【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(jì)算機(jī)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(jìn)。程，應(yīng)用PLC作為現(xiàn)場控制器，對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)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(biāo)，現(xiàn)在小區(qū)停車場管理系統(tǒng)重點(diǎn)要做到準(zhǔn)確指。示車輛進(jìn)出，車輛進(jìn)入時給與司機(jī)準(zhǔn)確的車位數(shù)量，車輛進(jìn)入后，記錄車輛數(shù)量，車輛離開時，減少車輛數(shù)量。車輛進(jìn)出指示可完全由PLC作為中央控制來處理，本設(shè)計(jì)主要闡述了停車場的構(gòu)成、工作原理、工作條件。運(yùn)用可編程控制器。對停車場汽車進(jìn)出進(jìn)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(shí)現(xiàn)全自動運(yùn)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(jì)算機(jī)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(fèi)余額等大量信息 )，完全可以脫離計(jì)算機(jī)平臺運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)與脫機(jī)自動轉(zhuǎn)換的運(yùn)行方式，能夠達(dá)到大范圍使用，少布線的需求。 一卡通擴(kuò)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(jì)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(shí)時地進(jìn)行嚴(yán)格的管理，對其出入的時間進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)視，并對各類車輛進(jìn)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(jìn)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(jìn)行人工判斷，既費(fèi)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(shí)現(xiàn)停車場保安工作的自動化、智能化，并以計(jì)算機(jī)網(wǎng) 絡(luò)的形式進(jìn)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(jī)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(jī)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(jì)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(jìn)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(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。因此在運(yùn)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(jì)（論文） 3 停車場控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 20 讀卡器： 停車場出入口控制實(shí)質(zhì)是卡片識別方式的門禁控制系統(tǒng)?？ㄆ绞降拈T禁系統(tǒng)通過讀卡或讀卡加密碼方式來管理進(jìn)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。卡片內(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(diǎn)，使用者在進(jìn)門前需要用讀卡器讀取持有的卡片，讀卡器通過觸點(diǎn) C1 和 C5 給卡片提供電源，并從觸點(diǎn) 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(diǎn)而是在卡片內(nèi)增加一個電感線圈。使用者在進(jìn)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(diǎn)，又具有自身的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)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(yuǎn)，普遍射頻卡可達(dá) 5～ 15cm，遠(yuǎn)距射頻卡可達(dá) 5～ 10m；安全可靠，誤讀或不讀卡的機(jī)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(jī)實(shí)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(jìn)行出入控制，至少需要實(shí)現(xiàn)以下基本功能： ?對通道口進(jìn)出權(quán)限的管理，根據(jù)用戶繳費(fèi)及訂購車位使用權(quán)限的情況設(shè)定用戶卡進(jìn)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(jìn)行管理的基礎(chǔ)。 本設(shè)計(jì)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(jī)連接以接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。讀寫器與 PC機(jī)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(dá) 。若讀卡器距 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 停車場控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 21 離管理 PC 機(jī)較遠(yuǎn)，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(jī)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(jī)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(jìn)口或出口處對進(jìn)入或離開的車輛攝像，提供給計(jì)算機(jī)進(jìn)行抓拍。 WVCP464 彩色攝像機(jī)并配備 TG0412FCS3 光學(xué)鏡頭及 DS4002001 型視頻切換器以便對進(jìn)出口視頻信 號進(jìn)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(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)化成電信號的變化來實(shí)現(xiàn)控制的。 表 性能參數(shù)指標(biāo) 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(hù)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(jìn)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(dá)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(jì)（論文） 3 停車場控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 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(jì)（論文） 3 停車場控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 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(jìn)傳感器 Y2 車位滿 X3 車出傳感器 Y10Y16 個位 X6 進(jìn)庫傳感器 Y20Y26 十位 X7 出庫傳感器 Y3 電機(jī) 1 X20 車進(jìn)一卡通 Y4 電機(jī) 2 X21 車出一卡通 X4 車進(jìn)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(jì)（論文） 4 停車場控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 24 4 停車場控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 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(jì)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(jì)（論文） 4 停車場控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 25 梯形圖 河南城建學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 4 停車場控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 26 以上梯形圖主要能夠?qū)崿F(xiàn)車位仿真的啟動，運(yùn)行時車位的檢測以及復(fù)位狀態(tài)。 設(shè)計(jì)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(jì)（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(fù)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(jì)時器 T、計(jì)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(jì)算機(jī) 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(diǎn)輸出點(diǎn)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(fù)載電源隔離。 由控制器、運(yùn)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(yùn)算器中進(jìn)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(shí)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(jìn)出庫仿真圖 正 反 啟動 停止 車進(jìn) 門 限關(guān) 門 限開 車出 進(jìn)庫 出庫 車進(jìn)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(jì)（論文） 結(jié)論 28 結(jié)論 本設(shè)計(jì)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?yàn)樗哂锌煽啃愿?、控制程序可變，具有良好的柔性、功能?qiáng)，性能價格高等特點(diǎn)。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(jì)數(shù)器， C250 進(jìn)行加減計(jì)數(shù)存儲。涉及到的收費(fèi)系統(tǒng)采用一卡通系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)其功能。車位檢測用重力傳感器來實(shí)現(xiàn)，并且在車位上安裝指示燈，從而是進(jìn)入車庫的司機(jī)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(jìn)行仿真。最終實(shí)現(xiàn)了車輛的出入庫以 及車位的檢測功能。設(shè)計(jì)中用到攝像監(jiān)控裝置，對出入口進(jìn)行監(jiān)控，查看各個時間段的情況。 運(yùn)用 PLC 設(shè)計(jì)車庫管理系統(tǒng)無論是從設(shè)計(jì)思路還是設(shè)計(jì)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(rèn)，在用 GXDeveloper進(jìn)行仿真時，由于軟件的缺陷不能用數(shù)碼管直接進(jìn)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(jī)相連鑒于實(shí)際情況未能進(jìn)行仿真。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）