基于SP8266 NodeMCU構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)智能停車(chē)系統(tǒng)

　　隨著智慧城市的日益普及，每個(gè)領(lǐng)域都需要智能解決方案。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)控制功能實(shí)現(xiàn)了智能城市的可能性。一個(gè)人只需使用智能手機(jī)或任何連接互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備，就可以從世界任何地方控制安裝在他家或辦公室中的設(shè)備。智慧城市中有多個(gè)領(lǐng)域，智能停車(chē)是智慧城市中的熱門(mén)領(lǐng)域之一。

　　智能停車(chē)行業(yè)已經(jīng)看到了許多創(chuàng)新，如智能停車(chē)管理系統(tǒng)、智能門(mén)禁、可以檢測(cè)車(chē)輛類型的智能攝像頭、ANPR（自動(dòng)車(chē)牌識(shí)別）、智能支付系統(tǒng)、智能進(jìn)入系統(tǒng)等等。今天將采用類似的方法并構(gòu)建智能停車(chē)解決方案，該解決方案將使用超聲波傳感器檢測(cè)車(chē)輛的存在并觸發(fā)門(mén)自動(dòng)打開(kāi)或關(guān)閉。ESP8266 NodeMCU 將在此處用作主控制器，以控制與其連接的所有外圍設(shè)備。

　　在這個(gè)物聯(lián)網(wǎng)智能停車(chē)系統(tǒng)中，我們會(huì)將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，以查找車(chē)輛停車(chē)位的可用性。在這里，我們使用 firebase 作為物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)獲取停車(chē)可用性數(shù)據(jù)。為此，我們需要找到 Firebase 主機(jī)地址和授權(quán)密鑰。

　　所需組件

　　ESP8266 NodeMCU

　　超聲波傳感器

　　直流伺服電機(jī)

　　紅外傳感器

　　16x2 i2c 液晶顯示器

　　跳線

　　電路原理圖

　　下面給出了這個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的車(chē)輛停車(chē)系統(tǒng)的電路圖。它包括兩個(gè)紅外傳感器、兩個(gè)伺服電機(jī)、一個(gè)超聲波傳感器和一個(gè) 16x2 液晶顯示器。

　　在這里，ESP8266 將控制整個(gè)過(guò)程，并將停車(chē)可用性信息發(fā)送到 Google Firebase，以便可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)從世界任何地方對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。兩個(gè)紅外傳感器用于入口和出口大門(mén)，以檢測(cè)汽車(chē)的存在并自動(dòng)打開(kāi)或關(guān)閉大門(mén)。IR 傳感器用于通過(guò)發(fā)送和接收紅外線來(lái)檢測(cè)任何物體，在此處了解有關(guān) IR 傳感器的更多信息。我們還介紹了有關(guān)Arduino IR 傳感器接口的詳細(xì)教程，您可以查看該教程以了解更多 IR 傳感器模塊的工作原理以及如何將其與 Arduino uno 連接。

　　兩個(gè)伺服器將充當(dāng)入口和出口門(mén)，它們旋轉(zhuǎn)以打開(kāi)或關(guān)閉門(mén)。最后，使用超聲波傳感器檢測(cè)停車(chē)位是否可用或被占用，并將數(shù)據(jù)相應(yīng)地發(fā)送到 ESP8266。查看本教程末尾提供的視頻以了解該項(xiàng)目的完整工作。

　　這是這個(gè)完整的智能停車(chē)系統(tǒng)原型的外觀：

為智能停車(chē)解決方案編程 ESP8266 NodeMCU

帶有工作視頻的完整代碼本教程末尾

要對(duì) NodeMCU 進(jìn)行編程，只需使用 Micro USB 電纜將 NodeMCU 插入計(jì)算機(jī)并打開(kāi) Arduino IDE。I2C 顯示器和伺服電機(jī)需要這些庫(kù)。LCD 將顯示停車(chē)位的可用性，伺服電機(jī)將用于打開(kāi)和關(guān)閉出入口。Wire.h庫(kù)將用于在 i2c 協(xié)議中連接 LCD?。ESP8266 NodeMCU 中的 I2C 引腳為 D1 (SCL) 和 D2 (SDA)。這里使用的數(shù)據(jù)庫(kù)將是 Firebase，所以這里我們還包括相同的庫(kù)(FirebaseArduino.h)。

?

#include  
#include  
#include  
#include  
#include 

?

然后包含從 Google Firebase 獲得的 Firebase 憑據(jù)。這些將包括包含您的項(xiàng)目名稱和密鑰的主機(jī)名。要查找這些值，請(qǐng)遵循Firebase 上的上一教程。

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#define FIREBASE_HOST "smart-parking-7f5b6.firebaseio.com"                           
#define FIREBASE_AUTH "suAkUQ4wXRPW7nA0zJQVsx3H2LmeBDPGmfTMBHCT"  

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包括 WiFi SSID 和密碼等 WiFi 憑據(jù)。

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#define WIFI_SSID "CircuitDigest"             
#define WIFI_PASSWORD "circuitdigest101"

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使用設(shè)備地址（此處為 0x27）和 LCD 類型初始化 I2C LCD。還包括用于進(jìn)出大門(mén)的伺服電機(jī)。

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LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); 
伺服myservo；
伺服myservo1；

?

啟動(dòng) I2C LCD 的 I2C 通信。

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Wire.begin(D2, D1);

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將進(jìn)出伺服電機(jī)連接到 NodeMCU 的 D5、D6 引腳。

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  myservo.attach(D6); 
  myservos.attach(D5);

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選擇超聲波傳感器的觸發(fā)引腳作為輸出，回波引腳作為輸入。超聲波傳感器將用于檢測(cè)停車(chē)位的可用性。如果汽車(chē)占據(jù)了空間，那么它會(huì)發(fā)光，否則它不會(huì)發(fā)光。

?

  pinMode（TRIG，輸出）；
  pinMode（回聲，輸入）；

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NodeMCU 的兩個(gè)引腳 D0 和 D4 用于獲取 IR 傳感器讀數(shù)。紅外傳感器將充當(dāng)入口和出口門(mén)傳感器。這將檢測(cè)汽車(chē)的存在。

?

pinMode（carExited，輸入）；
pinMode（carEnter，輸入）；

?

連接到 WiFi 并等待一段時(shí)間，直到它連接上。

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  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);                                     
  Serial.print("正在連接"); 
  Serial.print(WIFI_SSID); 
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { 
    Serial.print("."); 
    延遲（500）；
  }

?

使用主機(jī)和密鑰作為憑據(jù)開(kāi)始與 Firebase 連接。

?

Firebase.begin(FIREBASE_HOST, FIREBASE_AUTH);

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啟動(dòng) i2c 16x2 LCD 并將光標(biāo)位置設(shè)置在第 0行第0列。

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液晶顯示器開(kāi)始（）；
lcd.setCursor(0, 0);

?

從超聲波傳感器中獲取距離。這將用于檢測(cè)特定地點(diǎn)的車(chē)輛存在。首先發(fā)送 2 微秒脈沖，然后讀取接收到的脈沖。然后將其轉(zhuǎn)換為'cm'。在此處了解有關(guān)使用超聲波傳感器測(cè)量距離的更多信息。

?

  數(shù)字寫(xiě)入（觸發(fā)，低）；
  延遲微秒（2）；
  數(shù)字寫(xiě)入（觸發(fā)，高）；
  延遲微秒（10）；
  數(shù)字寫(xiě)入（觸發(fā)，低）；
  持續(xù)時(shí)間=脈沖輸入（回聲，高）；
  距離 = (持續(xù)時(shí)間 / 2) / 29.1;

?

以數(shù)字方式讀取 IR 傳感器引腳作為進(jìn)入傳感器并檢查其是否為高電平。如果它很高，則增加條目計(jì)數(shù)并將其打印到16x2 LCD 顯示器和串行監(jiān)視器。

?

  int carEntry = digitalRead(carEnter); 
  if (carEntry == HIGH) { 
    countYes++; 
    Serial.print("汽車(chē)進(jìn)入 = " ); Serial.println(countYes); 
    lcd.setCursor(0, 1); 
    lcd.print("汽車(chē)進(jìn)入");

?

同時(shí)移動(dòng)伺服電機(jī)角度以打開(kāi)入口門(mén)。根據(jù)您的用例更改角度。

?

    for (pos = 140; pos >= 45; pos -= 1) { 
      myservos.write(pos); 
      延遲（5）；
    }
    延遲（2000）；
    for (pos = 45; pos <= 140; pos += 1) { 
      // 以 1 度為步長(zhǎng)
      myservos.write(pos); 
      延遲（5）；
    }

?

并使用Firebase 庫(kù)的pushString函數(shù)將讀數(shù)發(fā)送到firebase。

?

Firebase.pushString("/停車(chē)狀態(tài)/", fireAvailable );

?

對(duì)出口紅外傳感器和出口伺服電機(jī)執(zhí)行與上述類似的步驟。

?

  int carExit = digitalRead(carExited); 
  if (carExit == HIGH) { 
    countYes--; 
    Serial.print("汽車(chē)退出 = " ); Serial.println(countYes); 
    lcd.setCursor(0, 1); 
    lcd.print("汽車(chē)退出"); 
    for (pos1 = 140; pos1 >= 45; pos1 -= 1) { 
      myservo.write(pos1); 
      延遲（5）；
    }
    延遲（2000）；

    for (pos1 = 45; pos1 <= 140; pos1 += 1) { 
      // 以 1 度為步長(zhǎng)
      myservo.write(pos1); 
      延遲（5）；
    } 
    Firebase.pushString("/停車(chē)狀態(tài)/", fireAvailable ); 
    lcd.clear(); 
  }

?

檢查汽車(chē)是否已到達(dá)停車(chē)位，如果已到達(dá)，則發(fā)光 LED 會(huì)發(fā)出停車(chē)位已滿的信號(hào)。

?

  if (distance < 6) { 
        Serial.println("Occupied"); 
    數(shù)字寫(xiě)入（領(lǐng)導(dǎo)，高）；
  }

?

否則表明該位置可用。

?

  if (距離 > 6) { 
        Serial.println("可用"); 
    數(shù)字寫(xiě)入（領(lǐng)導(dǎo)，低）；
  }

?

計(jì)算停車(chē)場(chǎng)內(nèi)的總空閑空間并將其保存在字符串中以將數(shù)據(jù)發(fā)送到 firebase。

?

Empty = allSpace - countYes；
  可用 = String("可用= ") + String(Empty) + String("/") + String(allSpace);
  fireAvailable = String("Available=") + String(Empty) + String("/") + String(allSpace);
還將數(shù)據(jù)打印到 i2C LCD。
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print（可用）；

?

　　這就是如何在 Firebase 上在線跟蹤停車(chē)位的可用性，如下面的快照所示：

　　這樣就完成了使用 ESP8266 NodeMCU 模塊和不同外設(shè)的完整智能停車(chē)系統(tǒng)。

#include

#include

#include

#include

#include


#define FIREBASE_HOST "smart-parking-7f5b6.firebaseio.com" // 來(lái)自 firebase id 的項(xiàng)目名稱地址

#define FIREBASE_AUTH "suAkUQ4wXRPW7nA0zJQVsx3H2LmeBDPGmfTMBHCT" // 從 firebase 生成的密鑰


#define WIFI_SSID "CircuitDigest" // 輸入您的家庭或公共 wifi 名稱

#define WIFI_PASSWORD "circuitdigest101" // Wifi 的密碼

String Available = ""; //可用性字符串

String fireAvailable = "";


LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); //i2c 顯示地址 27 和 16x2 lcd 顯示

Servo myservo; //伺服作為門(mén)

伺服myservos; //伺服作為門(mén)

int Empty; //可用空間整數(shù)

int allSpace = 90;

整數(shù)計(jì)數(shù)是 = 0;

int carEnter = D0; // 進(jìn)入傳感器

int carExited = D4; //exi 傳感器

int TRIG = D7; //超聲波觸發(fā)引腳

int ECHO = D8; // 超聲波回波引腳

int led = D3; // 現(xiàn)場(chǎng)占用信號(hào)

int pos;

詮釋 pos1;


持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，距離遠(yuǎn)；


無(wú)效設(shè)置（）{

延遲（1000）；

串行.開(kāi)始（9600）；// 串口調(diào)試

Wire.begin(D2, D1); // i2c 啟動(dòng)

myservo.attach(D6); //伺服引腳到D6

myservos.attach(D5); // 伺服管腳到 D5

pinMode(TRIG, OUTPUT); // 觸發(fā)引腳作為輸出

pinMode(ECHO, INPUT); // echo pin 作為輸入

pinMode(led, OUTPUT); // 現(xiàn)場(chǎng)指示

pinMode(carExited, INPUT); // ir 作為輸入

pinMode(carEnter, INPUT); // ir 作為輸入


WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD); //嘗試連接wifi

Serial.print("Connecting to ");

Serial.print(WIFI_SSID); // 顯示 ssid

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

Serial.print("."); // 如果未連接，則打印此

延遲（500）；

}

Serial.println();

Serial.print("連接到");

Serial.println(WIFI_SSID);

Serial.print("IP 地址為：");

Serial.println(WiFi.localIP()); //打印本地IP地址

Firebase.begin(FIREBASE_HOST, FIREBASE_AUTH); // 開(kāi)始 Firebase 身份驗(yàn)證


液晶顯示器開(kāi)始（）；//開(kāi)始液晶

屏 lcd.home();

lcd.setCursor(0, 0); // 第 0 行第 0 列

lcd.print("Smart Parking");

}


無(wú)效循環(huán)（）{


數(shù)字寫(xiě)入（觸發(fā)，低）；// 使觸發(fā)引腳為低

delayMicroseconds(2);

數(shù)字寫(xiě)入（觸發(fā)，高）；// 使觸發(fā)引腳高

delayMicroseconds(10);

數(shù)字寫(xiě)入（觸發(fā)，低）；

持續(xù)時(shí)間=脈沖輸入（回聲，高）；

距離 = (持續(xù)時(shí)間 / 2) / 29.1; // 以厘米為單位取距離


Serial.print("厘米：");

Serial.println(距離);


int carEntry = digitalRead(carEnter); // 讀取 ir 輸入

if (carEntry == HIGH) { // 如果高則計(jì)數(shù)并發(fā)送數(shù)據(jù)

countYes++; //遞增計(jì)數(shù)

Serial.print("Car Entered = " ); Serial.println(countYes);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("汽車(chē)進(jìn)入");

for (pos = 140; pos >= 45; pos -= 1) { // 改變伺服位置

myservos.write(pos);

延遲（5）；

}

延遲（2000）；


for (pos = 45; pos <= 140; pos += 1) { // 改變伺服位置

// 以 1 度為步長(zhǎng)

myservos.write(pos);

延遲（5）；

}


Firebase.pushString("/停車(chē)狀態(tài)/", fireAvailable ); // 發(fā)送字符串到

firebase lcd.clear();

}

int carExit = digitalRead(carExited); //讀取退出紅外傳感器

if (carExit == HIGH) { //如果高則計(jì)數(shù)并發(fā)送

countYes--; //遞減計(jì)數(shù)

Serial.print("Car Exited = " ); Serial.println(countYes);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("汽車(chē)退出");

for (pos1 = 140; pos1 >= 45; pos1 -= 1) { // 改變伺服位置

myservo.write(pos1);

延遲（5）；

}

延遲（2000）；


for (pos1 = 45; pos1 <= 140; pos1 += 1) { // 改變伺服位置

// 以 1 度為步長(zhǎng)

myservo.write(pos1);

延遲（5）；

}

Firebase.pushString("/停車(chē)狀態(tài)/", fireAvailable ); // 發(fā)送字符串到

firebase lcd.clear();

}

if (distance < 6) { //如果距離小于 6cm 然后在 led

Serial.println("Occupied");

數(shù)字寫(xiě)入（領(lǐng)導(dǎo)，高）；

}


if (distance > 6) { //如果距離大于 6cm 則關(guān)閉

LED Serial.println("Available");

數(shù)字寫(xiě)入（領(lǐng)導(dǎo)，低）；

}


Empty = allSpace - countYes；//計(jì)算可用數(shù)據(jù)



Available = String("Available=") + String(Empty) + String("/") + String(allSpace); // 將 int 轉(zhuǎn)換為字符串

fireAvailable = String("Available=") + String(Empty) + String("/") + String(allSpace);


lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print（可用）；//將可用數(shù)據(jù)打印到lcd



}