【文章內(nèi)容簡介】 位的方式，配有交通指揮員6名、入口出口管理人員2名、系統(tǒng)維護人員1名。 系統(tǒng)功能設計控制器設計框圖如圖所示，系統(tǒng)選用SPCE061A型單片機作為主控芯片，單片機通過讀卡信號和鎖相環(huán)電路的電平變化檢測車輛的到來。DS1302時鐘電路為系統(tǒng)提供精確的時間信息，通過驅(qū)動LED顯示牌實時顯示車位及時間信息，系統(tǒng)具備與上位機的串行通信通信接口。圖22 控制系統(tǒng)圖根據(jù)被控對象的控制要求和系統(tǒng)的硬件配置，在本系統(tǒng)中，車輛的泊車流程示意如圖23所示。圖23車輛泊車流程 系統(tǒng)控制模塊設計本系統(tǒng)主要由電源、Q02H型CPU模塊、QJ61BT11N型主站模塊、QX40/QY40型本地I/O模塊和若干從站模塊構(gòu)成。主站模塊與從站模塊通過CCLink總線互聯(lián)。由上位機監(jiān)控整個系統(tǒng)的運行，上位機監(jiān)控程序由SPCE061A軟件編制。 入口控制從站停車場入口處，首先紅外線感應器感應到有車進入，同時攝像掃描設備開始掃描車牌，讀取車輛車牌信息，讀取成功時，發(fā)出信號給入口從站，從站再將信息反饋給主站，CPU發(fā)出信號控制欄桿抬起，（若停車場車位已滿，則欄桿不抬起）并且發(fā)送CCLink總線報文，供上位機檢測，車輛進入停車場；同時增加手動模式以免識別車牌出錯時啟用。車位信息顯示屏用于實時顯示停車場車位信息。欄桿的抬起與放下是通過欄桿運動的動力裝置－伺服電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的。伺服電機通過PLC來控制其正反轉(zhuǎn)。 車位引導從站車位引導功能是通過控制分布于各交叉路口的導向牌來實現(xiàn)自動引導功能，按不同的交叉路口實現(xiàn)分層引導。利用紅外線傳感器檢測的各區(qū)域車位的使用情況，之后將信息傳給該區(qū)域的從站，從站再將信息傳輸給主站，CPU處理后發(fā)出信號控制導向牌指示的工作情況。在停車場的交叉路口，當通往某一方向的區(qū)域有空車位時，指向該區(qū)域的導向牌中的對應方向指示燈亮，同時空車位的紅色指示燈閃爍，用戶通過導向牌的指示選擇空車位。車位引導模塊控制流程如下圖所示。圖24 車位引導模塊控制流程 出口控制從站在停車場出口控制模塊原理與入口類似，不同的是當出口處的紅外傳感器檢測到有車將出后，將信息傳輸給主站CPU，CPU先發(fā)出命令控制掃描設備掃描車牌計費，待車主繳費后，CPU再發(fā)出命令控制攔道機欄桿抬起。 車位檢測從站本系統(tǒng)中，停車場被分為六個區(qū)，每個區(qū)均設有1～2個CCLink從站，當從站將車位信息反饋給主站后，CPU對車位信息進行處理，統(tǒng)計出各子區(qū)的空車位數(shù)和總停車位數(shù)。在車位檢測中，車位數(shù)較少的子區(qū)采用I/O直接檢測高低電平的方式；車位數(shù)較多的子區(qū)采用先經(jīng)車位編碼系統(tǒng)編碼，再由從站模塊檢測I/O電平的方式。車位編碼系統(tǒng)為自行設計。圖25 車位統(tǒng)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上位機置于停車場管理處，主要實現(xiàn)管理和監(jiān)控整個導位與管理系統(tǒng)的運行狀態(tài)，實時監(jiān)控停車場的指示燈、顯示屏、導向牌等設備，使其按照既定的原則來完成停車場的功能，當發(fā)生錯誤時及時報警通知管理人員處理。監(jiān)控程序采用SPCE061A軟件編制第三章 車位編碼系統(tǒng)設計在本系統(tǒng)中，對于停車位超過40個的子區(qū)若仍采用I/O口直接檢測高低電平的方式則需配置更多的CCLink從站模塊，導致系統(tǒng)硬件成本迅速上升，且程序編制繁瑣。為此，為了滿足“基于CCLink總線的停車場智能管理系統(tǒng)”對多車位檢測的控制要求，專門設計了“WHUTⅠ型智能車位編碼系統(tǒng)”，僅通過n根信號線就可以檢測2n1個車位信息，使統(tǒng)計計數(shù)得以簡化，不僅可以大幅節(jié)省接線及I/O接口數(shù)目，程序編寫也變得方便簡潔。車位編碼系統(tǒng)主要由MC9S12DP512微處理器、MC33993多路開關智能檢測芯片和MC33288功率驅(qū)動芯片組成。僅一片MC33993即可檢測22路車位信息，通過SPI通信口與微處理器通信，微處理器接收到開關信息后輸出編碼信息，驅(qū)動MC33288相應的輸出口動作，編碼系統(tǒng)的輸出口可與CCLink從站模塊I/O直接相連。本車位編碼系統(tǒng)可連接5片MC33993芯片，檢測110個車位的信息僅占用CCLink從站模塊7個I/O口。 車位編碼系統(tǒng)硬件設計車位編碼系統(tǒng)主要由CPU模塊、開關檢測模塊、功率驅(qū)動模塊和相關外圍電路構(gòu)成，電路結(jié)構(gòu)如圖31所示。圖31 車位編碼系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 微處理器模塊及相關電路MC9S12DP512屬于Freescale公司生產(chǎn)的16位微控制器，是一款基于16位S12X 、高速、 FLASH存儲器技術的高性價比芯片，該芯片抗干擾能力強，非常適合于應用在復雜工作環(huán)境中。MC9S12DP512芯片的主要參數(shù)如下：l 高達40MHz的主頻l 高達32K字節(jié)的RAMl 高達128K字節(jié)的FLASH存儲器l 高達4K字節(jié)的EEPROMl 16位8通道的定時器(PIT)l 多路串行接口(SCI、SPI、I2C)l 多達5個的高速CAN控制器及J1850控制器l 16通道的8位或4通道16位ATD轉(zhuǎn)換器l 8通道輸入捕捉器(ECT)l 汽車級工作溫度(40176。C到125176。C)MC9S12DP512芯片豐富的片內(nèi)資源和簡便的開發(fā)模式非常適合于系統(tǒng)功能的進一步擴展和升級。在本車位編碼系統(tǒng)中，MC9S12DP512用于接收車位信息檢測量的輸入，通過運算處理后驅(qū)動功率芯片輸出編碼信息。微處理器模塊及相關電路如圖32所示。 開關檢測模塊及相關電路MC33993芯片是摩托羅拉公司生產(chǎn)的一款可用于高端/低端開關檢測的MSDI器件，最多可檢測22路開關工作狀態(tài)，其中14路用于低端開關檢測，其余8路可通過編程實現(xiàn)高端或低端開關的檢測。檢測到的開閉狀態(tài)通過高速串行鏈路SPI傳送給MCU，在輸入端只需加一個合適的靜電放電電容就能防止瞬態(tài)干擾，同時所有輸入端都具備電池反接、跳啟和負載拆卸保護功能，非常適合于檢測多路開關狀態(tài)。圖32 微處理器模塊及相關電路此外，MC33993還具有可選的濕性電流。這些內(nèi)部電流源極大地減少了系統(tǒng)部件數(shù)量，并使金屬或橡膠開關的使用成為可能。用于檢測金屬開關的大濕性電流能在檢測過程中有選擇的使用，從而達到降低功耗的目的。利用內(nèi)部電流源可以將輸入端作為輕型負載的供電電源使用，如傳感器、LED和MOSFET門等負載。這種方法進一步增強了模塊的設計性能，使這些輸入端在不需要開關檢測的情況下能作其它用途。在本車位編碼系統(tǒng)中，MC33993用于接收車位信息檢測量的輸入，并將開關量信息通過SPI接口傳輸給微處理器。開關檢測模塊及相關電路如圖33所示。圖33 開關檢測模塊及相關電路 車位編碼系統(tǒng)軟件設計車位編碼系統(tǒng)的軟件設計主要采用輪詢方式順序執(zhí)行后臺程序，然后配合一些中斷來滿足部分功能的實時要求。系統(tǒng)中的各個微控制器的SPI、ATD（PIT用于定時）等外圍單元的初始化，開關量的狀態(tài)檢測，車身各電器的功率輸出等控制程序可采用輪詢方式執(zhí)行；定時、脈沖捕捉等程序在前臺采用中斷方式執(zhí)行。模塊軟件設計模式如圖35所示。圖35 車位編碼系統(tǒng)軟件流程采用如圖35所示的軟件流程，可以保證車位編碼系統(tǒng)及時搜索到車位數(shù)目的變化并形成編碼輸出。第四章 系統(tǒng)軟件設計本系統(tǒng)的軟件采用GX Developer編制，它是三菱通用性較強的編程軟件，支持IEC611313的五種編程語言ST、IL、FBD、LD和SFC，可以通過粘貼和連接過程控制操作FB（功能塊）以及設定參數(shù)（PID指令、上限制/下限制等等）來輕易地創(chuàng)建回路控制程序。通過使用邏輯名（標簽）的梯形圖程序中的FBD共享數(shù)據(jù)來編寫程序。而且軟件自帶過程控制用監(jiān)控軟件（monitor tool）。降低了設計人員的專業(yè)要求。以往的過程控制系統(tǒng)的設計人員常常需要具備很高的專業(yè)水平，但是現(xiàn)在熟悉工業(yè)自動化產(chǎn)品的設計人員就可以輕易地設計系統(tǒng)。 程序編制本系統(tǒng)可實現(xiàn)車輛出入停車場實時控制，在入口處設有攔道機和車牌掃描設備，當檢測到有車駛?cè)肭臆嚺谱R別正確后，攔道機打開，車輛駛?cè)胪＼噲?；在各交叉路口設立空車位導向牌，指引車主尋找空車位；在每個車位均設有車位指示燈，若無車則車位指示燈閃爍，有車則關閉；出口處設有攔道機和車牌掃描設備，當檢測到有車駛出、車牌識別正確且收費完成后，攔道機打開，車輛駛出停車場。其主程序流程圖如圖41所示。圖41 主程序控制流程 車位檢測及計數(shù)在每一個停車位上裝有紅外傳感器，采集紅外傳感器的信號，以此來感應該停車位上是否停有車輛，并且將每一個傳感器接入芯片的引腳，芯片再與CPU相連，經(jīng)過CPU的處理得到該區(qū)域的停車位數(shù)，實現(xiàn)對某停車場各區(qū)域車位數(shù)的統(tǒng)計，并采集數(shù)據(jù)，此處采用I/O輸入模塊的X111X151接口。當有車停放在停車位時，紅外傳感器感應動作，產(chǎn)生一個上跳沿脈沖，送給I/O口，通過CCLink總線與CPU通訊，將相應車區(qū)車位數(shù)據(jù)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)寄存器中數(shù)位加一。當有車離開時，停車位變空，紅外傳感器無感應信號，產(chǎn)生一個下跳沿脈沖，此時相應車區(qū)車位數(shù)據(jù)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)寄存器中數(shù)位將減一，這樣便實現(xiàn)了停車位占用情況數(shù)據(jù)統(tǒng)計。該段程序如圖43所示。圖43 車位檢測及計數(shù)代碼 導向牌指示燈控制對于各區(qū)的停車狀況，要實現(xiàn)當車輛進場行駛至岔路口時，可以在有空停車位的區(qū)域所對應的方向中一個方向，對進場車輛進行正確的引導。通過各車區(qū)的紅外線傳感器采集的信號統(tǒng)計各車區(qū)的空車位數(shù)，如果某車區(qū)的空車位數(shù)為0時，則相應車區(qū)數(shù)據(jù)寄存器的寄存數(shù)為0，此時便向該車區(qū)方向的導向牌指示燈發(fā)出一個控制信號，使其關閉，向車主表明該方向車區(qū)的停車位以滿，請不要選擇該方向停車。在模型中，控制導向牌指示燈的是輸出I/O從站模塊的Y101Y105接口。該段程序代碼示意如圖44所示。圖44 導線牌指引燈控制代碼 車位統(tǒng)計及空車位指示在車庫入口處安裝的LED顯示屏是為了更好的指引車輛在車庫順利停放，使車主實時的了解車庫停車位使用狀況。在本模型中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將停車位使用情況的數(shù)據(jù)統(tǒng)計起來，分別將空車位數(shù)，占用車位數(shù)，總車位數(shù)通過YYY30送到LED顯示屏上顯示。該段程序代碼示意如圖45所示。圖45 車位統(tǒng)計及空車位代碼 入口及出口欄道機控制 入口攔道機的作用是使車輛安全進入，防止車輛堵塞，車庫管理出現(xiàn)混亂，所以攔道機的控制十分重要。一般情況下，車輛出入時，紅外線傳感器感應到后，給CPU發(fā)送一個信息，CPU按照程序運算后，反饋一個控制信號，使攔道機動作，欄杠抬起。但有一種