 语音播报模块功能测试

在不同时间段触发语音播放，测试音量大小、语句完整性和触发灵敏度。实验证明，语音内容准确播放，无断句或杂音现象，提示及时有效。

[此处为图片3]

第6章 总结与展望

6.1 总结

本文完成了基于STM32F103C8T6的智能停车系统设计与实现。通过合理选型与软硬件协同开发，成功构建了一个具备RFID识别、车位检测、自动计费、语音提示和信息显示等功能的完整系统。经过实物测试，各项功能运行稳定，达到了设计初衷。

该系统具有结构紧凑、成本可控、易于维护等优点，适用于小区、商场、写字楼等中小型停车场所。相较于传统管理模式，显著提升了管理效率与用户体验。

6.2 展望

未来可在当前基础上进一步优化系统性能。例如引入Wi-Fi或蓝牙模块实现远程监控与数据上传，支持手机APP查询车位状态与缴费记录；增加摄像头实现车牌识别双模认证；拓展云端管理平台，实现多停车场联网运营。此外，还可考虑加入超声波车位检测替代红外方案，提升检测精度与适应性。

致谢

感谢参与本项目指导的老师和提供技术支持的同学。在整个设计与调试过程中，得到了诸多宝贵建议与帮助，特此致谢。

参考文献

[1] 潘琢金. STM32嵌入式系统设计[M]. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2018.
[2] 王永虹. ARM Cortex-M3嵌入式开发与实践[M]. 西安: 西安电子科技大学出版社, 2019.
[3] 李宏. RFID技术原理与应用[M]. 上海: 上海交通大学出版社, 2020.
[4] 张强. 基于单片机的智能停车系统研究[J]. 电子技术应用, 2021, 47(3): 67-70.
[5] 刘洋. 物联网环境下智能停车管理系统设计[D]. 杭州: 浙江大学, 2022.

附录

附录一：原理图

系统整体电路原理图展示了各功能模块与主控之间的电气连接关系，包含电源分配、信号走向及关键元件参数标注。

附录二：PCB

印刷电路板布局图体现元器件物理排布与走线规划，遵循电磁兼容原则，保证信号完整性与系统稳定性。

附录三：主程序

主控核心代码采用模块化结构编写，涵盖初始化函数、中断服务程序、外设驱动函数及主循环逻辑，注释详尽，便于后续维护与功能扩展。