【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 關(guān)系 ， 通過(guò)參閱相關(guān)的文獻(xiàn)材料如設(shè)計(jì)圖、原理圖和繼電器電路圖等對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造，并基本完成前期的方案準(zhǔn)備工作 [3]。 車(chē)輛進(jìn)出系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是對(duì)人機(jī)接口和通信方面的設(shè)計(jì)?？梢杂糜?jì)算機(jī)作為人機(jī)接口，普通的臺(tái)式機(jī)價(jià)格比較便宜，對(duì)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(diǎn)數(shù)和網(wǎng)絡(luò)中單位時(shí)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(duì)象的基本功能，輸入信號(hào)與 PLC 控制系統(tǒng)的兼容性，并掌握 PLC 驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)的基本運(yùn)行方式。 車(chē) 輛 進(jìn) 出 系 統(tǒng) 方 案 規(guī) 劃車(chē) 輛 進(jìn) 出 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì)P L C 硬 件 選 型硬 件 設(shè) 計(jì) 軟 件 設(shè) 計(jì)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(jì)流程圖 7 指導(dǎo)思想 車(chē)輛出入管理系統(tǒng)作為一個(gè)典型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，其方案設(shè)計(jì)應(yīng)遵循實(shí)用、安全、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、可靠、可擴(kuò)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(jìn)性的同時(shí)，在滿足小區(qū)安全防范級(jí)別的要求前提下，盡量降低系統(tǒng)造價(jià)，以達(dá)到最佳的性能價(jià)格比。充分考慮用戶實(shí)際需要和信息技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)用戶現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，設(shè)計(jì)選用功能和適合現(xiàn)場(chǎng)情況、符合用戶要求的系統(tǒng)配置方案，通過(guò)嚴(yán)密、有機(jī)的組合，實(shí)現(xiàn)真正的 資源共享。如圖 所示為小區(qū)車(chē)輛進(jìn)出控制流程圖。 XXX：小區(qū)車(chē)輛進(jìn)出智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 圖 小區(qū)車(chē)輛進(jìn)出控制流程圖 設(shè)計(jì)原理 小區(qū)車(chē)輛進(jìn)出系統(tǒng)是基于 PLC 的控制系統(tǒng)。 PLC 通過(guò)接受各個(gè)設(shè)備的輸入信號(hào)從而控制自動(dòng)道閘的升降達(dá)到進(jìn)出系統(tǒng)的自動(dòng)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(shí)卡 道閘打開(kāi) 道閘打開(kāi) 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(chē)輛信息 長(zhǎng)期卡？ 臨時(shí)卡 控制器比對(duì)車(chē)輛信息 有車(chē)位？ 計(jì)數(shù)器自動(dòng)加 1 計(jì)數(shù)器自動(dòng)減 1 9 圈、發(fā)卡系統(tǒng)和自動(dòng)防砸系統(tǒng)等。各個(gè)輸入系統(tǒng)通過(guò)自己的運(yùn)行向 PLC 發(fā)出開(kāi)關(guān)信號(hào)， PLC 依據(jù)接收的車(chē)輛信號(hào)來(lái)進(jìn)行各部分的處理。輸出部分主要是控制自動(dòng)道閘的電動(dòng)機(jī)， PLC 通過(guò)對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)控制自動(dòng)道閘的直流電動(dòng)機(jī)的 啟動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)以及調(diào)速來(lái)驅(qū)動(dòng)道閘的升起和降落，達(dá)到對(duì)出入口車(chē)輛的放行和禁止。 在車(chē)輛進(jìn)出系統(tǒng)的輸入系統(tǒng)中，采用了當(dāng)前較為先進(jìn)的 RFID 技術(shù)，通過(guò)遠(yuǎn)距離的讀取識(shí)別電子標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)小區(qū)業(yè)主的自動(dòng)放行。這種非接觸式的 IC 卡，在應(yīng)用RFID 技術(shù)的同時(shí)，融合了圖像對(duì)比管理、字符疊加等先進(jìn)技術(shù)，此種智能化系統(tǒng)主要由自動(dòng)道閘、遠(yuǎn)距離讀卡系統(tǒng)、系統(tǒng)控制主機(jī)、控制軟件等部分組成，使小區(qū)車(chē)輛進(jìn)出控制系統(tǒng)不斷走向高度智能化和自動(dòng)化管理。 RFID 技術(shù)發(fā)展的優(yōu)勢(shì) RFID 射頻識(shí)別技術(shù)和傳統(tǒng)的識(shí)別技術(shù)相比，特別是與現(xiàn)在主流 的條形碼技術(shù)進(jìn)行比較，它具有以下七大優(yōu)勢(shì)： 1. 快速掃描 條形碼一次只能掃描一個(gè)條形碼；而 RFID 射頻識(shí)別技術(shù)支持批量處理，RFID 閱讀器可以同時(shí)處理 200 個(gè)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(duì)水、油和化學(xué)藥品等物質(zhì)具有很強(qiáng)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(wú)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(chǔ)的數(shù)據(jù)，方便信息的更新。 5. 穿透性和無(wú)屏障閱讀 XXX：小區(qū)車(chē)輛進(jìn)出智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 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(jìn)行穿透性通信。而條形碼掃描機(jī)必須在近距離而且沒(méi)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(chǔ) 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(kuò)大的趨勢(shì)。未來(lái)物品所需攜帶的資料量會(huì)越來(lái)越大，對(duì)標(biāo)簽所能擴(kuò)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(hù)，使其內(nèi)容不易被偽造及編造。近年來(lái)， RFID 因其所具備的遠(yuǎn)距離讀取、高儲(chǔ)存量等特性而備受矚目。它不僅可以幫助一個(gè)企業(yè)大幅提高貨物、信息管理的效率，還可以讓銷(xiāo)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(gè)供應(yīng)鏈。 技術(shù)發(fā)展存在的問(wèn)題 RFID 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是毋庸置疑的，并且已經(jīng)有不少企業(yè)在使用這項(xiàng)技術(shù)，但是在應(yīng)用過(guò)程中依然存在一些瓶頸問(wèn)題。 （ 1） 技術(shù)不成熟 RFID 是個(gè)充滿希望的行業(yè)，但它的推廣需要下面每一步的堅(jiān)定與成熟：標(biāo)準(zhǔn)的制訂、芯片設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、天線設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、芯片封裝技術(shù)、讀寫(xiě)設(shè)備開(kāi)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(tái)、應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等。最具潛力的UHF 頻段市場(chǎng)上能支持的設(shè)備并不多，射頻識(shí)別訊號(hào)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(xiàng)的成本就達(dá)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(wàn)片，而只有需求量超過(guò)50 億片后，價(jià)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(shuō)，一套 RFID 系統(tǒng)在美國(guó)定價(jià)（包括項(xiàng)目實(shí)施）一般在 250 萬(wàn) 11 美元左右，大型系統(tǒng)還要高得多。中鐵快運(yùn)這幾年不斷測(cè)試 RFID 系統(tǒng)的效果，并將其小范圍試點(diǎn)， 最終發(fā)現(xiàn)投入太大，作為一個(gè)企業(yè)無(wú)法單獨(dú)承擔(dān)這部分的投入。中鐵快運(yùn)一位負(fù)責(zé)人抱怨，從 北京到上海，一個(gè) 10 萬(wàn)件貨物總體運(yùn)輸應(yīng)用RFID 的解決方案的投資要超過(guò) 1 千萬(wàn)，這是極不劃算的。 （ 3） RFID 標(biāo)簽識(shí)別率不夠 由于金屬和液體對(duì)空間電磁波的吸收，使得 RFID 在這類(lèi)商品上的識(shí)別遇到困難。哪怕是 %的識(shí)別率，都不會(huì)有任何一家商場(chǎng)或超市貿(mào)然引入 RFID 系統(tǒng)。提高 RFID 標(biāo)簽的識(shí)別率，成為技術(shù)上需要解決的緊迫問(wèn)題。目前國(guó)外在提高識(shí)別率方面做了許多努力，提出了無(wú)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(shí)驗(yàn)上證實(shí)可以在特定應(yīng)用領(lǐng)域提高識(shí) 別率， 但仍未達(dá)到 100%的識(shí)別率。也有其他廠商提出從工程上來(lái)提高 RFID 系統(tǒng)的識(shí)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(shí)，工程上的解決方案可以很大程度上提高系統(tǒng)識(shí)別率。 （ 4） 數(shù)據(jù)安全性有待增強(qiáng) RFID 產(chǎn)業(yè)化受阻的另一個(gè)因素是歐美國(guó)家人們對(duì)安全性及個(gè)人隱私的考慮。目前的 RFID 技術(shù)要想在對(duì)信息有保密要求的領(lǐng)域展開(kāi)應(yīng)用還存在一定障礙，因?yàn)楫?dāng)前廣泛使用的無(wú)源 RFID 系統(tǒng)并沒(méi)有可靠安全機(jī)制，無(wú)法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(huì)帶來(lái)無(wú)法估量的損失。解決安全性的途徑是設(shè)計(jì)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(jìn)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(shí)提高電子標(biāo)簽的安全性是一個(gè)有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題。同時(shí)， RFID 的使用受到了許多人權(quán)組織和個(gè)人的反對(duì)，他們示威甚至試圖通過(guò)制訂法律來(lái)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(guò)使電子標(biāo)簽在商品銷(xiāo)售到消費(fèi)者手中后自動(dòng)失效或者通過(guò)增加加密手段來(lái)保護(hù)個(gè)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(jiǎn)單的采用普通的邏輯電路實(shí)現(xiàn)，復(fù)雜的則通過(guò)嵌入式的 RISC 微處理器來(lái)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(jìn)行多重認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的加密算法。 XXX：小區(qū)車(chē)輛進(jìn)出智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 （ 5） 沒(méi)有統(tǒng)一的 RFID 標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)化是廣泛獲得市場(chǎng)接受的必要措施，但 RFID 讀寫(xiě)器與標(biāo)簽的技術(shù)仍未見(jiàn)統(tǒng)一，不同制造商所使用的通訊協(xié)議、運(yùn)作的頻率、存儲(chǔ)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(chǎng)前景和應(yīng)用范圍。為此，解決標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的措施來(lái)自?xún)蓚€(gè)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(tuán)利益的前提下，可以開(kāi)展多協(xié)議、多頻點(diǎn)讀寫(xiě)器的研究和開(kāi)發(fā)。 設(shè)計(jì)原則 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)以多用途、易擴(kuò)展、簡(jiǎn)捷實(shí)用為目標(biāo)，以小區(qū)進(jìn)出車(chē)輛功能需求為主設(shè)計(jì)。同時(shí)設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)遵循以下原則： (1)實(shí)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(shí)實(shí)在在的受益，并滿足近期使用和遠(yuǎn)期發(fā)展的需要。在多種實(shí)現(xiàn)途徑中，選擇最經(jīng)濟(jì)可行的途徑。 （ 2） 先進(jìn)性 系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)和產(chǎn)品選用在投入使用時(shí)應(yīng)具有一定的技術(shù)先進(jìn)性，但不盲目追求尚不成熟的新技術(shù)或不實(shí)用的新功能，以充分保護(hù)用戶的投資。 （ 3） 可靠性 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(duì)象設(shè)計(jì)，同時(shí)還考慮到環(huán)境的現(xiàn)狀和技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，并考慮用戶管理的要求，使設(shè)計(jì)的方案現(xiàn)實(shí)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(jì)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(jiǎn)便易學(xué)，而絕不能因“智能”而給用戶帶來(lái)不便，甚至煩惱。 （ 7） 針對(duì)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(shí)際情況，如工程規(guī)模、配套設(shè)施、市場(chǎng)定位、用戶對(duì)象、管理要求、規(guī)劃及平面布局等等因素，作出有針對(duì)性的設(shè)計(jì)。 （ 8） 可擴(kuò)充性 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中考慮到今后技術(shù)的發(fā)展和使用的需要，具有更新、擴(kuò)充和升級(jí)的可能?？傊?，從設(shè)計(jì)上來(lái)說(shuō)，主要考慮到： 經(jīng)濟(jì)、實(shí)用； 物業(yè)管理便利；用戶使用便利； 提升整個(gè)建筑群形象； 保護(hù)建筑群和周邊環(huán)境 ，如減少車(chē)輛不必要的行駛，從而減少?gòu)U氣排放、噪音污染等； 小區(qū)出入口車(chē)輛性質(zhì)劃分 將可能的進(jìn)出車(chē)輛的性質(zhì)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，大致分類(lèi)如下： 用戶性質(zhì) 具體分類(lèi) 備注 固定停車(chē)用戶 開(kāi)發(fā)商和物業(yè)管理公司自用車(chē)輛 住戶或者是租戶的車(chē)輛 臨時(shí)停車(chē)用戶 來(lái)訪的外來(lái)車(chē)輛 包括到物業(yè)管理部門(mén)辦事的車(chē)輛 因到周邊場(chǎng)所辦事而須停車(chē)車(chē)輛 特種車(chē)輛 包括垃圾車(chē)、消防車(chē)、警車(chē)等等 由以上分析，我們可以知道固定停車(chē)用戶和臨時(shí)停車(chē)用戶的特性如下： 固定停車(chē)用戶特性：這些車(chē)輛一般每天都需要在小區(qū)內(nèi)停車(chē)，并且 進(jìn)出次數(shù)XXX：小區(qū)車(chē)輛進(jìn)出智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 會(huì)比較頻繁或停車(chē)時(shí)間比較長(zhǎng)；而且其變動(dòng)性不會(huì)太大，我們稱(chēng)這類(lèi)停車(chē)用戶為固定停車(chē)用戶。 臨時(shí)停車(chē)用戶特性：這些車(chē)輛的性質(zhì)決定了他們來(lái)得次數(shù)不會(huì)多，可能是偶爾來(lái)一次，而且每次停車(chē)的時(shí)間不會(huì)太長(zhǎng)，因此統(tǒng)稱(chēng)為臨時(shí)停車(chē)用戶。 主要結(jié)構(gòu) 機(jī)箱：結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)牢固，做防雨水、防振動(dòng)和噴濺水保護(hù)，可用 特制鑰匙方便地打開(kāi)道閘機(jī)箱門(mén)，方便對(duì)道閘的安裝及日后的維護(hù)， 特別設(shè)計(jì)一套卸荷裝置，以防止外力損壞，色彩鮮明的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化外形設(shè)計(jì)，具有較強(qiáng)的警示作用。 電動(dòng)機(jī)：采用合資智能道閘專(zhuān)用直流電動(dòng)機(jī)，具備開(kāi)、關(guān)、停控制功能，另外還具備電機(jī)轉(zhuǎn)速輸出功能，便于控制系統(tǒng)對(duì)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況加以檢測(cè)和監(jiān)控，同時(shí)根據(jù)力學(xué)平衡原理，閘桿在水平垂直狀態(tài)變化過(guò)程中，力矩的變化曲線，設(shè)計(jì)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(jī)最輕負(fù)荷，負(fù)載電流平穩(wěn)，增加了電機(jī)使用壽命。 傳動(dòng)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(guò)程中，力矩的變化曲線，設(shè)計(jì)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(jī)最輕負(fù)荷，負(fù)載電流平穩(wěn)，增加了電機(jī)使用壽命。 離合器：電動(dòng)和手動(dòng)兩種工作方式，將電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)減速，從而 驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在停電時(shí)，方便采用搖桿控制閘桿的起落。 電子控制部分：以限位開(kāi)關(guān)定位控制，全電路采用無(wú)觸點(diǎn)控制，具備多種接口控制方式 ，按鈕開(kāi)關(guān)、紅外或無(wú)線遙控、電腦監(jiān)控，以弱電控制強(qiáng)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(chē)輛全自動(dòng)化管理，臨時(shí)車(chē)輛半自動(dòng)化管理，減少車(chē)輛通行時(shí)間，為車(chē)主爭(zhēng)取時(shí)間，智能化管理。智能自動(dòng)道閘安裝在小區(qū)大門(mén)的出入口處，由箱體、電動(dòng)機(jī)、離合器、機(jī)械傳動(dòng)部分、欄桿、電子控