基于 STM32 的无人停车场项目系统【开源项目、免费】

随着智慧城市、物联网的快速发展，无人化、智能化的停车场系统已经逐渐成为趋势。传统停车场依赖人工值守，效率低、易出错，而基于 STM32 控制器结合 ESP8266 无线通信模块的无人停车解决方案，则能够实现自动识别、远程控制、在线支付、车辆管理等功能，大幅降低人力成本。

本文将从系统架构、核心模块、通信协议、软件设计以及实现细节等方面，深入解析“基于 STM32 + ESP8266 的无人停车场项目”的完整技术方案。

源码分享

直接放到之前写的文章里了，免费开源，下载学习即可。

https://blog.csdn.net/weixin_52908342/article/details/155577063

一、项目概述

本项目构建一个低成本、可扩展、适合中小型停车场使用的 无人停车系统。系统以 STM32 为主控，负责传感器采集、控制闸机、计费逻辑等本地动作；通过 ESP8266 实现与云端服务器的 Wi-Fi 通信，使停车场具备远程监控与管理能力。整体设计目标包括：

• 自动识别车辆进出（红外/超声波检测）
• 通过 ESP8266 与服务器交互，实现车位状态上报
• 自动计费与云端账单同步
• APP/网页端查看车位与账单信息
• 闸机自动抬杆 / 落杆控制
• 数据上云，实现多端同步管理

适合用于：小区、写字楼、校园、企业园区的无人化停车管理。

二、系统总体架构

系统主要由以下几个部分构成：

1. 现场端（Edge）

• STM32F103（主控）
• 红外车检传感器 / 地磁模块 / 超声波测距
• 道闸电机驱动（PWM/继电器）
• 车牌识别模块（可选）
• OLED/TFT 屏显示车位信息
• 按键输入（管理员调试）

2. 通信模块

• ESP8266（通过 UART 与 STM32 通信）

  • 负责 Wi-Fi 配网
  • 上报数据到服务器
  • 接收服务器下发指令（如远程开闸）

3. 云服务端

• 支持 REST API 或 MQTT
• 保存停车记录与车位状态
• Web/APP 端查看界面

4. 用户端

• 微信小程序 / 网页控制台

  • 查看车位状态
  • 在线缴费
  • 查询停车历史记录

这样，整个系统构成了一个 边缘计算 + 云端协同 的完整无人停车系统。

三、硬件设计详解

1. 主控 STM32F103

为什么选择它？

• 高性价比
• SPI、UART、GPIO 资源丰富
• 能轻松驱动传感器、OLED、继电器、电机

STM32 负责：

• 读取车位状态（传感器）
• 计算车辆在场时间
• 控制闸机开合
• 与 ESP8266 通信（命令/数据同步）

2. 车检传感器

常见方案：

本项目使用 超声波 SR04 来检测车辆是否驶入/驶出。

3. ESP8266 通信模块

ESP8266 通过 UART 与 STM32 连接，实现：

• 连接 Wi-Fi
• MQTT/HTTP 与服务器交互
• 上报车位状态
• 接收远程开闸命令

典型指令结构（JSON 格式）：

{
  "cmd": "open_gate",
  "parking_id": 1
}

STM32 收到后执行开闸动作。

4. 道闸电机驱动

两种方案：

1. 继电器控制 24V 电机
2. PWM + H 桥控制 DC 电机

这里以继电器方式为例（便宜 + 易用）：

STM32 → GPIO → 光耦 → 继电器 → 电机
实现抬杆 / 落杆动作。

四、软件架构设计

1. STM32 软件架构

采用 HAL 库 + 状态机设计：

init()
while(1)
{
    read_sensor();
    update_parking_state();
    handle_gate_control();
    sync_with_esp8266();
    timer_tick();
}

关键模块包括：

• 车位检测模块
• 计费模块（按分钟计费）
• 事件状态机（ENTRY / EXIT）
• ESP8266 通信模块
• 本地显示（OLED）

2. STM32 与 ESP8266 通信协议设计

采用自定义简洁协议（JSON 格式）：

1）车辆进入报告

{
  "event": "car_in",
  "timestamp": 1733301920,
  "slot_id": 8
}

2）车辆离开报告

{
  "event": "car_out",
  "timestamp": 1733302122,
  "slot_id": 8,
  "duration": 320
}

3）服务器下发开闸指令

{
  "cmd": "open_gate",
  "slot_id": 8
}

STM32根据指令执行动作并反馈。

3. ESP8266 固件流程

若使用 AT 固件：

STM32 发送 AT 指令 → ESP8266 → 连接 Wi-Fi → 发送数据

也可以烧录 ESP8266（如 NodeMCU），直接处理 MQTT/HTTP。

流程示例：

连接Wi-Fi
↓
连接 MQTT 服务器
↓
订阅开闸指令
↓
接收 STM32 上传的数据并转发云端
↓
云端推送指令到 ESP8266
↓
ESP8266 下发给 STM32

五、计费系统设计

停车费用通常采用：

• 按分钟计费
• 阶梯收费
• 月卡用户豁免

示例算法：

int calc_fee(int duration_min)
{
    if (duration_min <= 30)
        return 0;
    return (duration_min - 30) * 0.1;  // 0.1元/分钟
}

所有计费数据将同步到服务器，并通过前端展示给用户。

六、云端平台设计

支持以下 API：

开发可以使用：

• Node.js
• Python Flask/Django
• Spring Boot

数据库：MySQL / PostgreSQL
消息系统：MQTT（推荐）

七、系统功能演示流程

以下是典型停车流程：

1. 车辆驶入

• 超声波检测到车辆
• STM32 记录入场时间
• ESP8266 上报服务器
• 服务器确认
• 闸机自动抬杆
• 车辆进入

2. 停车期间

• 服务器显示车位“已占用”
• 用户可以查看实时停车时长

3. 车辆离开

• STM32 检测车辆离开
• 计算停车时间
• 上传服务器
• 完成计费
• 闸机放行

无人化流程完整实现。

八、项目亮点与扩展方向

✔ 低成本可落地

STM32 + ESP8266 的组合非常低成本，非常适合小型项目商用。

✔ 具备云端管理能力

支持远程开闸/实时同步车位状态。

✔ 可扩展车牌识别

搭配摄像头 + OCR 模块，可直接识别车牌。

✔ 支持支付系统

接入微信/支付宝支付，实现真正无人化收费。

✔ 支持多车位扩展

一个主控可管理多个车位节点。

九、总结

基于 STM32 + ESP8266 的无人停车场系统，是一个集成 嵌入式控制、无线通信、云端计算、物联网整体架构 的典型工程案例。系统具备成本低、易部署、功能丰富、适合扩展的特点，是智慧停车领域一个非常成熟的实现方案。

如果你正在做毕业设计、企业项目或竞赛，这套方案完全可落地，并拥有很强的展示与实用价值。