【導(dǎo)讀】停車場管理控制系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑中不可或缺的一部分。隨著計算機控制技術(shù)。的發(fā)展，停車場管理控制系統(tǒng)的功能及軟硬件設(shè)施也伴隨其發(fā)展而不斷改進。程，應(yīng)用PLC作為現(xiàn)場控制器，對現(xiàn)場設(shè)備進行信號采集與控制。根據(jù)管理及控制功能需求，充分研究了相關(guān)系統(tǒng)組件的工作原理及性能指標，現(xiàn)在小區(qū)停車場管理系統(tǒng)重點要做到準確指。示車輛進出，車輛進入時給與司機準確的車位數(shù)量，車輛進入后，記錄車輛數(shù)量，車輛離開時，減少車輛數(shù)量。車輛進出指示可完全由PLC作為中央控制來處理，本設(shè)計主要闡述了停車場的構(gòu)成、工作原理、工作條件。運用可編程控制器。對停車場汽車進出進行管理的方案，此方案大大提高了工作效率。利用PLC控制停車場空位顯示，實現(xiàn)全自動運行。利用出口、入口的車輛檢測傳

　　

【正文】 卡卡內(nèi)無內(nèi)容，故其卡片持有者的權(quán)限，系統(tǒng)功能操作要完全依賴于計算機網(wǎng)絡(luò)平臺數(shù)據(jù)庫的支持。而 IC 卡本身已記錄了大量用戶相關(guān)內(nèi)容 (卡號，用戶資料，權(quán)限，消費余額等大量信息 )，完全可以脫離計算機平臺運行，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)與脫機自動轉(zhuǎn)換的運行方式，能夠達到大范圍使用，少布線的需求。 一卡通擴展應(yīng)用： ID 卡由于無記錄，無分區(qū)，只能依賴網(wǎng)絡(luò)軟件來處理各子系統(tǒng)的信息，這就大大增加對網(wǎng)絡(luò)的依賴。 出入庫模塊硬件設(shè)計及選型 在現(xiàn)代化停車場管理中，涉及到各方面的管理， 其中車輛的管理是一個重要的方面。尤其是對特殊停車場、大院而言，要求對各種車輛實時地進行嚴格的管理，對其出入的時間進行嚴格的監(jiān)視，并對各類車輛進行登記（包括內(nèi)部車輛和外部車輛）和識別，如為內(nèi)部車輛則正常放行，如外部車輛則需要進行記錄、檢查后做出放行或阻擋的處理，并將各種信息輸入到數(shù)據(jù)庫。對大規(guī)模的營區(qū)中，各種出入的車輛較多，如每輛車都要進行人工判斷，既費時，又不利于管理和查詢，保衛(wèi)工作比較困難，效率低下。為了改善這種與現(xiàn)代化停車場、大院不相稱的管理模式，需要盡快實現(xiàn)停車場保安工作的自動化、智能化，并以計算機網(wǎng) 絡(luò)的形式進行管理。 停車場出入口控制模塊是停車場用戶出入權(quán)限管理與監(jiān)控的關(guān)鍵功能模塊，由讀卡器、票箱、道閘、車輛檢測器、車位數(shù)顯示牌等部件構(gòu)成。在本文系統(tǒng)中讀卡器直接與管理 PC 機通信，系統(tǒng)采集用戶卡信息，現(xiàn)場控制器 PLC 則根據(jù) PC機傳送的用戶卡信息及現(xiàn)場采集的車輛經(jīng)、停信息根據(jù)控制流程需求，控制票箱、道閘、車輛檢測器、拍照系統(tǒng)等系統(tǒng)部件的動作。停車場空位顯示 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計采用 PLC 控制系統(tǒng)將大大提高工作效率，和適應(yīng)工作環(huán)境的能力。車輛進出停車場是由 PLC 為中心控制系統(tǒng)工作的。 PLC 是整體模塊，集中了驅(qū)動 電路、檢測電路和保護電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。因此在運用中，硬件也相對簡單，提高了控制系統(tǒng)的可靠性。另外它的編程語言也相對簡單。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 停車場控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 20 讀卡器： 停車場出入口控制實質(zhì)是卡片識別方式的門禁控制系統(tǒng)。卡片方式的門禁系統(tǒng)通過讀卡或讀卡加密碼方式來管理進出權(quán)限。該系統(tǒng)的出入憑證為各類卡片，包括磁卡、接觸式 IC 卡、非接觸式 IC 卡等，識別儀為相應(yīng)的讀卡器。讀卡器系統(tǒng)常分為磁卡、接觸式 IC 卡、非接觸式 IC 卡即射頻卡系統(tǒng)。 磁卡與讀卡器間有磨損，壽命較短，而且磁卡易被復(fù)制，卡內(nèi)信息容易因外界磁場而丟失，使卡片無效，因此安全性一 般。接觸式 IC 卡是將一個集成電路芯片鑲嵌于塑料基片中，封裝成卡的形式，其外型與覆蓋磁條的磁卡相似?？ㄆ瑑?nèi)沒有電源，但有存儲器，可記錄卡片號碼，發(fā)行商信息，也可記錄持卡人信息。卡片表面從 C1到 C8共 8個觸點，使用者在進門前需要用讀卡器讀取持有的卡片，讀卡器通過觸點 C1 和 C5 給卡片提供電源，并從觸點 C7 串行讀取卡片內(nèi)信息送入門禁控制系統(tǒng)，門禁控制系統(tǒng)根據(jù)法則執(zhí)行比較判斷，根據(jù)結(jié)果控制鎖具的開啟和閉合。由于 IC 卡不會被磁化、不易復(fù)制，因此這種門禁系統(tǒng)的安全性高于磁卡門禁系統(tǒng)。 非接觸式 IC 卡又稱為射頻卡，與接觸式 IC 卡相似，卡內(nèi)沒有電源，有存儲器，但非接觸 IC 卡表面沒有觸點而是在卡片內(nèi)增加一個電感線圈。使用者在進門前將卡片靠近讀卡器，電感線圈在讀卡器內(nèi)發(fā)射裝置的激勵下產(chǎn)生微弱電流，保證卡內(nèi)芯片工作，并以電磁方式將信息返回給讀卡器。射頻卡既具有 IC 卡的普遍優(yōu)點，又具有自身的獨特優(yōu)點如：無源、免接觸、免操作、使用壽命長；數(shù)據(jù)交換不受除金屬外的介質(zhì)影響，使用方便；防水、防塵、防靜電干擾、適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境；感應(yīng)距離遠，普遍射頻卡可達 5～ 15cm，遠距射頻卡可達 5～ 10m；安全可靠，誤讀或不讀卡的機率幾乎為零，成百上千億的 密碼，無法破譯。 這種門禁系統(tǒng)的卡片與讀寫設(shè)備之間無接觸，開門安全方便、使用壽命長，卡片難以復(fù)制、安全性高，可聯(lián)微機實現(xiàn)雙向控制。是門禁系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。 對于停車場采用門禁系統(tǒng)進行出入控制，至少需要實現(xiàn)以下基本功能： ?對通道口進出權(quán)限的管理，根據(jù)用戶繳費及訂購車位使用權(quán)限的情況設(shè)定用戶卡進出通道的權(quán)限，門禁控制系統(tǒng)根據(jù)法則執(zhí)行比較判斷，根據(jù)結(jié)果控制道閘的開啟和閉合。 ?出入事件的記錄、查詢功能是系統(tǒng)進行管理的基礎(chǔ)。 本設(shè)計停車場控制系統(tǒng)亦采用無源非接觸式 IC 卡構(gòu)成門禁控制系統(tǒng)，經(jīng)過比較，根據(jù)系統(tǒng)需求選 用 SENSE182X 型讀寫器。該讀寫器可通過 RS232 或 RS485這兩種串行通信接口中任意一種與 PC 機連接以接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。讀寫器與 PC機或控制器相連的距離隨數(shù)據(jù)接口類型的不同而不同。 RS232 接口其可靠通信距離為 10 米， RS485 通信接口使用屏蔽雙絞線則通信距離可達 。若讀卡器距 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 停車場控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 21 離管理 PC 機較遠，出入不同口的情況，采用 RS485 串口通信或使用 RS232/RS485轉(zhuǎn)換器以有效延長通信距離。 出入口控制系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備 出入口控制系統(tǒng)的閘門機又稱為道閘，一般分為伸縮閘和抬桿閘，抬桿閘又分為手 動和自動兩種。手動閘欄桿的上升和下降由手控按鈕或遙控器操作；自動閘欄桿的上升和下降由控制器根據(jù)門禁控制的法則和流程經(jīng)程序判斷給出道閘的開關(guān)控制信號。在出入口控制中，當(dāng)讀卡器讀取 IC 卡后，與 PC 機通信，系統(tǒng)判斷符合開門條件時，控制器給出道閘開啟的信號，道閘開啟。車輛經(jīng)過入口控制系統(tǒng)的車輛感應(yīng)線圈后，控制器給出閘門關(guān)閉信號。攝像裝備安裝在進口或出口處對進入或離開的車輛攝像，提供給計算機進行抓拍。 WVCP464 彩色攝像機并配備 TG0412FCS3 光學(xué)鏡頭及 DS4002001 型視頻切換器以便對進出口視頻信 號進行切換選擇。 其中在出入庫口所用到的光電傳感器是根據(jù)其把光強度的變化轉(zhuǎn)化成電信號的變化來實現(xiàn)控制的。 表 性能參數(shù)指標 型號 JCGC1260D01NC 工作頻率 300Hz 工作電壓 1224V/DC 檢測方式 直接反射 靜態(tài)電流 12mA 以下 防護等級 IP67） 輸出狀態(tài) 常開（ NO）常閉（ NC） 使用溫度 動作時 25～ +70℃保存時 40～ +85℃ 儲存溫度 40℃～ +85℃ 工作溫度 20℃～ +55℃ 輸出電流 200mA 材質(zhì) 外殼： ABS 飽和壓降 1V 以下 七段數(shù)碼管 要進行數(shù)字顯示最常用的器件就是七段數(shù)碼管，它是由 a、 b、 c、 d、 e、 f、g 七個 LED 組成。通過使不同的 LED 組合發(fā)光，達到數(shù)字的顯示效果。七段數(shù)碼管各數(shù)碼段分布及排序如圖二所示 ,并聯(lián)式七段數(shù)碼管譯碼原理如圖所示。每個數(shù)碼段通過限流電阻和譯碼開關(guān) (譯碼開關(guān)泛指能起到開關(guān)作用的器件 ,如 :三級管、集成電路、普通開關(guān)、接插件 )相互并聯(lián) ,然后與電源聯(lián)接 ,由譯碼開關(guān)譯碼 ,譯碼開關(guān)導(dǎo)通 ,表示與該譯碼開關(guān)相聯(lián)的數(shù)碼段顯示 。譯碼開關(guān)關(guān)斷 ,表示與該譯碼開關(guān)相聯(lián)的數(shù)碼段不顯示 ,數(shù)碼段不同的顯示組合 ,就可顯示“ 09” 10 個阿拉 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 停車場控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 22 伯?dāng)?shù)字。例如 :在圖 中 ,譯碼開關(guān) SA, SB, SC, SD, SE, SF 導(dǎo)通 ,顯示數(shù)碼“ 0” 。譯碼開關(guān) SB, SC 導(dǎo)通 ,顯示數(shù)碼“ 1” ,以此類推。 圖 數(shù)碼管接線 圖 七段數(shù)字譯碼顯示器的結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)接線圖 I/O 分配表 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 停車場控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 23 輸入 輸出 X0 啟動按鈕 Y0 就緒指示燈 X1 停止按鈕 Y1 車位未滿 X2 車進傳感器 Y2 車位滿 X3 車出傳感器 Y10Y16 個位 X6 進庫傳感器 Y20Y26 十位 X7 出庫傳感器 Y3 電機 1 X20 車進一卡通 Y4 電機 2 X21 車出一卡通 X4 車進位置開關(guān) X5 車出位置開關(guān) 圖 系統(tǒng)接線圖 河南城建學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計（論文） 4 停車場控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 24 4 停車場控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 停車場控制系流程圖 根據(jù)要求畫出用戶出入庫主程序流程圖如圖 所示： 圖 出入庫工作流程 車過計數(shù)器減一 車過落閘 入口 車庫是否滿 否：按鍵取卡 是：紅燈亮 讀卡器讀卡 記錄卡號及時間時間 向控制器發(fā)送信息 開啟道閘 河南城建學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計（論文） 4 停車場控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 25 梯形圖 河南城建學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計（論文） 4 停車場控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 26 以上梯形圖主要能夠?qū)崿F(xiàn)車位仿真的啟動，運行時車位的檢測以及復(fù)位狀態(tài)。 設(shè)計總梯形圖及指令表：（見附錄 A、 B） 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 仿真和調(diào)試 27 5 仿真和調(diào)試 仿真環(huán)境 系統(tǒng)程序區(qū) PLC 核心程序儲存區(qū)，主要負責(zé)所有自我診斷、指令翻譯及監(jiān)督管理等功能。元件區(qū) PLC 內(nèi)部元件有輸入繼電器 X、輸出繼電器 Y、內(nèi)部輔助繼電器 M、計時器 T、計數(shù)器 C、狀態(tài)繼電器 S 及資料暫存器。 外部設(shè)備 提供的 RS232 通訊口，主要連接程序編輯、個人計算機 輸入單元 這是各種輸入信號 (動作命令信號及回授的檢測信號 ) 的輸入界面，為直流輸入類型并可將外部信號與 PLC 內(nèi)部隔離 輸出單元 把 PLC 處理結(jié)果即輸出信號送給控制對象的輸出點輸出點型式有繼電器輸出及晶體管輸出二種類型，可將 PLC 內(nèi)部信號與外部 負載電源隔離。 由控制器、運算器所組成的 CPU 它由程序存儲器中順序取出使用者的程序指令，并對其譯碼，根據(jù)指令功能，發(fā)出有序的控制信號，從輸入單元或元件區(qū)讀取資料，在運算器中進行處理，而后把處理結(jié)果給輸出單元存入元件區(qū)。不斷循環(huán)掃描整個程序區(qū)，實行預(yù)定的控制程序 工作流程 門限開：防止門一直開的狀態(tài)；門限關(guān)：阻止門一直關(guān)閉超過承載能力；正（反）：門的正反轉(zhuǎn) 圖 車輛進出庫仿真圖 正 反 啟動 停止 車進 門 限關(guān) 門 限開 車出 進庫 出庫 車進刷卡 車出刷卡 數(shù) 碼 管 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 結(jié)論 28 結(jié)論 本設(shè)計是基于 PLC 的停車場車位控制系統(tǒng)，光電傳感器能 夠迅速將采集到的信號傳輸給 PLC 中，并輸給七段譯碼顯示器，顯示器能夠?qū)崟r顯示停車場的停車數(shù)目。采用 PLC 作為控制器是因為它具有可靠性高、控制程序可變，具有良好的柔性、功能強，性能價格高等特點。該系統(tǒng)用到了光電傳感器將采集到的信號傳輸給 PLC 中的 C250 雙向計數(shù)器， C250 進行加減計數(shù)存儲。涉及到的收費系統(tǒng)采用一卡通系統(tǒng)來實現(xiàn)其功能。車位檢測用重力傳感器來實現(xiàn)，并且在車位上安裝指示燈，從而是進入車庫的司機能夠了解到視野范圍內(nèi)車位的信息。采用GXDeveloper 編制梯形圖并進行仿真。最終實現(xiàn)了車輛的出入庫以 及車位的檢測功能。設(shè)計中用到攝像監(jiān)控裝置，對出入口進行監(jiān)控，查看各個時間段的情況。 運用 PLC 設(shè)計車庫管理系統(tǒng)無論是從設(shè)計思路還是設(shè)計過程都十分清晰，編寫的梯形圖各個短節(jié)的作用以及應(yīng)有的操作都很容易辨認，在用 GXDeveloper進行仿真時，由于軟件的缺陷不能用數(shù)碼管直接進行操作，因此用 14 個指示燈來代替數(shù)碼管的部分功能。涉及到的上位監(jiān)控系統(tǒng)采用控制器與 PC 機相連鑒于實際情況未能進行仿真。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）