基于单片机的车牌识别系统设计论文范文

基于单片机的车牌识别系统设计论文范文摘要：该设计是一款基于单片机的车牌辨认系统。该系统以嵌入式系统软硬件设计仿真平台Proteus为主要的工具进行系统开发,同时以Keil软件进行编译。硬件电路包括MCS-51单片机,显示模块LCD128×64和4个操作按键等。通过汉字取模软件生成汉字点阵,采用高级编程语言C语言实现车牌的液晶显示仿真。经测试,该报站系统具有操作方便,工作高效稳定和本钱低廉等优点。

关键词：MCS-51单片机;Proteus;LCD128×64;液晶显示;

当今社会,智能交通系统是道路交通的开展趋势。继续开展和不断完善的可视化智能交通监控系统,为实际应用车辆道路运输根底设施的管理系统奠定了良好的根底。智能交通系统,车牌自动辨认系统是开展的一个很重要的方向。车牌自动辨认技术可应用于道路收费系统,交通管理系统领域,起到节省人力本钱,提高工作效率,完善管理制度等。随着汽车数量的迅速增加,车牌辨认技术提出了巨大的经济价值和现实意义。

车牌辨认技术和定位系统的研究,在我国已经有十余年的开展,该系统目前应用仍处于起步阶段,该系统采用成熟的大规模投资还没有出现,车牌辨认系统作为提高交通管理的有效工具,技术水平依然需要完善。当今许多实际应用场合,如在繁忙交通路口临时对欠税费、报废、挂失等车辆的稽查,那么监视区域比拟复杂,现有辨认办法无法直接应用;而且多数情况下,同时出现多辆汽车,背景有广告牌、树木、建筑物、斑马线以及各种背景文字等,现有的辨认办法也不能很好适应多变的环境。车牌自动采集和管理及其他相关信息流量管理,园区车辆管理,停车场管理,交警督察和重大意义等方面,并成为信息处理技术的一个重要的研究课题。

1系统的主要工作任务

车牌辨认系统是指集成了前端视频核心图像处理设备及其算法、《集存储设备以及终端输出设备的系统,其中处理设备那么是指图像处理办法的一种载体,而核心处理算法是指采用模式辨认、图像处理等相关领域的知识针对车牌图像中的字符进行辨认的办法。目前针对车牌辨认系统的研究主要可分为基于嵌入式平台和基于PC机平台两种研究方向。传统的基于PC平台的车牌辨认系统除在在信息处理应用实时性方面难以满足人们的日常需求,同时,在网络管理应用方面也存在带宽的压力,信息采集终端方面的本钱也过高。可见,在实际交通管理应用中,基于PC机平台的车牌辨认系统具有很多限制与缺陷。鉴于传统基于PC平台的车牌辨认系统存在的缺点和缺乏,本文提出了基于MCS-51单片机的车牌辨认系统。

该课题主要是基于MCS-51单片机的车牌辨认系统的设计,包括电探测装置和电子显示屏幕设备。该系统以Proteus仿真平台为主要的工具进行研究,同时以Keil软件进行编译。硬件方面主要包括MCS-51单片机,显示模块LCD128×64和4个操作按键等。它不仅易于设置和显示道路限速,并完成了普通电子限速的提示,同时测量能够实时显示并自动判断是否超速。

2系统设计计划的选择

2.1单片机的选择计划

计划一:Intel公司生产的MCS-51系列单片机。目前应用最广、品种最多的单片机。具有集成度高,系统结构简单,系统扩展方便,可靠性高,处理功能强、速度高,容易产品化等优点。

计划二:宏晶科技公司生产的STC89系列单片机。STC89C51/RD+系列是宏晶科技推出的`新一代单片机。

2.2显示模块的选用

计划一:采用4个16×16点阵的汉字显示。通过单片机的I/O端口,然后将编写好的代码送入总线即可实现汉字的显示。

计划二:利用LCD点阵,进行图形、字母、文字等多种信息的显示。该点阵是由LCD矩阵块构成,图形文字显示屏可与电脑同步显示图像、英文字母和字符,该计划简单方便,但可读性不高,并且操作复杂,需要的元器件也较多,一旦设置后,很难再针对其他功能进行拓展。

计划三:LCD液晶显示器,它具有控制简单,功耗低的特点。该模块功耗小,而且价格低廉,可以实现人机交互。

2.3计划确实定

综上所述,该设计中,考虑到单片机的实际情况和功能领域,选择Intel公司出厂的MCS-51系列单片机。MCS-51系列单片机具有性价比高、低功耗、高性能等特点,使用简单方便。

通过对以上三个计划的比拟,并且考虑到该系统的显示要求以及对LCD128×64液晶显示器的熟练程度,最终选择计划三中的LCD128×64液晶显示器。

3系统各模块元件表明

3.1MCS-51元件表明

单片机SCM(SingleChipMieroeomputer),其实单片机在一个系统中占据着非常重要的地位,它就相当于一个微型的计算机,它可以把需要的信息全部储存在一个芯片上,小物件大世界。单片机的组成局部跟计算机也差不多,包括微处理器(CPU),用于处理数据;存储器(ROM、RAM),用于储存数据与信息;输入/输出口(1/0口),用于传输数据等功能部件。MCS-51单片机在我国应用的比拟早,占据中国大局部市场。MCS是由Intel公司生产研发,根本型号包括8031、8051、8751。

MCS-51单片机的内部结构主要由8个部件组成,即微处理器(CPU)、数据存储器(RAM)、程序存储器、I/O口(PO口、pl口、PZ口、P3口)、串行口、定时器/计数器、中断系统和特殊存放器(SFR)。其中,微处理器由运算器和控制逻辑组成,主要包括累加器(ACC)、B存放器、临时存储器(TMPI、TMPZ)、算术运算单元ALU等。特殊功能存放器SFR(SpeeialFunetionRegister)是用来对片内各功能单元进行管理、控制、监视的控制存放器和状态存放器,是位于片内数据存储器上的一个特殊功能的RAM区,其地址范围为SOH一FFH。SFR主要包括PO口锁存器、Pl口锁存器、PZ口锁存器、P3口锁存器、串行口控制存放器SCON、中断允许存放器IE、定时器/计数器控制存放器TCON、程序状态字存放器PSW、B存放器、累加器ACC等。图1中给出了较为详细的内部结构框图。

3.2LCD128×64元件表明

LCD具有低电压低功耗的特点。由于汉字不能用字符模块显示,所以想显示汉字就要使用图形模块。

系统的显示模块采用LCD128×64液晶芯片,该芯片即可对字符进行显示,也可以显示汉字,是目前市场上采用最广泛的液晶芯片,而且合乎此次设计要求。

4系统的硬件设计

4.1硬件电路设计

车牌自动辨认技术可应用于道路收费系统,交通管理系统领域,起到节省人力本钱,提高工作效率,完善管理制度等。其主要目的就是通过摄像获取车牌图像,然后对车牌图像进行预处理,进而辨认的过程。要想进行车牌自动辨认,则系统硬件局部应该包括下列几个局部:摄像头(图像的获取)、MCS-51单片机(图像的处理)、LCD显示屏(辨认结果)。

4.2MCS-51单片机电路

4.3LCD128×64显示电路

该系统采用LCD128×64液晶模块,该模块既可以对字符进行显示,也可以显示汉字,是目前市场上采用最广泛的液晶芯片之一。

引脚CS1控制液晶左边显示,CS2控制液晶右边显示,E为使能端,要使液晶工作,单片机必须发送一个脉冲到此引脚上。R/W是读写控制,分别是上下电平有效。RS那么是液晶串行并行引脚,通过电平可以选择液晶是处于串行工作状态还是并行工作状态。RST那么是复位引脚,低电平有效,这个引脚的作用是控制液晶的清屏功能,低电平有效后去除所有的数据。

5系统的软件设计

要想构建一个完整的车牌辨认系统进行车牌的辨认,来便利人们的生活,则必须包括下列四个局部,即车牌字符辨认、车牌的底色检测、车牌字符分割以及图像辨认。

5.1图像辨认

车牌的相关信息,如:车牌号、车牌的颜色等采集通过摄像头、相机等来获取完整的车牌信息,直接摄像获取图像的办法不会产生误差,简单直观。车牌包含的信息用计算机语言来反馈,就是包含多个字符的数字,则如何对车牌进行辨认,首先我们需要对车牌进行分割处理,其目的就是将车牌分割为单一字符便于辨认。在辨认技术中带领提高辨认率的目的选择字符辨认的办法,可以选择的有神经网络法和模块匹配法等。在这里,对车牌定位的精度要求是很高的,这也关乎我们后期对图片的处理结果。车牌包含的信息是多个字符,想要对车牌进行辨认,首先我们需要将车牌的多个字符进行分割处理。字符分割技术将车牌的多个字符分割为单一字符,我们利用辨认技术对字符进行辨认。主要的辨认技术有神经网络法和模块匹配法等。目前最重要的是必须提高系统的辨认率。

5.2车牌的底色检测

车牌颜色不是单一的,所以在辨认的过程中我们还需要对车牌的颜色予以辨别。通过我们对车辆车牌的研究发现,车牌的底色一般为蓝色或者黄色,而车牌上字符的颜色一般为白色或者是黑色。车牌不是单一颜色的,如果是则我们就没方法辨认了,因此,我们需要对车牌的颜色予以辨别。本设计采用的是RGB模型检测办法,具体的办法就是将检测得到的像素点与RGB模型进行比对,就可以得出车牌的颜色。

6电路仿真设计

将画好的电路图使用Proteus软件翻开,双击MCS-51单片时机弹出一个编辑元件的对话框,软件通过Keil编译生成的无错误且后缀名为液晶显示报站系统的文件添加到MCS-51单片机中。具体步骤是在ProgramFile后选择需要添加的文件名,该文件必须是事先编译生成的液晶显示报站系统文件。添加完成后就可以进行车牌液晶显示报站系统仿真图。

7结论

该毕业设计的题目是基于单片机的车牌辨认系统,经过了近几个月的学习和研究,终于完成了基于Proteus的车牌液晶显示报站系统的设计,在这个过程中该作者通过不懈努力,最终完成了设计,使系统实现了液晶显示。本设计应用MCS-51单片机为系统的核心控制部件,以LCD128×64作为显示模块输出,具有很强的实用性。该设计依然有很多的缺点,示例在液晶显示上不是很准确,存在局部的误差。需要通过以后的认真研究,使系统更完善,更好地为人们效劳。

参考文献

[1]刘玲,张兴会.智能化车牌辨认系统研究[J].仪器仪表学报,2022,25(4):476-4