【正文】 staff car park management system for information. Key words: noncontact IC。 但是，現(xiàn)時某些小區(qū)小型停車場如要運用大量高新技術(shù)就會出現(xiàn)資金不足、維護管理不完善的問題，有時考慮也不夠全面，所以目前就要解決車輛管理成本高、服務(wù)效率低等問題 智能停車場的發(fā)展及 意義 隨著 改革的不斷深入，經(jīng)濟蓬勃發(fā)展， 人民生活水平日益提高 ， 我國機動車輛的數(shù)量也是飛速上升。因此大型智能停車場隨之而生并且發(fā)展勢頭迅猛，所作為現(xiàn)代大型智能停車場的靈魂 停車場智能管理系統(tǒng)也是日新月異，尤其是近幾年隨著電子產(chǎn)品及系統(tǒng)軟件更新的越來越快 。如果把 PLC 應(yīng)用到停車場管理系統(tǒng)控制中，將會使停車場管理系統(tǒng)工作效率、服務(wù)效率得到很大提高。設(shè)備制造工藝精良，系統(tǒng)穩(wěn)定性和產(chǎn)品技術(shù)水平達到較高水平。這種收費系統(tǒng)依靠 INTERNET網(wǎng)絡(luò)連接，能夠?qū)崿F(xiàn)在一個相對廣闊的地域內(nèi)（例如一座城市甚至一個國家）的多個停車場的隨意停車。值得注意的是國外停車場管理系統(tǒng)在采用大量先進技術(shù)的同時，帶來的負面性影響 是系統(tǒng)的造價非常高昂，技術(shù)實現(xiàn)難度大，維護成本高。智能文通在日本的發(fā)展始于 20世紀 70年代 , 從 1973年到1978年 , 日本成功地組織了一個叫動態(tài)路徑誘導(dǎo)系統(tǒng)的實驗 , 從 20世紀 80年代中期至 90年代 , 相繼完成了路車間通信系統(tǒng)、交通信息通信系統(tǒng)、智能車輛系統(tǒng)、安全車輛系統(tǒng)及新交通管理系統(tǒng) , 在 20世紀末向全國推廣。如今，在大街上逛上一圈，就能發(fā)現(xiàn)不少國內(nèi)品牌的停車場管理設(shè)備， “ 忽如一夜春風(fēng)來，千樹萬樹梨花開 ” ，好像在一夜之間，它們就遍地開花。停車場管理市場前景看好 ! 從 2021年北京王府井智能停車誘導(dǎo)系統(tǒng)建成開始 , 現(xiàn)在城市停車誘導(dǎo)系統(tǒng)和停車場管理系統(tǒng)已經(jīng)在全國大中城規(guī)模推廣。最初的國內(nèi)停車場管理系統(tǒng)是引進和消化吸收國外同類系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研發(fā)成功的。一些國際先進的停車 場 管理技術(shù)和理念都可以在新型管理系統(tǒng)中得到迅速應(yīng)用。停車場管理系統(tǒng)使用的一些核心技術(shù)如遠距離讀卡技術(shù)等仍是國外廠商的技術(shù)專利。 作為 新型停車場管理系統(tǒng)應(yīng)用的初級階段，許多管理系統(tǒng)在實際使用中也逐漸暴露出一些問題。更何況如果采用這種成本相對較高的收費系統(tǒng)，也還是需要專門的管理人員對無法識別的車輛進行手工輸入操作，才能保證系統(tǒng)順暢運行，這對用戶來說，就有 些得不償失了。也就是說一入一山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 出型的管理系統(tǒng)如果擴展為多入多出型的收費系統(tǒng)，常常要替換所有的原有設(shè)備和軟件，造成原有投資的浪費。有相當比例的停車場管理系統(tǒng)在投入使用后很短的時間，由于系統(tǒng)本身的問題，遭到用戶棄用，重又回到人工收費的老路上去。 由于小區(qū)停車場供住戶使用，收費是進行年租或月租形式，要求住戶一次性繳費，所以小區(qū)停車場即時收費這一環(huán)節(jié)可省去。在 1987 年國際電工委員會（ International Electrical Committee）頒布的 PLC 標準草案中對 PLC 做了如下定義：“ PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。此外， PLC 帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。 ○ 3 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。 ○ 4 系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造 PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。20 世紀 70 年代初出現(xiàn)了微處理器。個人計算機（簡稱 PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為 Programmable Logic Controller（ PLC）。這個時期可編程控制器發(fā)展的特點是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。在這時期， PLC 在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 機接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高， PLC 逐漸進入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的 DCS 系統(tǒng)。 21 世紀， PLC 會有更大的發(fā)展。 PLC 控制系統(tǒng)與電器控制系統(tǒng)的比較 PLC 控制系統(tǒng)與電器控制系統(tǒng)相比，有許多相似之處，也有許多不同。系統(tǒng)連線少、體積小、功耗小，而且 PLC 所謂“軟繼電器”實質(zhì)上是存儲器單元的狀態(tài)，所以“軟繼電器”的觸點數(shù)量是無限的， PLC 系統(tǒng)的靈活性和可擴展性好。而 PLC 通過程序指令控制半導(dǎo)體電路來實現(xiàn)控制的，速度快， 程序指令執(zhí)行時間在微秒級，且不會出現(xiàn)觸點抖動問題。而 PLC 大量的開關(guān)動作由無觸點的半導(dǎo)體電路來完成，其壽命長、可靠性高， PLC 還具有自診斷功能，能查出自身的故障，隨時顯示給操作人員，并能動態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí) 行情況，為現(xiàn)場調(diào)試和維護提供了方便 。 固定用戶是 長期、固定在小區(qū)停放車輛的用戶，主要是 小區(qū)的業(yè)主。 此種管理方式可以減少人員配備，并且不需要每個車庫 配置 1 臺管理電腦，只需在每個車庫 配備 一個控制器控制道閘的開啟與關(guān)閉 ， 當中央計算機與控制器通訊中斷，管理員可以人工控制道閘開啟與關(guān)閉， 提高了管理的科學(xué)性。 取車：當用戶駕車駛離停車位后，車位傳感器檢測并把汽車離開信號傳IC 讀卡器 閘前 檢測 ＰＬＣ 車位顯示板 道閘 圖 PLC 控制系統(tǒng)示意圖 圖 用戶存車系統(tǒng)工作流程 閘后檢測 道閘前檢測器 道閘后檢測器 PLC 道閘 IC 讀卡器 車位顯示板 車位傳感器 圖 PLC 控制系統(tǒng)示意圖 計算機 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 車位傳感器 ＰＬＣ 道閘 送給可編程控制器， 再由 PLC 發(fā)送指令到車位顯示板， 可編程控制器接收到道閘前檢測器信號后開啟道閘，用戶汽車完全駛出停車場后，道閘后檢測信號傳給可編程控制器，使道閘關(guān)閉。車輛檢測傳感器向中央計算機發(fā)送車輛到達指定車位的信號，中央計算機顯示車位狀態(tài)信息。 開始 車位處檢測 用戶身份驗證 道閘前檢測 道閘后檢測 道閘關(guān)閉 道閘開啟 結(jié)束 車位顯示 板關(guān)閉 Y N Y N N Y Y N 圖 用戶取車程序流程圖 車位顯示 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 4 硬件部分 硬件系統(tǒng)由非接觸 IC 卡及其讀卡器、工控機、可編程控制器 PLC、車輛檢測器（地磁感應(yīng)線圈）、全自動道閘組成。 本設(shè)計選取了西門子 S7200 系列 S7200 系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面： ? 極高的可靠性 ? 極豐富的指令集 ? 易于掌握 ? 便捷的操作 ? 豐富的內(nèi)置集成功能 ? 實時特性 ? 強勁的通訊能力 ? 豐富的擴展模塊 S7200 系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。 本系統(tǒng)的 I/O 點數(shù)為 29/28,根據(jù)控制要求以及經(jīng)濟性，選擇 CPU224XP為 CPU 模塊；數(shù)字量擴展模塊為 EM223,32 輸入 /32 輸出 DC 24V；采用 RS485通訊模式。 MOTOROLA 非接觸 IC 卡其設(shè)計壽命趨于自然壽命 性能價格比優(yōu)異 非接觸 IC 卡讀卡器：由讀卡器本身和讀卡天線組成。 傳感器選擇 本系統(tǒng)選用新型數(shù)字式車輛檢測器，它 采用高性能的 處理器 和光電技術(shù) 和循環(huán)掃描技術(shù) 等結(jié)合，線圈輸入采用光電隔離，更加安全、更加可靠。 4． 4 自動擋車道閘 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 道閘具有感應(yīng)自控和按鈕控制等多種方式。由箱體、電動機、離合器、機械傳動部分、閘桿、電子控制等部分組成。 傳動部分： 四連桿平衡設(shè)計，確保閘桿運行輕快、平穩(wěn)、輸入功率小，防止人為抬桿和壓桿，將外部作用力通過傳動機構(gòu)巧妙御載到機箱上。采用工控機的目的是提高收費終端在停車場惡劣工作環(huán)境下的運行穩(wěn)定性，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全。 PPI是主 /從協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)上的 S7200均為從站，其他 CPU、 SIMATIC編程器或 TD200為主站。 ( 2) Profibus。這種方式使得 PLC 可以通過 Profibus 的 DP通信接口接入 Profibus 現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò) .從而擴大 PLC 的使用范圍。利用自由口模式，可以實現(xiàn)用戶定義的通信協(xié)議連接多種智能設(shè)備。 RS485 用于多站互聯(lián)時實現(xiàn)簡單，節(jié)省材料，可以滿足高速遠距離傳送，構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)十分方便。 TTL RS485電平轉(zhuǎn)換電路使用具有符合 RS485通信電平標準的 MAX485系列集成電路進行設(shè)計其電路如圖 2 所示。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 圖 TTL— RS485電平轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 5 軟件設(shè)計部分 由于這里討論的是小區(qū)停車場 ,所以以一個能容納 20 輛車（一般為小車）的車庫為例設(shè)計一個管理系統(tǒng)。下面是身份識別和道閘開關(guān)功能示意圖和梯形編程圖 : 編程圖上 ,在網(wǎng)絡(luò) 1中 ,。同時反轉(zhuǎn)時網(wǎng)絡(luò)一中 IC卡檢測器檢測。由圖六可以看出 ,車輛出庫與入庫的基本原理相同 ,只是輸入元件和輸出元件不同 ,出庫與入庫所用到的元件必須區(qū)分開。 行程開關(guān)，停止上升 保護反轉(zhuǎn)是不反轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn)。 閘道前地感線圈，閘門開始上升。假設(shè)車庫是 5 行 4 列的設(shè)計 ,占地面積大概 800平方米 ,那么在指示板上也應(yīng)該按照 5行 4列的方式安裝指示燈 ,并把一個車位編號。只要在車位頂部安裝紅外檢測裝置 ,就可以對車位有無車輛進行檢測 。 PLC 控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行，系統(tǒng)的抗干擾能力是關(guān)系到整個系統(tǒng)可靠運行的關(guān)鍵。 PLC 控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來源 影響 PLC 控制系統(tǒng)的干擾源與一般影響工業(yè)控制設(shè)備的干擾源一樣，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動的部位就是干擾源。共模干擾是信號對地的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應(yīng)的共態(tài)（同方向）電壓迭加所形成。 來自空間的輻射干擾 空間輻射電磁場（ EMI）主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的，通常稱為輻射干擾，其分布極為復(fù)雜。實踐證明，因電源引入的干擾造成 PLC 控制系統(tǒng)故障的情況很多，筆者在某工程調(diào)試中遇到過，后更換隔離性能更高的 PLC 電源問題才得到解決。 第二類是來自信號線引入的干擾。對于隔離性能差的系統(tǒng)，還將導(dǎo)致信號間互相干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動和死機。 PLC 控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護地等，接地系統(tǒng)混亂對 PLC 系統(tǒng)的干擾主要是各個接地點電位分布不均，不同接地點間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布，影響 PLC 內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。這都屬于 PLC 制造廠家對系統(tǒng)內(nèi)部進行電磁兼容設(shè)計的內(nèi)容，比較復(fù)雜，作為應(yīng)用部門無法改變，可不必過多考慮，但要選擇具有較多應(yīng)用實績或經(jīng)過考驗的系統(tǒng)。雖然采取了一定的隔離措施，但普遍還不夠，主要是使用的隔離變壓器分布參數(shù)大，抑制干擾能力差，經(jīng)電源耦合而串入共模干擾、差模干擾。 正確選擇電纜的和實施敷設(shè) 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 為了減少動力電纜尤其是變頻裝置饋電電纜的輻射電磁干擾，筆者在某工程中采用了銅帶鎧裝屏蔽電力電纜，降低了動力線產(chǎn)生的電磁干擾，該工程投產(chǎn)后取得了滿意的效果。常用的一些提高軟件結(jié)構(gòu)可靠性的措施包括：數(shù)字濾波和工頻整形采樣，可有效消除周期性干擾；定時校正參考點電位，并采用動態(tài)零點，可防止電位漂移；采用信息冗余技術(shù)，設(shè)計相應(yīng)的軟件標志位；采用間接跳轉(zhuǎn)，設(shè)置軟件保護等。 系統(tǒng)接地有浮地、直接接地和電容接地三種方式。如果裝置間距較大，應(yīng)采用串聯(lián)一點接地方式，用一根大截面銅母線（或絕緣電纜）連接各裝置的柜體中心接地點，然后山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 將接地母線直接連接接地極。多個測點信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏蔽電纜連接時，各屏蔽層應(yīng)相互連接好，并經(jīng)絕緣處理，選擇適當?shù)慕拥靥巻吸c接地。智能停車場有著傳統(tǒng)停車場所無法比擬的技術(shù)優(yōu)勢、空間優(yōu)勢、資源優(yōu)勢等。采用可編程控制器 PLC對智能停車場進行控制 。經(jīng)過三個月的不懈努力 ，畢業(yè)設(shè)計總算順利完成。這篇學(xué) 士 論文就是其結(jié)束的標志。在設(shè)計中，我得到了導(dǎo)師無微不至的關(guān)懷和諄諄教誨，在此表示深深的謝 意！ 在設(shè)計過程中， 我 還得到很多同學(xué)的幫助，在此表示感謝。