【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(hù)人員1名。 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)控制器設(shè)計(jì)框圖如圖所示，系統(tǒng)選用SPCE061A型單片機(jī)作為主控芯片，單片機(jī)通過(guò)讀卡信號(hào)和鎖相環(huán)電路的電平變化檢測(cè)車(chē)輛的到來(lái)。DS1302時(shí)鐘電路為系統(tǒng)提供精確的時(shí)間信息，通過(guò)驅(qū)動(dòng)LED顯示牌實(shí)時(shí)顯示車(chē)位及時(shí)間信息，系統(tǒng)具備與上位機(jī)的串行通信通信接口。圖22 控制系統(tǒng)圖根據(jù)被控對(duì)象的控制要求和系統(tǒng)的硬件配置，在本系統(tǒng)中，車(chē)輛的泊車(chē)流程示意如圖23所示。圖23車(chē)輛泊車(chē)流程 系統(tǒng)控制模塊設(shè)計(jì)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(guò)CCLink總線(xiàn)互聯(lián)。由上位機(jī)監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，上位機(jī)監(jiān)控程序由SPCE061A軟件編制。 入口控制從站停車(chē)場(chǎng)入口處，首先紅外線(xiàn)感應(yīng)器感應(yīng)到有車(chē)進(jìn)入，同時(shí)攝像掃描設(shè)備開(kāi)始掃描車(chē)牌，讀取車(chē)輛車(chē)牌信息，讀取成功時(shí)，發(fā)出信號(hào)給入口從站，從站再將信息反饋給主站，CPU發(fā)出信號(hào)控制欄桿抬起，（若停車(chē)場(chǎng)車(chē)位已滿(mǎn)，則欄桿不抬起）并且發(fā)送CCLink總線(xiàn)報(bào)文，供上位機(jī)檢測(cè)，車(chē)輛進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)；同時(shí)增加手動(dòng)模式以免識(shí)別車(chē)牌出錯(cuò)時(shí)啟用。車(chē)位信息顯示屏用于實(shí)時(shí)顯示停車(chē)場(chǎng)車(chē)位信息。欄桿的抬起與放下是通過(guò)欄桿運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置－伺服電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。伺服電機(jī)通過(guò)PLC來(lái)控制其正反轉(zhuǎn)。 車(chē)位引導(dǎo)從站車(chē)位引導(dǎo)功能是通過(guò)控制分布于各交叉路口的導(dǎo)向牌來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)引導(dǎo)功能，按不同的交叉路口實(shí)現(xiàn)分層引導(dǎo)。利用紅外線(xiàn)傳感器檢測(cè)的各區(qū)域車(chē)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(hào)控制導(dǎo)向牌指示的工作情況。在停車(chē)場(chǎng)的交叉路口，當(dāng)通往某一方向的區(qū)域有空車(chē)位時(shí)，指向該區(qū)域的導(dǎo)向牌中的對(duì)應(yīng)方向指示燈亮，同時(shí)空車(chē)位的紅色指示燈閃爍，用戶(hù)通過(guò)導(dǎo)向牌的指示選擇空車(chē)位。車(chē)位引導(dǎo)模塊控制流程如下圖所示。圖24 車(chē)位引導(dǎo)模塊控制流程 出口控制從站在停車(chē)場(chǎng)出口控制模塊原理與入口類(lèi)似，不同的是當(dāng)出口處的紅外傳感器檢測(cè)到有車(chē)將出后，將信息傳輸給主站CPU，CPU先發(fā)出命令控制掃描設(shè)備掃描車(chē)牌計(jì)費(fèi)，待車(chē)主繳費(fèi)后，CPU再發(fā)出命令控制攔道機(jī)欄桿抬起。 車(chē)位檢測(cè)從站本系統(tǒng)中，停車(chē)場(chǎng)被分為六個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)均設(shè)有1～2個(gè)CCLink從站，當(dāng)從站將車(chē)位信息反饋給主站后，CPU對(duì)車(chē)位信息進(jìn)行處理，統(tǒng)計(jì)出各子區(qū)的空車(chē)位數(shù)和總停車(chē)位數(shù)。在車(chē)位檢測(cè)中，車(chē)位數(shù)較少的子區(qū)采用I/O直接檢測(cè)高低電平的方式；車(chē)位數(shù)較多的子區(qū)采用先經(jīng)車(chē)位編碼系統(tǒng)編碼，再由從站模塊檢測(cè)I/O電平的方式。車(chē)位編碼系統(tǒng)為自行設(shè)計(jì)。圖25 車(chē)位統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上位機(jī)置于停車(chē)場(chǎng)管理處，主要實(shí)現(xiàn)管理和監(jiān)控整個(gè)導(dǎo)位與管理系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)控停車(chē)場(chǎng)的指示燈、顯示屏、導(dǎo)向牌等設(shè)備，使其按照既定的原則來(lái)完成停車(chē)場(chǎng)的功能，當(dāng)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)及時(shí)報(bào)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(chē)位編碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)在本系統(tǒng)中，對(duì)于停車(chē)位超過(guò)40個(gè)的子區(qū)若仍采用I/O口直接檢測(cè)高低電平的方式則需配置更多的CCLink從站模塊，導(dǎo)致系統(tǒng)硬件成本迅速上升，且程序編制繁瑣。為此，為了滿(mǎn)足“基于CCLink總線(xiàn)的停車(chē)場(chǎng)智能管理系統(tǒng)”對(duì)多車(chē)位檢測(cè)的控制要求，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了“WHUTⅠ型智能車(chē)位編碼系統(tǒng)”，僅通過(guò)n根信號(hào)線(xiàn)就可以檢測(cè)2n1個(gè)車(chē)位信息，使統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)得以簡(jiǎn)化，不僅可以大幅節(jié)省接線(xiàn)及I/O接口數(shù)目，程序編寫(xiě)也變得方便簡(jiǎn)潔。車(chē)位編碼系統(tǒng)主要由MC9S12DP512微處理器、MC33993多路開(kāi)關(guān)智能檢測(cè)芯片和MC33288功率驅(qū)動(dòng)芯片組成。僅一片MC33993即可檢測(cè)22路車(chē)位信息，通過(guò)SPI通信口與微處理器通信，微處理器接收到開(kāi)關(guān)信息后輸出編碼信息，驅(qū)動(dòng)MC33288相應(yīng)的輸出口動(dòng)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(chē)位編碼系統(tǒng)可連接5片MC33993芯片，檢測(cè)110個(gè)車(chē)位的信息僅占用CCLink從站模塊7個(gè)I/O口。 車(chē)位編碼系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)車(chē)位編碼系統(tǒng)主要由CPU模塊、開(kāi)關(guān)檢測(cè)模塊、功率驅(qū)動(dòng)模塊和相關(guān)外圍電路構(gòu)成，電路結(jié)構(gòu)如圖31所示。圖31 車(chē)位編碼系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 微處理器模塊及相關(guān)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(chǔ)器技術(shù)的高性?xún)r(jià)比芯片，該芯片抗干擾能力強(qiáng)，非常適合于應(yīng)用在復(fù)雜工作環(huán)境中。MC9S12DP512芯片的主要參數(shù)如下：l 高達(dá)40MHz的主頻l 高達(dá)32K字節(jié)的RAMl 高達(dá)128K字節(jié)的FLASH存儲(chǔ)器l 高達(dá)4K字節(jié)的EEPROMl 16位8通道的定時(shí)器(PIT)l 多路串行接口(SCI、SPI、I2C)l 多達(dá)5個(gè)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(chē)級(jí)工作溫度(40176。C到125176。C)MC9S12DP512芯片豐富的片內(nèi)資源和簡(jiǎn)便的開(kāi)發(fā)模式非常適合于系統(tǒng)功能的進(jìn)一步擴(kuò)展和升級(jí)。在本車(chē)位編碼系統(tǒng)中，MC9S12DP512用于接收車(chē)位信息檢測(cè)量的輸入，通過(guò)運(yùn)算處理后驅(qū)動(dòng)功率芯片輸出編碼信息。微處理器模塊及相關(guān)電路如圖32所示。 開(kāi)關(guān)檢測(cè)模塊及相關(guān)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(kāi)關(guān)檢測(cè)的MSDI器件，最多可檢測(cè)22路開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)，其中14路用于低端開(kāi)關(guān)檢測(cè)，其余8路可通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)高端或低端開(kāi)關(guān)的檢測(cè)。檢測(cè)到的開(kāi)閉狀態(tài)通過(guò)高速串行鏈路SPI傳送給MCU，在輸入端只需加一個(gè)合適的靜電放電電容就能防止瞬態(tài)干擾，同時(shí)所有輸入端都具備電池反接、跳啟和負(fù)載拆卸保護(hù)功能，非常適合于檢測(cè)多路開(kāi)關(guān)狀態(tài)。圖32 微處理器模塊及相關(guān)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(kāi)關(guān)的使用成為可能。用于檢測(cè)金屬開(kāi)關(guān)的大濕性電流能在檢測(cè)過(guò)程中有選擇的使用，從而達(dá)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(fù)載的供電電源使用，如傳感器、LED和MOSFET門(mén)等負(fù)載。這種方法進(jìn)一步增強(qiáng)了模塊的設(shè)計(jì)性能，使這些輸入端在不需要開(kāi)關(guān)檢測(cè)的情況下能作其它用途。在本車(chē)位編碼系統(tǒng)中，MC33993用于接收車(chē)位信息檢測(cè)量的輸入，并將開(kāi)關(guān)量信息通過(guò)SPI接口傳輸給微處理器。開(kāi)關(guān)檢測(cè)模塊及相關(guān)電路如圖33所示。圖33 開(kāi)關(guān)檢測(cè)模塊及相關(guān)電路 車(chē)位編碼系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)車(chē)位編碼系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要采用輪詢(xún)方式順序執(zhí)行后臺(tái)程序，然后配合一些中斷來(lái)滿(mǎn)足部分功能的實(shí)時(shí)要求。系統(tǒng)中的各個(gè)微控制器的SPI、ATD（PIT用于定時(shí)）等外圍單元的初始化，開(kāi)關(guān)量的狀態(tài)檢測(cè)，車(chē)身各電器的功率輸出等控制程序可采用輪詢(xún)方式執(zhí)行；定時(shí)、脈沖捕捉等程序在前臺(tái)采用中斷方式執(zhí)行。模塊軟件設(shè)計(jì)模式如圖35所示。圖35 車(chē)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(chē)位編碼系統(tǒng)及時(shí)搜索到車(chē)位數(shù)目的變化并形成編碼輸出。第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的軟件采用GX Developer編制，它是三菱通用性較強(qiáng)的編程軟件，支持IEC611313的五種編程語(yǔ)言ST、IL、FBD、LD和SFC，可以通過(guò)粘貼和連接過(guò)程控制操作FB（功能塊）以及設(shè)定參數(shù)（PID指令、上限制/下限制等等）來(lái)輕易地創(chuàng)建回路控制程序。通過(guò)使用邏輯名（標(biāo)簽）的梯形圖程序中的FBD共享數(shù)據(jù)來(lái)編寫(xiě)程序。而且軟件自帶過(guò)程控制用監(jiān)控軟件（monitor tool）。降低了設(shè)計(jì)人員的專(zhuān)業(yè)要求。以往的過(guò)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員常常需要具備很高的專(zhuān)業(yè)水平，但是現(xiàn)在熟悉工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)人員就可以輕易地設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 程序編制本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)車(chē)輛出入停車(chē)場(chǎng)實(shí)時(shí)控制，在入口處設(shè)有攔道機(jī)和車(chē)牌掃描設(shè)備，當(dāng)檢測(cè)到有車(chē)駛?cè)肭臆?chē)牌識(shí)別正確后，攔道機(jī)打開(kāi)，車(chē)輛駛?cè)胪＼?chē)場(chǎng)；在各交叉路口設(shè)立空車(chē)位導(dǎo)向牌，指引車(chē)主尋找空車(chē)位；在每個(gè)車(chē)位均設(shè)有車(chē)位指示燈，若無(wú)車(chē)則車(chē)位指示燈閃爍，有車(chē)則關(guān)閉；出口處設(shè)有攔道機(jī)和車(chē)牌掃描設(shè)備，當(dāng)檢測(cè)到有車(chē)駛出、車(chē)牌識(shí)別正確且收費(fèi)完成后，攔道機(jī)打開(kāi)，車(chē)輛駛出停車(chē)場(chǎng)。其主程序流程圖如圖41所示。圖41 主程序控制流程 車(chē)位檢測(cè)及計(jì)數(shù)在每一個(gè)停車(chē)位上裝有紅外傳感器，采集紅外傳感器的信號(hào)，以此來(lái)感應(yīng)該停車(chē)位上是否停有車(chē)輛，并且將每一個(gè)傳感器接入芯片的引腳，芯片再與CPU相連，經(jīng)過(guò)CPU的處理得到該區(qū)域的停車(chē)位數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)某停車(chē)場(chǎng)各區(qū)域車(chē)位數(shù)的統(tǒng)計(jì)，并采集數(shù)據(jù)，此處采用I/O輸入模塊的X111X151接口。當(dāng)有車(chē)停放在停車(chē)位時(shí)，紅外傳感器感應(yīng)動(dòng)作，產(chǎn)生一個(gè)上跳沿脈沖，送給I/O口，通過(guò)CCLink總線(xiàn)與CPU通訊，將相應(yīng)車(chē)區(qū)車(chē)位數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)寄存器中數(shù)位加一。當(dāng)有車(chē)離開(kāi)時(shí)，停車(chē)位變空，紅外傳感器無(wú)感應(yīng)信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)下跳沿脈沖，此時(shí)相應(yīng)車(chē)區(qū)車(chē)位數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)寄存器中數(shù)位將減一，這樣便實(shí)現(xiàn)了停車(chē)位占用情況數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。該段程序如圖43所示。圖43 車(chē)位檢測(cè)及計(jì)數(shù)代碼 導(dǎo)向牌指示燈控制對(duì)于各區(qū)的停車(chē)狀況，要實(shí)現(xiàn)當(dāng)車(chē)輛進(jìn)場(chǎng)行駛至岔路口時(shí)，可以在有空停車(chē)位的區(qū)域所對(duì)應(yīng)的方向中一個(gè)方向，對(duì)進(jìn)場(chǎng)車(chē)輛進(jìn)行正確的引導(dǎo)。通過(guò)各車(chē)區(qū)的紅外線(xiàn)傳感器采集的信號(hào)統(tǒng)計(jì)各車(chē)區(qū)的空車(chē)位數(shù)，如果某車(chē)區(qū)的空車(chē)位數(shù)為0時(shí)，則相應(yīng)車(chē)區(qū)數(shù)據(jù)寄存器的寄存數(shù)為0，此時(shí)便向該車(chē)區(qū)方向的導(dǎo)向牌指示燈發(fā)出一個(gè)控制信號(hào)，使其關(guān)閉，向車(chē)主表明該方向車(chē)區(qū)的停車(chē)位以滿(mǎn)，請(qǐng)不要選擇該方向停車(chē)。在模型中，控制導(dǎo)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(dǎo)線(xiàn)牌指引燈控制代碼 車(chē)位統(tǒng)計(jì)及空車(chē)位指示在車(chē)庫(kù)入口處安裝的LED顯示屏是為了更好的指引車(chē)輛在車(chē)庫(kù)順利停放，使車(chē)主實(shí)時(shí)的了解車(chē)庫(kù)停車(chē)位使用狀況。在本模型中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將停車(chē)位使用情況的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)起來(lái)，分別將空車(chē)位數(shù)，占用車(chē)位數(shù)，總車(chē)位數(shù)通過(guò)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(chē)位統(tǒng)計(jì)及空車(chē)位代碼 入口及出口欄道機(jī)控制 入口攔道機(jī)的作用是使車(chē)輛安全進(jìn)入，防止車(chē)輛堵塞，車(chē)庫(kù)管理出現(xiàn)混亂，所以攔道機(jī)的控制十分重要。一般情況下，車(chē)輛出入時(shí)，紅外線(xiàn)傳感器感應(yīng)到后，給CPU發(fā)送一個(gè)信息，CPU按照程序運(yùn)算后，反饋一個(gè)控制信號(hào)，使攔道機(jī)動(dòng)作，欄杠抬起。但有一種