【正文】 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。設(shè)計(jì)中用到攝像監(jiān)控裝置，對(duì)出入口進(jìn)行監(jiān)控，查看各個(gè)時(shí)間段的情況。采用GXDeveloper 編制梯形圖并進(jìn)行仿真。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。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(jià)格高等特點(diǎn)。 由控制器、運(yùn)算器所組成的 CPU 它由程序存儲(chǔ)器中順序取出使用者的程序指令，并對(duì)其譯碼，根據(jù)指令功能，發(fā)出有序的控制信號(hào)，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)。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(shí)器 T、計(jì)數(shù)器 C、狀態(tài)繼電器 S 及資料暫存器。 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(chǎng)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 23 輸入 輸出 X0 啟動(dòng)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(gè)位 X6 進(jìn)庫(kù)傳感器 Y20Y26 十位 X7 出庫(kù)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(chǎng)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 24 4 停車場(chǎng)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 停車場(chǎng)控制系流程圖 根據(jù)要求畫出用戶出入庫(kù)主程序流程圖如圖 所示： 圖 出入庫(kù)工作流程 車過計(jì)數(shù)器減一 車過落閘 入口 車庫(kù)是否滿 否：按鍵取卡 是：紅燈亮 讀卡器讀卡 記錄卡號(hào)及時(shí)間時(shí)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(chǎng)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(chǎng)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(dòng)，運(yùn)行時(shí)車位的檢測(cè)以及復(fù)位狀態(tài)。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” 。每個(gè)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(jí)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 。通過使不同的 LED 組合發(fā)光，達(dá)到數(shù)字的顯示效果。 其中在出入庫(kù)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(hào)的變化來實(shí)現(xiàn)控制的。攝像裝備安裝在進(jìn)口或出口處對(duì)進(jìn)入或離開的車輛攝像，提供給計(jì)算機(jī)進(jìn)行抓拍。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(shí)，控制器給出道閘開啟的信號(hào)，道閘開啟。 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(dòng)和自動(dòng)兩種。 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)。 ?出入事件的記錄、查詢功能是系統(tǒng)進(jìn)行管理的基礎(chǔ)。是門禁系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。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(zhǎng)；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。 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(chǔ)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(gè)電感線圈。卡片表面從 C1到 C8共 8個(gè)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。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。另外它的編程語言也相對(duì)簡(jiǎn)單。 PLC 是整體模塊，集中了驅(qū)動(dòng) 電路、檢測(cè)電路和保護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。停車場(chǎng)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。 停車場(chǎng)出入口控制模塊是停車場(chǎng)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(cè)器、車位數(shù)顯示牌等部件構(gòu)成。對(duì)大規(guī)模的營(yíng)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(shí)，又不利于管理和查詢，保衛(wèi)工作比較困難，效率低下。 出入庫(kù)模塊硬件設(shè)計(jì)及選型 在現(xiàn)代化停車場(chǎng)管理中，涉及到各方面的管理， 其中車輛的管理是一個(gè)重要的方面。而 IC 卡本身已記錄了大量用戶相關(guān)內(nèi)容 (卡號(hào)，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(tái)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)與脫機(jī)自動(dòng)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。 存儲(chǔ)容量： ID 卡僅僅記錄卡號(hào)；而 IC 卡 (比如 Philips mifare1 卡 )可以記錄約 1000 個(gè)字符的內(nèi)容。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 停車場(chǎng)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 19 可記錄性： ID 卡不可寫入數(shù)據(jù)，其記錄內(nèi)容 (卡號(hào) )只可由芯片生產(chǎn)廠一次性寫入，開發(fā)商只可讀出卡號(hào)加以利用，無法根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需要制訂新的號(hào)碼管理制度。但針對(duì)只代表客戶身份來交費(fèi)的情況， ID 卡即使丟失也只需補(bǔ)辦一下，不存在其他安全隱患。 ，進(jìn)行豐富的卡面設(shè)計(jì)，提升企業(yè)形象。 ，制作成本低廉。 的分發(fā)、掛失、管理工作根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況嚴(yán)格管理，在前期 IC 不存儲(chǔ)金額等信息的時(shí)候，可以就當(dāng) ID 卡使用。 2)IC 卡特點(diǎn) ： IC 卡進(jìn)行的收費(fèi)工作，是通過持卡人非接觸式刷卡，由讀卡設(shè)備傳遞給計(jì)算機(jī)的原來進(jìn)行工作的。這樣，就保證了在其它用戶系統(tǒng)發(fā)行的用戶卡不能在該系統(tǒng)使用，保證了系統(tǒng)的專一性，從而保證了系統(tǒng)的安全使用機(jī)制。而 ID 卡不用。 1)IC 卡工作原理 ： IC 卡在使用時(shí)，必須要先通過 IC 卡與讀寫設(shè)備間特有的雙向密鑰認(rèn)證后，才能進(jìn)行相關(guān)工作，從而使整個(gè)系統(tǒng)具有極高的安全保障。 ID 卡因無密鑰安全認(rèn)證機(jī)制，且不能寫卡，所以用戶數(shù)據(jù)和金額只能全部存在電腦的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。 ① IC 卡 IC 卡全稱集成電路卡（ Integrated Circuit Card），又稱智能卡（ Smart Card）。同時(shí)由于 ID 卡卡內(nèi)無 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 停車場(chǎng)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 18 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(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的支持。 3)ID 卡相關(guān)應(yīng)用 ： ID 卡在弱電系統(tǒng)中作為使用者身 份識(shí)別，由于其無須內(nèi)置電源，使用時(shí)無接觸且壽命長(zhǎng)，因此在弱電系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。采用 ID 卡進(jìn)行收費(fèi)工作，準(zhǔn)確率高，減少收費(fèi)時(shí)間。 b．當(dāng)前計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量大，運(yùn)算速度快，數(shù)據(jù)都放在服務(wù)器使數(shù)據(jù)更安全。工作過程如下： a．讀卡器將載波信號(hào)經(jīng)天線向外發(fā)送，載波頻率為 125KHZ（ THRC12）或 13。 ① ID 卡 1） ID 卡工作原理： 統(tǒng)由卡、讀卡器和后臺(tái)控制器組成。通過 NSTPGR軟件（或 WINDOWS 下軟件）向 PLC 內(nèi)部輸入程序。與計(jì)算機(jī)相連。我們實(shí)驗(yàn)室使用的就是手持編程器。 三種類型： 繼電器 輸出：有觸點(diǎn)、壽命短、頻率低、交直流負(fù)載； 晶體管 輸出：無觸點(diǎn)、壽命長(zhǎng)、直流負(fù)載； 晶閘管 輸出：無觸點(diǎn)、壽命長(zhǎng)、交流負(fù)載。當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號(hào) 0，則沒有電流流過，繼電器線圈沒有電流，然后常開觸點(diǎn)斷開，斷開負(fù)載的電流或電壓。也就是通過輸入接口電路把外部的開關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)化成 PLC 內(nèi)部所能接受的數(shù)字信號(hào)。當(dāng)開關(guān)斷開，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。在 光電耦合器 的線性工作區(qū)內(nèi)，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)有線性關(guān)系。發(fā)光二級(jí)管：在光電耦合器的輸入端加上變化的電信號(hào)，發(fā)光二極管就產(chǎn)生與輸入信號(hào)變化規(guī)律相同的光信號(hào)。常用高效的鋰電池作為后備電源，壽命一般為 35 年。用戶使用的。 用戶存儲(chǔ)器：分為用戶程序存儲(chǔ)區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。由只讀存儲(chǔ)器組成。分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。CPU 通過地址總線、數(shù)據(jù)總線與 I/O 接口電路相連接。 組成： CPU 由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成。然后由 CPU 把數(shù)據(jù)和程序有機(jī)地結(jié)合在一起。 縱：當(dāng)從編程器輸入的程序存入到用戶程序存儲(chǔ)器中，然后 CPU 根據(jù)系統(tǒng)所賦予的功能（系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器的解釋編譯程序），把用戶程序翻譯成 PLC 內(nèi)部所認(rèn)可的用戶編譯程序。綜合考慮選用FX0s30MR 型的。 I/O 點(diǎn)數(shù)在 1024 點(diǎn)以上的為大型機(jī)，其功能更加強(qiáng)大，組網(wǎng)能力強(qiáng)，可用于大規(guī)模的過程控制，構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)，或者整個(gè)工廠的集散控制系統(tǒng)。部分小型機(jī)也具有算數(shù)運(yùn)算、模擬量處理及數(shù)據(jù)通信等功能。 主控制器及收費(fèi)系統(tǒng)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)。 ④功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高： PLC 內(nèi)部有成百上千的內(nèi)部繼電器、幾十個(gè)特殊繼電器、許多數(shù)據(jù)寄存器、幾十到幾百的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，還有幾十到幾百的功能指令，因此它不僅具有邏輯運(yùn)算、通信聯(lián)網(wǎng)功能等；此外，還能擴(kuò)展位置控制、運(yùn)動(dòng)控制等各種特殊功能的智能模塊。從這個(gè)意義上說它具有很好的柔性。其特點(diǎn)如下： ①可靠性高： PLC 控制器的平均無故障時(shí)間長(zhǎng) 達(dá) 30 萬 h，即一個(gè) PLC 控制器可連續(xù)運(yùn)行 30 多年不出故障，為了是 PLC 具有更高的可靠性在硬件放年采取了屏蔽、濾波、電源調(diào)整與保護(hù)、隔離及模塊結(jié)構(gòu)等措施；此外 PＬＣ采用周期掃描、集中采樣、集中輸出的工作方式也極有效的提高了自身的抗干擾能力。各種 PLC的輸入電路大都相同， PLC 輸入電路中有光耦合器隔離，并設(shè)有 RC 濾波器，用以消除輸入觸點(diǎn)的抖動(dòng)和外部噪聲干擾。大致流程如圖 所示： 編程器 其他外設(shè) 外設(shè)接口 輸入部件 系 用 統(tǒng) 戶 程 程 序 序 存儲(chǔ)器 電源部件 微處理器 CPU 輸出部件 I/O擴(kuò)展接口 I/O擴(kuò)展接口 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 停車場(chǎng)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 14 圖 工作流程 PLC 通過輸入單元可實(shí)現(xiàn)將不同輸入電路的電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成 PLC 所需的標(biāo)準(zhǔn)電平供 PLC 進(jìn)行處理。 PLC 硬件結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖 PLC 硬件結(jié)構(gòu) PLC 的工作方式 PLC 采用循環(huán)掃描的方式。攝像機(jī)采用高清晰度，便于盡可能分辨車牌號(hào)碼，抓拍出、入車輛，圖像對(duì)比，加強(qiáng)保管安全、防盜。車輛出入時(shí)系統(tǒng)管理軟件自動(dòng)調(diào)出出入圖片人工比對(duì)，可有效防止盜車現(xiàn)象。一套在道閘前，檢查車輛到達(dá)情況啟動(dòng)讀卡，一套在道閘后檢查車輛的離場(chǎng)或入場(chǎng)情況。當(dāng)汽車經(jīng)過時(shí)檢測(cè)器產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)作為輸入信 號(hào)傳給現(xiàn)場(chǎng)控制器以便控制。讀卡器讀取與輛、車位一一對(duì)應(yīng)的用戶卡信息，通過上述信息對(duì)車輛的出入進(jìn)行記錄與管理。 LNTY 自動(dòng)發(fā)卡機(jī)采用電鍍 /噴涂表面處理工藝；具有：帶看門狗功能， TTL電平， RS232 控制方式可選；卡空檢測(cè)，無卡屏蔽發(fā)卡，剩余卡片數(shù)量檢測(cè)；卡發(fā)至卡嘴后可銜卡，發(fā)卡后， 10 秒鐘無人取卡，具有自動(dòng)回收功能；傳輸輪采用特種橡膠，耐高溫，防老化等功能特點(diǎn)。該發(fā)卡機(jī)是專門針對(duì)停車場(chǎng)自動(dòng)管理系統(tǒng)性能需求而設(shè)計(jì)，提供射頻卡天線安裝位置，使發(fā)卡、讀卡有機(jī)結(jié)合，方便系統(tǒng)集成。主要功能包括：數(shù)據(jù)采 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