【正文】 如前圖 31 所示在車位監(jiān)控系統(tǒng)中車輛的入場流程與出。在自由口模式的通訊中需要雙方約定數(shù)據(jù)通訊格式。 PLC 與管理 PC 機(jī)通信實(shí)現(xiàn)本文管理 PC 機(jī)與 PLC 間采用自由口通訊模式通信。S7200 系列 PLC 也支持無協(xié)議自由口通訊模式 [26]。本文采用西門子 S7200 系列PLC 現(xiàn)場控制器，系統(tǒng)控制信息以開關(guān)量數(shù)據(jù)信息為主，數(shù)據(jù)信息交換量不大，故采用 PC 機(jī)與 S7200 系列 PLC 鏈接，通過串口通信完成數(shù)據(jù)交換。當(dāng)前 PLC、智能裝置、人機(jī)界面及計(jì)算機(jī)都配備有通信串口，所以都可通過各自的串口進(jìn)行一對一鏈接或接成網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信。 PLC 與 PC 機(jī)通信實(shí)現(xiàn)鏈接或聯(lián)網(wǎng)是 PLC 通信的物質(zhì)基礎(chǔ)，而實(shí)現(xiàn)通信才是 PLC 聯(lián)網(wǎng)的目的。對上述信息進(jìn)行處理將上述相關(guān)信息分送管理軟件及現(xiàn)場控制器 PLC。表 RS485 先施協(xié)議BODY CHECKSTC UIAH UIAL ANT DATA ETX BCC02 讀寫器地址編碼天線號(hào) 標(biāo)簽編號(hào)（8字節(jié) ASCII 碼）OA OD 03 校檢碼從輸出數(shù)據(jù)中通迅接口程序可匯集用戶的讀寫器地址編碼以判斷該用戶的性質(zhì)是臨時(shí)用戶或固定用戶。臨時(shí)用戶選用按鍵觸發(fā)讀卡器讀卡。本文根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要選擇使用其中的觸發(fā)工作方式。該讀卡器系統(tǒng)按通信口功能分有 A、B、C 三種型號(hào)，其中 A 型為韋根 26 通信口、B型為 RS232 通信口、C 型為 RS485 通信口，本文選用的 182x C 型讀寫器。圖 通訊接口程序主流程當(dāng)程序判斷信號(hào)來自讀卡器時(shí)則進(jìn)入讀卡器信號(hào)處理流程如圖 所示。對兩類信息的綜合、分類并將相關(guān)信息分送不同的軟件系統(tǒng)的工作由通訊接口程序完成。 數(shù)據(jù)通訊相關(guān)接口程序的編程本文停車場控制系統(tǒng)中，對停車場管理相關(guān)的用戶卡的數(shù)據(jù)信息的采集由讀卡器系統(tǒng)完成，對現(xiàn)場設(shè)備及車輛、車位的狀態(tài)等數(shù)據(jù)信息由現(xiàn)場控制器 PLC 完成?？垢蓴_能力較差。最大傳輸距離為 15m，最高傳送速率為 20kbit/s。RS232C 是 1970 年由美國電子工業(yè)協(xié)會(huì) (EIA)聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的，用于串行通信的標(biāo)準(zhǔn)，其全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)” ，它規(guī)定了終端和通信設(shè)備之間信息交換的方式和功能。在本文系統(tǒng)中現(xiàn)場控制器 PLC 及數(shù)據(jù)采集終端讀卡器與 PC 機(jī)的通信都采用串行通信接口。PLC 與 PC 機(jī)的聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)交換可實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大控制地域；實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的綜合及協(xié)調(diào)控制；簡化布線系統(tǒng)，提高可靠性；實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集；實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面的監(jiān)控與管理；實(shí)現(xiàn) PLC 用計(jì)算機(jī)編程及調(diào)試；實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場智能裝置管理；實(shí)現(xiàn) PLC 控制信息化、智能化等多項(xiàng)目的。 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)通信的根本目的是交換數(shù)據(jù)，增強(qiáng)控制功能，實(shí)現(xiàn)控制的信息化、智能化或遠(yuǎn)程化。在本文系統(tǒng)中不是多個(gè)計(jì)算機(jī)或 PLC 聯(lián)網(wǎng)，而是一個(gè)PLC 與一個(gè)計(jì)算機(jī)，或一個(gè)數(shù)據(jù)終端與一個(gè)計(jì)算機(jī)建立連接，可稱為鏈接。以便實(shí)現(xiàn)不同地理位置的計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場控制器及數(shù)據(jù)采集設(shè)備的互相連接，構(gòu)成數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，高效地完成數(shù)據(jù)傳送、信息交換和通信處理任務(wù)。分析車輛通過的檢測方式，對停車場交通提示控制模塊進(jìn)行工作原理設(shè)計(jì)并完成檢測方式及工作部件的選用。完成出入口控制系統(tǒng)設(shè)備選型及讀卡工作原理及流程設(shè)計(jì)。 本章小結(jié)本章在綜合分析停車場監(jiān)控系統(tǒng)工作功能模塊所需相關(guān)部件的工作原理基礎(chǔ)上，對監(jiān)控系統(tǒng)各功能模塊進(jìn)行詳細(xì)的工作原理設(shè)計(jì)及部件設(shè)備選型，完成如下工作：根據(jù)需求分析完成管理及監(jiān)控 PC 機(jī)的選型；確定 PLC 作為現(xiàn)場控制器并完成選型?；颉罢埾葌淙≤囁⒖ā被颉盁o效卡”等，連續(xù)報(bào)十次，中間插入設(shè)定毫妙的靜音。該芯片在滿足提示條件的情況發(fā)生時(shí)，通過一個(gè)開關(guān)觸發(fā)語音芯片發(fā)出報(bào)警語音?？蛇x控制方式有按鍵模式，并口模式，串口模式。在本文語音提示系統(tǒng)中選用 WTV 智能語音芯片。監(jiān)視 PC 機(jī)選型同管理 PC 機(jī)。組態(tài)軟件本文系統(tǒng)選用組態(tài)王。該型傳感器可以對每個(gè)車位的停車情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的管理；可根據(jù)停車場的屋頂?shù)母叨炔煌瑏碚{(diào)整檢測高度；每個(gè)傳感器都有獨(dú)立的防干擾功能并且安裝簡單。電源：60mA/40mA；檢測距離：；輸出信號(hào)：繼電器開關(guān)量或 RS485 總線。在功能上往往有一些細(xì)小的區(qū)別。超聲波車位傳感器的工作原理如圖 所示。從檢測原理及工程實(shí)施來看，超聲波檢測器具有造價(jià)低、非埋設(shè)、無附加反射裝置、免維護(hù)和抗靜電干擾等優(yōu)點(diǎn)，有利于網(wǎng)絡(luò)群測系統(tǒng)的構(gòu)成。超聲波車位傳感器則采用超聲波測距的工作原理，利用超聲波發(fā)射、被測物體反射、回波接收后的時(shí)差來測量被測距離的一種非接觸式測量儀器 [22]。 車位傳感器工作原理及選型車位檢測是大型室內(nèi)專業(yè)停車場實(shí)現(xiàn)車位自動(dòng)化定點(diǎn)管理的基礎(chǔ)，車位傳感器則是其中的關(guān)鍵部件。圖 車位動(dòng)態(tài)監(jiān)控界面由表 可知，動(dòng)態(tài)監(jiān)控界面可監(jiān)視顯現(xiàn)出入場過程中的非正常狀態(tài)，對出入場動(dòng)態(tài)過程結(jié)束后，停車場車位的整體空狀態(tài)則如圖 靜態(tài)監(jiān)控界面所示。如圖 為車位動(dòng)態(tài)監(jiān)控界面。否則程序?qū)⒄J(rèn)定該刷卡用戶未完成正常出庫流程而不予放行。故在入庫過程中第 1 類狀態(tài)顯現(xiàn)時(shí)務(wù)必及時(shí)監(jiān)控及干預(yù)，若有效監(jiān)控則可避免亂停車。停車用戶卡及其固有車位具有表 31 所示幾種狀態(tài)。為使車庫的管理更加有序，避免亂停放現(xiàn)象及遏制盜車現(xiàn)象的發(fā)生，在本文停車場監(jiān)控系統(tǒng)中對車位的車輛占、空狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并在門禁系統(tǒng)的監(jiān)控流程及判斷法則中加入車位狀態(tài)信息作為監(jiān)控依據(jù)信息的一部分。其他防護(hù)罩、攝像機(jī)支架、照明燈等視市場情況選用。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。手動(dòng)閘欄桿的上升和下降由手控按鈕或遙控器操作；自動(dòng)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(hào)。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) 。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)。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。由于 IC 卡不會(huì)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)。接觸式 IC 卡是將一個(gè)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。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)?？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。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、車位數(shù)顯示牌、拍照系統(tǒng)、語音提示系統(tǒng)等系統(tǒng)部件的動(dòng)作。該卡專為需要使用簡單、經(jīng)濟(jì)的多串口卡用戶所設(shè)計(jì)，只需在計(jì)算機(jī)的 PCI 擴(kuò)展槽插上 PCI4232 多串口卡，所有的設(shè)置都能通過軟件來完成，無開關(guān)無跳線，更無需調(diào)整 I/O 地址和 IRQ。 管理及監(jiān)控 PC 機(jī)選型停車場系統(tǒng)的管理需要管理 PC 機(jī)及相應(yīng)的管理系統(tǒng)軟件及管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫共同運(yùn)行工作，本文臨時(shí)停車用戶系統(tǒng)選用 1 臺(tái)研華 IPC610H 型 PC 機(jī)作為管理PC 機(jī)，固定用戶系統(tǒng)則采用 2 臺(tái)研華 IPC610H 型 PC 機(jī)分別作為管理及監(jiān)控 PC機(jī)。使用中繼器或擴(kuò)展器，AS interface 可正常工作在 300 米以內(nèi)，否則只能在 100 米內(nèi)正常工作。AS interface 網(wǎng)絡(luò)由電源模塊提供直流電壓。AS interface模塊能自動(dòng)識(shí)別發(fā)自主站的數(shù)據(jù)幀，并向主站發(fā)送數(shù)據(jù)。用戶不需要做任何設(shè)置。除了可輪循傳送信號(hào)之外，主站向每個(gè)從站傳送參數(shù)配置，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，并進(jìn)行故障診斷。并采用絕緣穿刺連接技術(shù)，組裝方便、高效。AS interface 網(wǎng)絡(luò)可以采用總線形，星形或樹形任何一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。AS interface 系統(tǒng)可以帶 62 個(gè)從站，其最大輪循時(shí)間為 10 毫秒。圖 ASi 網(wǎng)絡(luò)最小組態(tài)示例在單主站系統(tǒng)中，AS interface 采用輪循的方式傳送數(shù)據(jù)。現(xiàn)場控制器 PLC 采用串行通信口直接與監(jiān)控 PC 機(jī)通信，構(gòu)成簡單的單主站網(wǎng)絡(luò)。些設(shè)備接收和發(fā)送二進(jìn)制信號(hào)(例如，接觸器，電機(jī)起動(dòng)器，電磁閥，閥島等)。采用ASi 現(xiàn)場總線系統(tǒng)需要先將傳感器和執(zhí)行器簡單的連接起來，再通過一根電纜—AS interface 電纜就可以與控制系統(tǒng)建立連接。 PLC 的 I/O 模塊選型停車場輸入輸出信號(hào)分布范圍較廣，若采用本機(jī) I/0 或普通 I/0 擴(kuò)展模塊，則現(xiàn)場布線量多，且信號(hào)線距離太遠(yuǎn)，難以避免信號(hào)衰減及信號(hào)干擾，故本文選用ASi 主站通信處理器 CP2432，10 個(gè) ASi 從站構(gòu)成 ASi 現(xiàn)場總線系統(tǒng)。對大規(guī)模及超大規(guī)模停車場車位的監(jiān)控則需要選擇更大規(guī)模的PLC 作為現(xiàn)場控制器才能滿足點(diǎn)位數(shù)的需求。同時(shí)因車輛出入皆需處理卡號(hào)信息，并且該信息在過程中需多次雙向傳遞，為避免信息傳遞相互干擾，故對系統(tǒng)的出入場控制采用不同的 PLC 作為控制器，綜合考慮上述系統(tǒng)需求，選用 4 個(gè) S7200 系列的 S7226 型 PLC，分別作為固定用戶出、入流程現(xiàn)場控制器、臨時(shí)用戶區(qū)域設(shè)備現(xiàn)場控制器。輸入點(diǎn)位數(shù)隨停車場車位數(shù)的增加而增加。本文停車場控制系統(tǒng)中臨時(shí)用戶區(qū)域控制系統(tǒng)所需 I/O 點(diǎn)位數(shù)少，控制流程相對簡單，信息處理量小，根據(jù)上述情況選用西門子 S7200 系列 PLC 的 S7226 作為現(xiàn)場控制器。中型機(jī) I/O 點(diǎn)數(shù)在 256～1024 點(diǎn)之間，其功能強(qiáng)，配置靈活，適用于具有諸如溫度、壓力、流量、速度、角度、位置等模擬量控制和大量開關(guān)量控制的復(fù)雜機(jī)械及連續(xù)生產(chǎn)控制工程場合。 PLC 的選型可編程控制器具有多種分類方式，根據(jù)控制規(guī)模 PLC 可分為小型機(jī)、中型機(jī)和大型機(jī)。綜上所述，本文中選用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成停車場數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)以完成對停車場相關(guān)運(yùn)作信息的管理并與讀卡器及現(xiàn)場控制器 PLC 交換數(shù)據(jù)信息。不同廠家的 PLC 有相同的工作原理，類似的功能和指標(biāo)，有一定的互換性，質(zhì)量有保證，編程軟件正朝標(biāo)準(zhǔn)化方向邁進(jìn)。此外，通用計(jì)算機(jī)的編程語言也比較復(fù)雜，需要專門的培訓(xùn)才能掌握。而通用計(jì)算機(jī)，它的輸出信號(hào)通常都需要數(shù)模轉(zhuǎn)換并放大后才能驅(qū)動(dòng)工業(yè)負(fù)載。因而他們在結(jié)構(gòu)上有很大差別，使用對象和使用環(huán)境也有所不同。在系統(tǒng)更新的方便性、系統(tǒng)的可靠性、維護(hù)性及系統(tǒng)控制精度方面還是在功能性方面，PLC 控制系統(tǒng)都遠(yuǎn)優(yōu)于繼電器控制系統(tǒng)。同時(shí)它與其它工業(yè)控制器相比各有特點(diǎn) [16,17]。 現(xiàn)場控制器選型在停車場監(jiān)控系統(tǒng)中，對現(xiàn)場設(shè)備的控制及現(xiàn)場各類信號(hào)的采集需由現(xiàn)場控制器完成，本文選用可編程控制器 PLC(Programmable Logic Controller)作為現(xiàn)場控制器。 本章小結(jié)本章在研究停車場管理模式基礎(chǔ)上對典型停車場的管理、監(jiān)控需求進(jìn)行分析，從而完成典型停車場的管理、監(jiān)控流程設(shè)計(jì)及系統(tǒng)構(gòu)成設(shè)計(jì)，確定了分類、分區(qū)管理不同類型用戶，對臨時(shí)區(qū)域停車用戶采用門禁結(jié)合圖像信息的管理模式；對固定用戶區(qū)域停車則采用門禁結(jié)合車位監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控停、取車流程的管理模式。⑦、車位傳感器在固定用戶停車區(qū)域?yàn)榉乐箒y停放及盜車現(xiàn)象發(fā)生，在車位上方設(shè)置車位傳感器，檢測車輛到位及離位狀態(tài)，以輸出信號(hào)作為監(jiān)控車輛、車位動(dòng)態(tài)的基本信息。同時(shí)需配備輔助照明設(shè)備。⑤、攝相設(shè)備車輛進(jìn)出停車場時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)照相機(jī)，記錄車輛的外形、色彩、車牌等信息存入管理數(shù)據(jù)庫并按卡號(hào)管理。④、車輛檢測器及地感線圈車輛到達(dá)出入口的情況和位置需要系統(tǒng)能自動(dòng)探測到，這就需要在出入口的適當(dāng)位置設(shè)置車輛檢測器，通常采用紅外探測器或金屬地感線圈。③、讀卡器在設(shè)有門禁控制的管理場所，讀卡器被廣泛應(yīng)用，停車場的讀卡器根據(jù)所用卡片讀卡感應(yīng)距離的不同分為短、中、長及遠(yuǎn)距離讀卡器系統(tǒng)。 停車場管理監(jiān)控系統(tǒng)主要設(shè)備停車場管理及監(jiān)控系統(tǒng)需要有如下的設(shè)備作為硬件支撐：①、管理及監(jiān)控 PC 機(jī)管理計(jì)算機(jī)配備相應(yīng)的停車場系統(tǒng)管理軟件，實(shí)現(xiàn)日常運(yùn)營管理如計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)、收費(fèi)顯示、車位及收費(fèi)統(tǒng)計(jì)、報(bào)表、數(shù)據(jù)信息管理、圖像采集、顯示、對比等管理功能。 停車場管理系統(tǒng)停車場收費(fèi)管理處內(nèi)設(shè)備由管理 PC 機(jī)、系統(tǒng)管理軟件、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、 IC 卡讀寫器、報(bào)表打印機(jī)、對講系統(tǒng)、收費(fèi)顯示器組成。在本文系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，利用現(xiàn)場控制器、組態(tài)監(jiān)控界面、車位傳感器構(gòu)成車位狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。車輛出場時(shí)在出口道閘前讀卡，若無效則系統(tǒng)語音提示，若有效則 PC 與控制器通信，控制器啟動(dòng)道閘放行，檢測線圈檢測到車輛通過，控制器關(guān)閉道閘并與 PC 通信，置位管理系統(tǒng)中相應(yīng)卡號(hào)權(quán)限為準(zhǔn)入不準(zhǔn)出。車輛檢測線圈檢測到車輛離場后道閘關(guān)閉，停車位計(jì)數(shù)器加一，管理系統(tǒng)將該車?yán)U費(fèi)信息記錄到數(shù)據(jù)庫。臨時(shí)用戶車輛出場時(shí)，在出口讀卡器處讀卡，同時(shí)啟動(dòng)照相機(jī)拍照，PC 機(jī)依據(jù)讀取的卡號(hào)調(diào)用出入口兩幅相同卡號(hào)的圖像人工比對。在車輛到位后控制器與 PC 通信，置位管理系統(tǒng)中相應(yīng)卡號(hào)權(quán)限為準(zhǔn)出不準(zhǔn)入。固定用戶系統(tǒng)采用遠(yuǎn)距離 IC 卡，讀卡后 PC 機(jī)與控制器通信，無效卡則控制器啟動(dòng)語音提示，有效卡則控制器啟動(dòng)道閘放行車輛，檢測線圈檢測到車輛通過信息后，控制器關(guān)閉道閘。同時(shí)發(fā)信息