基于PLC的智能停车场的设计与实现.doc
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1、摘要本项目利用可编程逻辑控制器(PLC),运用逐级引导的方式解决了大型停车场停车难的问题。为解决大型停车场停车难、取车难的问题提供了一套可行的解决方案。本系统涵盖车辆进出管理,车位智能引导,车位查询,应急事态控制等模块,保障停车场管理者实现实时监控.本系统利用红外探测技术,可靠获取车位停车信息和车辆动态监测信息。信息将反馈给信息采集器,建立动态信息数据库,再由基于PLC的控制中心进行计算分析,可自动或人工对信息做出反馈产生引导信息,并将引导信息传给指示器,由指示器引导车主泊车及取车。从而提高停车场车位的使用效率,使得停车秩序得到优化,方便了车主泊车及取车。关键词:逐级引导; 可编程逻辑控制器(
2、PLC); 停车取车引导AbstractThis project uses programmable logic controller (PLC), the use of step by step guide to resolve the problem of parking difficulty in large car park. To solve largescale parking lots parking difficult, difficult to get vehicle to provide a method. Vehicles covered by the system ma
3、nagement, intelligent parking guidance and parking information, emergency situation control module, security managers realtime control。 The system will use the composite vehicle detection technology, reliable information access to parking spaces and vehicle dynamic monitoring information。 Informatio
4、n will be fed back to the collector of information, the establishment of dynamic information array, and then by the PLCbased control center to carry out calculation and analysis, can be automatically or manually generated feedback information to guide the information, and guide the information to th
5、e indicator, the indicator guide car parking and access owners。 So as to enhance efficiency in the use of the parking spaces, parking order has been optimized to facilitate the owners of vehicles parking and admission。Key words: layerbylayer hierarchical;Programmable Logic Controller(PLC);Parking gu
6、ide目录前言31、总体设计方案32、软件设计与实现42。1软件总体设计思想42.2停车场智能引导系统的软件设计52。2。1引导部分52。2。2停车场坐标模型的建立62.2.3目标车位的确定72。2.4引导路径的生成82。2。5车位信息扫描92.3人机界面程序112。3。1主界面112.3。2引导界面132.3.3查询界面142。3。4管理员入口152。3.5停车场趋势界面162。4单片机程序162.4.1道路交叉口点阵指示器程序162.4。2出入口16x16点阵程序设计183、硬件实现方案183。1 控制系统的组成183。2 电路模块183。3 停车场模型设计与制作194、设计的意义205、
7、不足与今后研究方向206、感谢21附件目录21前言近年来,全国机动车保有量以每年10%15%的速度增长,城市私人小汽车每年的增长速度更是高达20%30%,预计全国每年要新建约 300 万个停车位,才能逐步解决停车需求与供应的矛盾。现今大部分停车场老旧的管理模式和落后的环境设施已经无法满足人们日益增长的需求。现有的停车场普遍存在管理混乱、车位利用率低的问题。与此同时由于受到城市市容、城市土地等因素的影响,今后停车场的建设将朝着规模化、分层化、大型化的方向发展。目前例如广州、上海、青岛等大城市都相继建设车位数超过500的大型停车场。然而大型停车场规模过大,且停车场内环境单一相似容易造成混淆,如果再
8、加上缺乏相关的引导设施,那么车主将很难快速地找到相应的最佳停车车位并给车主取车造成困难。此外由于有些空闲车位因为地理位置的原因,不能及时的被车主发现.致使停车场的车位利用率降低,在城市车位紧张的状况下,出现车位资源闲置浪费.为解决停车场管理混乱、车位利用率低、停车取车难的问题,本文提出了一种基于可编程逻辑控制器(PLC)的设计与实现方案。1、总体设计方案本设计方案主要由三个子系统构成,即停车场车位导引系统、停车场车辆查询系统、停车场车辆收费管理系统. 在停车场车位导引系统设计时,本设计方案主要是利用逐级导引的方式进行车位的导引.即通过停车场外围空车位信息指示牌、停车场入口处停车路径指示屏和停车
9、场内交叉路口行车方向指示牌三级导引,逐步逐级引导车主到达最佳停车车位.为车主节约宝贵的时间。在停车场车辆信息查询系统设计时,通过停车场入口处获取的车辆信息,例如车牌号或是IC卡号等,将其作为车辆识别的信息.车主可以通过查询界面对自己的车辆停放位置进行相关查询,而管理员可以查询所有的车辆信息.此外通过停车场车位引导系统与停车场车辆信息查询系统的连接,可实现停车场取车引导。在停车场车辆收费管理系统设计时,本设计方案利用车辆进入停车场时记录的识别信息,建立唯一对应的账户,记录该车辆的停车时间、停车费用、账户余额等信息.通过管理员界面还可以对停车场的会员帐户进行充值。2、软件设计与实现2。1软件总体设
10、计思想本系统软件采用了分层设计的思想,分为应用层,控制层和物理层。每一层使用下层提供的服务,并向其上层提供服务。(1)应用层本软件的最高层,程序实现功能的逻辑转换.主要实现路径生成、查询系统、管理员界面的应用功能底层设计,其中最重要的是路径生成部分,其主要步骤有:1。扫描所有车位,找到最近的空车位,将其作为目标车位.2.采用分区域方式确定引导路径的前半部分.3。目标车位和路径上点阵显示器的物理坐标做比较,得到后半部分完整引导路径。4.将路径信息发往控制层,并向下层发送服务请求,实现硬件显示引导路径。(2)控制层接受应用层发来的服务请求,从软件上为物理层产生控制信号。其中客户的账户计费、充值、查
11、询系统为重点,对账户信息采用数组的方式来实现存储,涵盖了账户的停车时间、停车费用、余额以及登陆密码等信息.其中停车时间和费用是对用户停车时间的累计及根据价格水平计算出的金额。控制层提供了有口令保护的管理员账户后台入口,可以实现对价格水平的调整,对整个停车场的宏观调度,以及对用户的账户充值等服务,贴近现实,实际应用性强。(3)物理层(驱动层)软件的底层与硬件电路相连接,主要实现采集上层的服务信息,对硬件产生响应的驱动信号,实现由软件到硬件的信息转化。采用51单片机作为下位机,对硬件进行信息的串并行转换,并实现了底层点阵显示器的动态扫描,大大减少了线路数量,增加了可靠传输距离。编写的PLC上位机物
12、理层程序将PLC处理后的上层信息,转化为电平信号,经过底层光电耦合器实现电平转换和物理隔离,发送给单片机处理,驱动硬件显示,实现完整功能。2.2停车场智能引导系统的软件设计该部分对以ControlLogix5561为核心的可编程逻辑控制器进行程序设计,在RSLogix5000的开发环境下,使用PLC梯形图编程语言,实现了所有功能的逻辑编程和对硬件的控制。2。2.1引导部分引导部分主要分为停车引导和取车引导两个部分。其流程如下:引导部分的流程图如图2。1:图(2。1)2。2.2停车场坐标模型的建立首先我们将整个停车场建立成一个直角坐标系,确定每个车位在此坐标系内的坐标。每个车位在物理上实际上是一
13、个长方形,但从引导问题的实质出发,我们将每个车位抽象成一个点。如下图2。2所示车位,因为汽车只能从上方进出,所以该长方形车位上边沿是汽车进出的关键,我们取上边沿的中点作为代表该车位的特征点,取该点的坐标作为车位的坐标。(图2。2)然后对每个车位的特征点坐标和停车场入口的坐标进行计算,得到入口处到每个车位坐标点的距离,根据距离按照升序对每个车位进行了编号。即车号越小距离入口处越近。停车场一层编号情况如图2。3:(图2。3)由于每一个道路交叉口处要进行方向引导,我们对每个交叉口也进行了坐标化处理,因为每个交叉口是一个4x4的正方形,我们将交叉口的中心点作为特征点对其坐标赋值。这种合理的坐标确立和编
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