【文章內(nèi)容簡介】 關(guān)系 ， 通過參閱相關(guān)的文獻材料如設(shè)計圖、原理圖和繼電器電路圖等對現(xiàn)有設(shè)備進行改造，并基本完成前期的方案準(zhǔn)備工作 [3]。 車輛進出系統(tǒng)設(shè)計主要是對人機接口和通信方面的設(shè)計。可以用計算機作為人機接口，普通的臺式機價格比較便宜，對工作環(huán)境要求較高，通常放在小區(qū)控制中心使用。通信方式的選擇需要考慮網(wǎng)絡(luò)允許的最大節(jié)點數(shù)和網(wǎng)絡(luò)中單位時間可能的最大信息流量，并留有一定余地。詳細(xì)了解系統(tǒng)中應(yīng)用的被控對象的基本功能，輸入信號與 PLC 控制系統(tǒng)的兼容性，并掌握 PLC 驅(qū)動輸出信號的基本運行方式。 車 輛 進 出 系 統(tǒng) 方 案 規(guī) 劃車 輛 進 出 系 統(tǒng) 設(shè) 計P L C 硬 件 選 型硬 件 設(shè) 計 軟 件 設(shè) 計硬 件 調(diào) 試 軟 件 調(diào) 試系 統(tǒng) 總 體 調(diào) 試 圖 系統(tǒng)方案設(shè)計流程圖 7 指導(dǎo)思想 車輛出入管理系統(tǒng)作為一個典型的計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，其方案設(shè)計應(yīng)遵循實用、安全、先進、經(jīng)濟、可靠、可擴充原則，在確保系統(tǒng)性能有效、穩(wěn)定可靠的基礎(chǔ)上，考慮系統(tǒng)先進性的同時，在滿足小區(qū)安全防范級別的要求前提下，盡量降低系統(tǒng)造價，以達到最佳的性能價格比。充分考慮用戶實際需要和信息技術(shù)發(fā)展趨勢，根據(jù)用戶現(xiàn)場環(huán)境，設(shè)計選用功能和適合現(xiàn)場情況、符合用戶要求的系統(tǒng)配置方案，通過嚴(yán)密、有機的組合，實現(xiàn)真正的 資源共享。如圖 所示為小區(qū)車輛進出控制流程圖。 XXX：小區(qū)車輛進出智能管理系統(tǒng)設(shè)計 8 圖 小區(qū)車輛進出控制流程圖 設(shè)計原理 小區(qū)車輛進出系統(tǒng)是基于 PLC 的控制系統(tǒng)。 PLC 通過接受各個設(shè)備的輸入信號從而控制自動道閘的升降達到進出系統(tǒng)的自動控制，輸入設(shè)備主要包含地感線初始化 等待 等待 1入口地感線圈 1出口地感線圈 讀卡 讀卡 有卡？ 有效？ 有卡？ 臨時卡 道閘打開 道閘打開 2出口地感線圈 2入口地感線圈 道閘關(guān)閉 道閘關(guān)閉 結(jié)束 控制器記錄車輛信息 長期卡？ 臨時卡 控制器比對車輛信息 有車位？ 計數(shù)器自動加 1 計數(shù)器自動減 1 9 圈、發(fā)卡系統(tǒng)和自動防砸系統(tǒng)等。各個輸入系統(tǒng)通過自己的運行向 PLC 發(fā)出開關(guān)信號， PLC 依據(jù)接收的車輛信號來進行各部分的處理。輸出部分主要是控制自動道閘的電動機， PLC 通過對輸入信號的響應(yīng)控制自動道閘的直流電動機的 啟動、停止、反轉(zhuǎn)以及調(diào)速來驅(qū)動道閘的升起和降落，達到對出入口車輛的放行和禁止。 在車輛進出系統(tǒng)的輸入系統(tǒng)中，采用了當(dāng)前較為先進的 RFID 技術(shù)，通過遠距離的讀取識別電子標(biāo)簽實現(xiàn)小區(qū)業(yè)主的自動放行。這種非接觸式的 IC 卡，在應(yīng)用RFID 技術(shù)的同時，融合了圖像對比管理、字符疊加等先進技術(shù)，此種智能化系統(tǒng)主要由自動道閘、遠距離讀卡系統(tǒng)、系統(tǒng)控制主機、控制軟件等部分組成，使小區(qū)車輛進出控制系統(tǒng)不斷走向高度智能化和自動化管理。 RFID 技術(shù)發(fā)展的優(yōu)勢 RFID 射頻識別技術(shù)和傳統(tǒng)的識別技術(shù)相比，特別是與現(xiàn)在主流 的條形碼技術(shù)進行比較，它具有以下七大優(yōu)勢： 1. 快速掃描 條形碼一次只能掃描一個條形碼；而 RFID 射頻識別技術(shù)支持批量處理，RFID 閱讀器可以同時處理 200 個以上的標(biāo)簽。 2. 體積小型化、形狀多樣化 RFID 在讀取上并不受尺寸大小與形狀限制，不需為了讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質(zhì)。此外， RFID 標(biāo)簽更可往小型化與多樣形態(tài)發(fā)展，以應(yīng)用于不同產(chǎn)品。 3. 抗污染能力和耐久性 傳統(tǒng)條形碼的載體是紙張，因此容易受到污染，但 RFID 對水、油和化學(xué)藥品等物質(zhì)具有很強抵抗性。此外，由 于條形碼是附于塑料袋或外包裝紙箱上，所以特別容易受到折損； RFID 標(biāo)簽是將數(shù)據(jù)保存在芯片中，因此可以免受污損。 4. 可重復(fù)使用 現(xiàn)今的條形碼印刷上去之后就無法更改， RFID 標(biāo)簽則可以重復(fù)地新增、修改、刪除 RFID 卷標(biāo)內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)，方便信息的更新。 5. 穿透性和無屏障閱讀 XXX：小區(qū)車輛進出智能管理系統(tǒng)設(shè)計 10 在被覆蓋的情況下， RFID 能夠穿透紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質(zhì)， 并能夠進行穿透性通信。而條形碼掃描機必須在近距離而且沒有物體阻擋的情況下， 才可以辨讀條形碼。 6. 數(shù)據(jù)的記憶容量大 一維條形碼的容量是 50Bytes ，二維條形碼最大的容量可存儲 2020 至3000Bytes， RFID 最大的容量則有數(shù) MB。隨著記憶載體的發(fā)展，數(shù)據(jù)容量也有不斷擴大的趨勢。未來物品所需攜帶的資料量會越來越大，對標(biāo)簽所能擴充容量的需求也相應(yīng)增加。 7. 安全性 由于 RFID 承載的是電子式信息，其數(shù)據(jù)內(nèi)容可經(jīng)由密碼保護，使其內(nèi)容不易被偽造及編造。近年來， RFID 因其所具備的遠距離讀取、高儲存量等特性而備受矚目。它不僅可以幫助一個企業(yè)大幅提高貨物、信息管理的效率，還可以讓銷售企業(yè)和制造企業(yè)互聯(lián)，從而更加準(zhǔn)確地接受反饋信息，控 制需求信息，優(yōu)化整個供應(yīng)鏈。 技術(shù)發(fā)展存在的問題 RFID 技術(shù)的優(yōu)勢是毋庸置疑的，并且已經(jīng)有不少企業(yè)在使用這項技術(shù)，但是在應(yīng)用過程中依然存在一些瓶頸問題。 （ 1） 技術(shù)不成熟 RFID 是個充滿希望的行業(yè)，但它的推廣需要下面每一步的堅定與成熟：標(biāo)準(zhǔn)的制訂、芯片設(shè)計與制造技術(shù)、天線設(shè)計與制造技術(shù)、芯片封裝技術(shù)、讀寫設(shè)備開發(fā)與生產(chǎn)技術(shù)、系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)管理軟件平臺、應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)等。最具潛力的UHF 頻段市場上能支持的設(shè)備并不多，射頻識別訊號容易被物體所阻斷，這些都是技術(shù)上的挑戰(zhàn)。 （ 2） 成本 居高不下 僅 RFID 標(biāo)簽一項的成本就達到十幾元人民幣，而條形碼標(biāo)簽的單位成本只有 2 美分。目前全球 RFID 標(biāo)簽的年需求量大約是 1000 萬片，而只有需求量超過50 億片后，價格才能降到 2 美分。沃爾瑪?shù)?RFID 技術(shù)合作商 Tagistics 公司總裁克里斯多夫介紹說，一套 RFID 系統(tǒng)在美國定價（包括項目實施）一般在 250 萬 11 美元左右，大型系統(tǒng)還要高得多。中鐵快運這幾年不斷測試 RFID 系統(tǒng)的效果，并將其小范圍試點， 最終發(fā)現(xiàn)投入太大，作為一個企業(yè)無法單獨承擔(dān)這部分的投入。中鐵快運一位負(fù)責(zé)人抱怨，從 北京到上海，一個 10 萬件貨物總體運輸應(yīng)用RFID 的解決方案的投資要超過 1 千萬，這是極不劃算的。 （ 3） RFID 標(biāo)簽識別率不夠 由于金屬和液體對空間電磁波的吸收，使得 RFID 在這類商品上的識別遇到困難。哪怕是 %的識別率，都不會有任何一家商場或超市貿(mào)然引入 RFID 系統(tǒng)。提高 RFID 標(biāo)簽的識別率，成為技術(shù)上需要解決的緊迫問題。目前國外在提高識別率方面做了許多努力，提出了無芯片標(biāo)簽技術(shù)，聲表面波（ SAW）技術(shù)，納米技術(shù)，基因技術(shù)和導(dǎo)電墨水技術(shù)。某些技術(shù)已經(jīng)從實驗上證實可以在特定應(yīng)用領(lǐng)域提高識 別率， 但仍未達到 100%的識別率。也有其他廠商提出從工程上來提高 RFID 系統(tǒng)的識別率， 比如不同的應(yīng)用采用不同頻段的標(biāo)簽，比如多次讀取RFID 標(biāo)簽等。在技術(shù)上存在缺陷時，工程上的解決方案可以很大程度上提高系統(tǒng)識別率。 （ 4） 數(shù)據(jù)安全性有待增強 RFID 產(chǎn)業(yè)化受阻的另一個因素是歐美國家人們對安全性及個人隱私的考慮。目前的 RFID 技術(shù)要想在對信息有保密要求的領(lǐng)域展開應(yīng)用還存在一定障礙，因為當(dāng)前廣泛使用的無源 RFID 系統(tǒng)并沒有可靠安全機制，無法對數(shù)據(jù)進行很好的保姆。如果電子標(biāo)簽中的信息被竊取，復(fù)制并被 非法使用的話，將會帶來無法估量的損失。解決安全性的途徑是設(shè)計更復(fù)雜的微處理器以及更大容量的內(nèi)存，這樣就可以進行更復(fù)雜的加密算法以防止數(shù)據(jù)的非法竊取。如何在不增加太多成本的同時提高電子標(biāo)簽的安全性是一個有待進一步研究的問題。同時， RFID 的使用受到了許多人權(quán)組織和個人的反對，他們示威甚至試圖通過制訂法律來阻止 RFID 產(chǎn)品的使用。目前各大 RFID 廠商正努力尋找解決之道，他們希望通過使電子標(biāo)簽在商品銷售到消費者手中后自動失效或者通過增加加密手段來保護個人隱私。 Inside Contactless 公司推出 的 RFID 芯片加入了加密算法，這些加密算法中，簡單的采用普通的邏輯電路實現(xiàn)，復(fù)雜的則通過嵌入式的 RISC 微處理器來完成。加入了微處理器的 RFID 芯片，片內(nèi)還加入了 RAM 和 ROM。這些措施保證了標(biāo)簽芯片能夠與閱讀器進行多重認(rèn)證，實現(xiàn)復(fù)雜的加密算法。 XXX：小區(qū)車輛進出智能管理系統(tǒng)設(shè)計 12 （ 5） 沒有統(tǒng)一的 RFID 標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)化是廣泛獲得市場接受的必要措施，但 RFID 讀寫器與標(biāo)簽的技術(shù)仍未見統(tǒng)一，不同制造商所使用的通訊協(xié)議、運作的頻率、存儲數(shù)據(jù)的格式等均不相同。兩大現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)日本 UID 和歐美的 EPC 采用的頻率不同。 標(biāo)準(zhǔn)不一，將影響 RFID 的市場前景和應(yīng)用范圍。為此，解決標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的措施來自兩個層面，一方面要盡快制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)；另一方面在不損害既得利益集團利益的前提下，可以開展多協(xié)議、多頻點讀寫器的研究和開發(fā)。 設(shè)計原則 本系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)以多用途、易擴展、簡捷實用為目標(biāo)，以小區(qū)進出車輛功能需求為主設(shè)計。同時設(shè)計過程應(yīng)遵循以下原則： (1)實用性 當(dāng)今科技發(fā)展迅速，技術(shù)和產(chǎn)品可謂層出不窮，工程中選用的系統(tǒng)和產(chǎn)品都應(yīng)能使用戶得到實實在在的受益，并滿足近期使用和遠期發(fā)展的需要。在多種實現(xiàn)途徑中，選擇最經(jīng)濟可行的途徑。 （ 2） 先進性 系統(tǒng)的設(shè) 計和產(chǎn)品選用在投入使用時應(yīng)具有一定的技術(shù)先進性，但不盲目追求尚不成熟的新技術(shù)或不實用的新功能，以充分保護用戶的投資。 （ 3） 可靠性 系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)具有較高的可靠性，在系統(tǒng)故障或事故造成中斷后，能確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性和一致性，并具備迅速恢復(fù)的功能。 （ 4） 可行性 以現(xiàn)有成熟的產(chǎn)品為對象設(shè)計，同時還考慮到環(huán)境的現(xiàn)狀和技術(shù)的發(fā)展趨勢，并考慮用戶管理的要求，使設(shè)計的方案現(xiàn)實可行。 （ 5） 安全性 采取必要的措施保障各系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全。設(shè)計充分考慮到防盜和防止人為破壞。 （ 6） 易操作性 系統(tǒng)是面向各種管理層次使用的系統(tǒng) ，系統(tǒng)及其功能的配置以能給用戶提供 13 舒適、安全、方便、快捷為準(zhǔn)則，其操作應(yīng)簡便易學(xué)，而絕不能因“智能”而給用戶帶來不便，甚至煩惱。 （ 7） 針對性 系統(tǒng)的設(shè)置并非千篇一律的，而應(yīng)根據(jù)工程的實際情況，如工程規(guī)模、配套設(shè)施、市場定位、用戶對象、管理要求、規(guī)劃及平面布局等等因素，作出有針對性的設(shè)計。 （ 8） 可擴充性 系統(tǒng)設(shè)計中考慮到今后技術(shù)的發(fā)展和使用的需要，具有更新、擴充和升級的可能?？傊?，從設(shè)計上來說，主要考慮到： 經(jīng)濟、實用； 物業(yè)管理便利；用戶使用便利； 提升整個建筑群形象； 保護建筑群和周邊環(huán)境 ，如減少車輛不必要的行駛，從而減少廢氣排放、噪音污染等； 小區(qū)出入口車輛性質(zhì)劃分 將可能的進出車輛的性質(zhì)進行了統(tǒng)計，大致分類如下： 用戶性質(zhì) 具體分類 備注 固定停車用戶 開發(fā)商和物業(yè)管理公司自用車輛 住戶或者是租戶的車輛 臨時停車用戶 來訪的外來車輛 包括到物業(yè)管理部門辦事的車輛 因到周邊場所辦事而須停車車輛 特種車輛 包括垃圾車、消防車、警車等等 由以上分析，我們可以知道固定停車用戶和臨時停車用戶的特性如下： 固定停車用戶特性：這些車輛一般每天都需要在小區(qū)內(nèi)停車，并且 進出次數(shù)XXX：小區(qū)車輛進出智能管理系統(tǒng)設(shè)計 14 會比較頻繁或停車時間比較長；而且其變動性不會太大，我們稱這類停車用戶為固定停車用戶。 臨時停車用戶特性：這些車輛的性質(zhì)決定了他們來得次數(shù)不會多，可能是偶爾來一次，而且每次停車的時間不會太長，因此統(tǒng)稱為臨時停車用戶。 主要結(jié)構(gòu) 機箱：結(jié)構(gòu)堅實牢固，做防雨水、防振動和噴濺水保護，可用 特制鑰匙方便地打開道閘機箱門，方便對道閘的安裝及日后的維護， 特別設(shè)計一套卸荷裝置，以防止外力損壞，色彩鮮明的國際標(biāo)準(zhǔn)化外形設(shè)計，具有較強的警示作用。 電動機：采用合資智能道閘專用直流電動機，具備開、關(guān)、?？刂乒δ?，另外還具備電機轉(zhuǎn)速輸出功能，便于控制系統(tǒng)對電機的運轉(zhuǎn)情況加以檢測和監(jiān)控，同時根據(jù)力學(xué)平衡原理，閘桿在水平垂直狀態(tài)變化過程中，力矩的變化曲線，設(shè)計平衡彈簧的平衡力矩。平衡力臂相應(yīng)變化。確保了閘桿在任意狀態(tài)，保持平衡電機最輕負(fù)荷，負(fù)載電流平穩(wěn)，增加了電機使用壽命。 傳動部分：根據(jù)力學(xué)平衡原理，閘桿在水平垂直狀態(tài)變化過程中，力矩的變化曲線，設(shè)計平衡彈簧的平衡力矩。平衡力臂相應(yīng)變化。確保了閘桿在任意狀態(tài)，保持平衡電機最輕負(fù)荷，負(fù)載電流平穩(wěn)，增加了電機使用壽命。 離合器：電動和手動兩種工作方式，將電動機的驅(qū)動減速，從而 驅(qū)動傳動機構(gòu)，在停電時，方便采用搖桿控制閘桿的起落。 電子控制部分：以限位開關(guān)定位控制，全電路采用無觸點控制，具備多種接口控制方式 ，按鈕開關(guān)、紅外或無線遙控、電腦監(jiān)控，以弱電控制強電，內(nèi)置 微電腦處理芯片，具備智能邏輯控制處理功能。 系統(tǒng)的基本功能 固定車輛全自動化管理，臨時車輛半自動化管理，減少車輛通行時間，為車主爭取時間，智能化管理。智能自動道閘安裝在小區(qū)大門的出入口處，由箱體、電動機、離合器、機械傳動部分、欄桿、電子控