停車場自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計【畢業(yè)論文】

1、<p>　　本科畢業(yè)論文(設(shè)計)</p><p>　題 目：停車場自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　學(xué) 院：</p><p>　學(xué)生姓名：</p><p>　專 業(yè)：電氣工程及其自動化</p><p>　班 級：</p><p>　指導(dǎo)教師：</

2、p><p>　起止日期：</p><p>　　停車場自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　停車場管理控制系統(tǒng)則是現(xiàn)代建筑中不可以缺少的一個重要部分。隨著計算機控制技術(shù)的蓬勃發(fā)展，停車場管理控制系統(tǒng)的功能及其軟硬件設(shè)施也隨之不斷改進。本文主要對停車場管理及控制系統(tǒng)的基本功能進行

3、研究，同時改進其系統(tǒng)構(gòu)成及控制流程。應(yīng)用PLC作為現(xiàn)場控制器，對現(xiàn)場的硬件設(shè)備進行信號采集與控制。并利用監(jiān)視PC機、組態(tài)軟件、PLC共同構(gòu)建對停車場車位狀態(tài)的監(jiān)控系統(tǒng)。</p><p>　　本文主要研究停車場及其管理監(jiān)控系統(tǒng)的作用及其自身管理模式的發(fā)展、變化。對停車場的管理及智能控制功能需求進行分析與研究，在此基礎(chǔ)上提出分區(qū)管理模式的概念，并進行模塊化設(shè)計管理流程。根據(jù)管理及控制功能需求的不同，分別研究相關(guān)系統(tǒng)組

4、件的工作原理及性能指標(biāo)，據(jù)此進行系統(tǒng)功能設(shè)計及硬件選型。</p><p>　　在選用PLC作為現(xiàn)場控制器的基礎(chǔ)上，深入研究了PLC網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成技術(shù)及其網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，采用多種信號采集模式，提煉通訊信息，自定義PLC與PC機的通信協(xié)議。研究了組態(tài)軟件在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用并采用組態(tài)軟件構(gòu)建車位監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)控制需求對PLC控制器的編程相關(guān)軟硬件進行組態(tài)，并完成PLC控制程序的設(shè)計。同時改進停車場車路控制系統(tǒng)功能并完成控制程

5、序設(shè)計。</p><p>　　基于PLC的停車場控制系統(tǒng)對停車場管理、監(jiān)控系統(tǒng)的功能進行了有效的改進與完善。具有較強的應(yīng)用價值。</p><p>　　關(guān)鍵詞:停車場；監(jiān)控系統(tǒng)；PLC自由口通信模式；組態(tài)軟件</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Parking management c

6、ontrol system is the modern buildings can not be a lack of a significant portion of. With the development of computer control technology to flourish, parking management function of control system and its hardware and sof

7、tware facilities will continue to improve. This paper focuses on the parking management and control the basic functions of the system were studied, and the improvement of its system structure and control process. Applica

8、tion of PLC as the controller, the scene</p><p>　　This paper mainly studies the parking management and function of the monitoring system and its management mode of development, change. The parking manageme

9、nt and intelligent control function demand analysis and research, put forward on the basis of zoning management concept, and modular design flow management. According to the management and control function of demand dif

10、ferent, respectively study the related system components working principle and performance indexes, analyze the system fu</p><p>　　In the selection of PLC as a field controller based on in-depth study of P

11、LC,network technology and network communication protocol, using a variety of signal acquisition mode, refine communication information, customize the PLC and PC communication protocol. Research of configuration software

12、application in control system and uses the configuration software to build parking space monitoring system. According to the control demand of PLC controller programming software and hardware configuration</p>&l

13、t;p>　　Key words : parking,；monitoring system,；PLC free port communication mode,；configuration software.</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 引 言2</b></p><p&g

14、t;　　1.1 停車場智能自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)的簡介2</p><p>　　1.2 智能停車場的發(fā)展?fàn)顩r與發(fā)展趨勢3</p><p>　　1.3 本次課題設(shè)計的依據(jù)和所研究的主要內(nèi)容5</p><p>　　第2章 智能停車場系統(tǒng)控制需求功能分析6</p><p>　　2.1 停車場基本情況及其管理模式分析6</p>&l

15、t;p>　　2.2 停車場系統(tǒng)功能分析6</p><p>　　2.3 智能停車場系統(tǒng)的工作流程簡介8</p><p>　　2.4 停車場自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)主要硬件設(shè)備介紹11</p><p>　　第3章 停車場控制系統(tǒng)軟硬件集成設(shè)計13</p><p>　　3.1 停車場控制系統(tǒng)的現(xiàn)場控制器13</p><

16、p>　　3.2 停車場控制系統(tǒng)構(gòu)成流程14</p><p>　　3.3 停車場控制系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計15</p><p>　　3.4 停車場控制系統(tǒng)流程圖以及梯形圖設(shè)計15</p><p>　　第4章 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計19</p><p>　　4.2 監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用及其簡介19</p><p>　　4.2

17、 其他輔助技術(shù)及其運用21</p><p>　　4.3 監(jiān)控流程及程序設(shè)計22</p><p>　　4.4 監(jiān)控輔助系統(tǒng)24</p><p><b>　　結(jié) 論28</b></p><p><b>　　致 謝29</b></p><p><b>　

18、　參考文獻30</b></p><p><b>　　第1章 引 言</b></p><p>　　隨著我國汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，近幾年來汽車保有量持續(xù)增加，城市交通壓力陡增。停車場作為城市交通的重要組成部分，隨著交通運輸?shù)姆泵徒煌ㄊ聵I(yè)的不斷發(fā)展，人們對停車場的管理要求也不斷提高，盡管停車場的規(guī)模以及管理方式各不相同，但是方便、快捷、安全已經(jīng)成為消費者的首要

19、要求。建立高效便捷、安全性高的停車場管理系統(tǒng)已經(jīng)成為城市停車場發(fā)展的必然趨勢。根據(jù)城市的發(fā)展需求，設(shè)計適合的停車場智能管理系統(tǒng)，選擇低成本，高收益的管理系統(tǒng)。本文旨在設(shè)計出在實用性，易操作性等方面具有特色的停車場管理監(jiān)控系統(tǒng)，并保持一定的可擴展性，以滿足不同停車場的智能管理要求。</p><p>　　1.1 停車場智能自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)的簡介</p><p>　　智能停車場收費管理系統(tǒng)是現(xiàn)

20、代化停車場車輛收費及其設(shè)備自動化管理的統(tǒng)稱，該系統(tǒng)是將機械、電子計算機和自控設(shè)備以及智能IC卡技術(shù)有效地結(jié)合起來，通過電腦控制下可實現(xiàn)車輛圖像對比，自動收費、自動存儲數(shù)據(jù)等功能，并且該停車場管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)脫機運行，在電腦出現(xiàn)故障的情況下仍可保證車輛的正常進出，保證停車場的正常運行，是現(xiàn)代化小區(qū)物業(yè)管理的理想設(shè)施。</p><p>　　智能停車場管理系統(tǒng)是現(xiàn)代化停車場車輛收費及設(shè)備自動化管理的統(tǒng)稱。是將停車場完全

21、置于計算機統(tǒng)一管理下的高科技機電一體化產(chǎn)品。它以感應(yīng)卡IC卡或者ID卡（最新技術(shù)有兩卡兼容的停車場）為載體，通過智能設(shè)備使感應(yīng)卡記錄車輛及持卡人進出的相關(guān)信息，同時對其信息加以運算、傳送并通過字符顯示、語音播報等人機界面轉(zhuǎn)化成人工能夠辨別和判斷的信號，從而實現(xiàn)計時收費、車輛管理等目地。 </p><p>　　根據(jù)設(shè)計原理智能停車場管理系統(tǒng)可分為三大部分：信息的采集與傳輸、信息的處理與人機界面、信息的儲存與查詢。

22、根據(jù)使用目的的智能停車場管理系統(tǒng)可實現(xiàn)三大功能：1、收費盈利，對停車場內(nèi)的車輛進行統(tǒng)一管理及看護。2、對車輛和持卡人在停車場內(nèi)流動時進行圖像。3、文字信息的采集并定期保存以備物管處、交管部門查詢。 </p><p>　　隨著科技的不斷更新智能停車場也不斷瘦身功能不斷增加。最新的智能停車場厚度只有區(qū)區(qū)170mm厚，而且還配備了雙發(fā)卡、雙倍卡量新功能，大大降低了管理的難度，使管理更方便更人性化。</p>

23、<p>　　停車場的形式經(jīng)歷了從露天、平面、人工收費到地下、自動計費停車場到塔式、立體體、智能取車、自動計費的發(fā)展歷程。根據(jù)停車場位置的不同，停車場分為地面停車場、地下停車場及專用停車塔(樓)及路邊臨時占道停車場。依據(jù)建筑物類型的不同，又可分為市區(qū)公共建筑群大型停車場(如成都天府廣場的地下停車場)、綜合建筑樓專用停車場(如各類商場及辦公樓專用停車場)、辦公區(qū)域?qū)Ｓ玫孛嫱＼噲?如校園停車場)。</p><p

24、>　　停車場的管理模式呈現(xiàn)出從人工管理到智能化管理的發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)的管理方式采用人工管理的方式，車輛的進出、停放都由必須由人工進行引導(dǎo)，計費也需要由人工計費收取。自動化程度普遍較低，管理的隨意性比較大。進入二十一世紀(jì)以后，人類文明的發(fā)展進入了信息時代，現(xiàn)代建筑的發(fā)展也進入智能建筑時代，計算機技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、信息發(fā)布技術(shù)、智能信息及其處理技術(shù)、自動化控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)都日漸成熟。特別是近年來IC卡技術(shù)的

25、廣泛應(yīng)用使得電子化、信息化、自動化、智能化管理停車場的實現(xiàn)技術(shù)也不斷地改進和完善，成本逐漸降低，安全性及可靠性不斷提升，因此全人工管理停車場已難以適應(yīng)時代發(fā)展的要求，對停車場實現(xiàn)自動化、智能化的管理與監(jiān)控勢在必行。包括車輛出入停車場的相關(guān)提示，停放服務(wù)的自動計費、車輛進出的自動化監(jiān)控、自動記錄進出車輛的相關(guān)信息以及自動保存歷史數(shù)據(jù)等。一些專用停車塔(樓)則智能化程度更高，車輛入庫只需取卡后定點等待，自動化傳輸設(shè)備即自動完成車輛的傳送、托

26、舉、入庫、計時及出庫過程。整個停車場設(shè)備高度智能化，停取車過程高度自動化，停車場空間利用效率更高。同時該類型停車場要求在建筑專業(yè)化規(guī)</p><p>　　1.2 智能停車場的發(fā)展?fàn)顩r與發(fā)展趨勢</p><p>　　智能停車場系統(tǒng)是近二十年來炙手可熱的研究領(lǐng)域。它的實際應(yīng)用開始于二十世紀(jì)90年代初期，美國、口本等國率先開始進行研究。新型的智能停車場將運用計算機技術(shù)、圖像識別技術(shù)、信息處理技術(shù)

27、以及生活理念、建筑藝術(shù)等融為一體，以科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，向外圍其他領(lǐng)域擴散，向消費者提供一種操作簡單、使用方便、安全性高、智能化管理的人性化操作系統(tǒng)。隨著城市人口和經(jīng)濟的快速增長，各國都加大了資金和人力資源的投入進行研究。</p><p>　　國外這幾年涌現(xiàn)出了一批優(yōu)秀的智能停車場方面的產(chǎn)品，例如以色列Hi-Tech公司的See/Car System系列產(chǎn)品，新加坡Opt Asia公司的VLPRS產(chǎn)品等。其中，See

28、/Car System停車場系統(tǒng)可以識別中國大陸的部分車牌，但存在著一個難以接受的缺陷，不能識別車牌中的漢字。其它國家，像英美等西方發(fā)達(dá)國家都有適合本國的車牌識別系統(tǒng)。各國根據(jù)實際情況的不一樣，所研究出的產(chǎn)品差別也很大，但大多都是在車輛探測器的基礎(chǔ)上開發(fā)出來，研發(fā)和生產(chǎn)成本相對較高。</p><p>　　國內(nèi)對智能停車場系統(tǒng)的研究稍晚，90年代中期才開始提出智能停車場系統(tǒng)的概念，研究方向主要集中在車牌識別方面。國

29、內(nèi)車牌與國外的差異較大，加上車牌中有比較難識別的漢字，如果照搬國外技術(shù)這條路肯定行不通。目前國內(nèi)的同類產(chǎn)品主要有漢土科技有限公司開發(fā)的“漢土眼車牌識別系統(tǒng)”，北京文通公司的“文通車牌識別系統(tǒng)”等。另外一些高校也參與了車牌識別方面的研究，包括西安交通大學(xué)的圖像處理和識別研究室、上海交通大學(xué)的計算機科學(xué)和工程系、清華大學(xué)人工智能國家重點實驗室、浙江大學(xué)的自動化系等。</p><p>　　目前，國外智能停車場的應(yīng)用已經(jīng)

30、基本成熟，車牌識別算法和硬件方面完全達(dá)到可以實際應(yīng)用的地步，車牌識別率很高，并且可以適用于各種極端的環(huán)境。像紐約、巴黎等大城市，城市擁擠的交通狀況已經(jīng)基本不存在。這其中主要包括以下幾個原因:合理的停車場規(guī)劃和布局，場內(nèi)停車和場外停車相結(jié)合，對停車位的收費、監(jiān)控、管理都很到位。車和停車位的合理比例在1:1的比例上，再加20%的周轉(zhuǎn)車位，保證高峰時期有足夠停車位。例如口本，車和車位比例保持在1:1.2左右，保證充足的車位，同時加大對智能建筑

31、方面的投資，達(dá)到整個建筑投資的6%-8%，甚至更高；而國內(nèi)的這種投入一般不到3%，這種差距決定了國外的智能化程度更高，停車管理更為方便。比如舊金山的港灣樞紐是21世紀(jì)集軌道交通、停車場系統(tǒng)、城市道路等十一體的現(xiàn)代化綜合交通樞紐，總共設(shè)有兩層地下停車場。停車場系統(tǒng)里面無需工作人員，所有的控制集中在值班人員的辦公室里，實現(xiàn)了全程自動化控制。只有在異常情況發(fā)生時，才需要工作人員參與處理。</p><p>　　計費問題一

32、直是國內(nèi)停車場系統(tǒng)最關(guān)注的問題。車牌識別的研究還主要停留在理論上，能達(dá)到實際應(yīng)用的車牌識別系統(tǒng)還很少。目前主要的方式是通過管理磁卡、條形碼或者非接觸式IC、 ID卡進行管理識別，有些甚至還是用傳統(tǒng)的手寫紙條等方式進出停車場。這些處理方法實際是可以通過卡片的管理實現(xiàn)對車的管理，效率低并目出錯率較高，同時也會浪費車主更多的時間。車和卡、卡和人的相互獨立，沒有將車與人實現(xiàn)關(guān)聯(lián)。目前國內(nèi)的停車場主要采用了智能卡識別技術(shù)(IC、 ID卡)，而歐美

33、國家多采用車牌作為車輛的進出場憑據(jù)，無需通過IC,、ID等卡片作為媒介，完全實現(xiàn)了不停車收費。同國外相比，國內(nèi)停車場的通信協(xié)議等都是各個公司自己所制定，達(dá)不到數(shù)據(jù)共享和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的程度，關(guān)聯(lián)程度低。停車場系統(tǒng)是智能交通發(fā)展的一個最重要環(huán)節(jié)，它的發(fā)展好壞與否直接決定了智能交通的成敗。停車場主要是朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、低消耗、低污染、高效率的方向發(fā)展，國內(nèi)在技術(shù)上和理論上都有很大加強空間。</p><p>　　智能停車場

34、的建設(shè)主要是為了緩解城市擁擠不堪的交通狀況，使人們能夠快捷、方便、安全地出行。但是在我們早期的一些城市建設(shè)中并沒有為城市發(fā)展停車場而預(yù)留土地，導(dǎo)致了現(xiàn)在在一些大型城市的大商圈或者商業(yè)區(qū)內(nèi)的停車十分擁擠，在城市規(guī)劃的過程中就應(yīng)該預(yù)先給城市汽車停車場預(yù)留位置，當(dāng)然現(xiàn)在一些新興的城市在這一方面做的比較出色，考慮周全，設(shè)計妥當(dāng)，為以后城市智能停車場的建設(shè)預(yù)留了空間。在此基礎(chǔ)上，上級領(lǐng)導(dǎo)部門應(yīng)該積極地投入資金進行研究設(shè)計符合自己城市發(fā)展?fàn)顩r的智能

35、停車場，應(yīng)該予以高度重視，同時注意人才的吸納，保證我們能夠開發(fā)出比較先進的智能管理監(jiān)控系統(tǒng)，不至于依賴國外的核心技術(shù)，形成產(chǎn)品研發(fā)，系統(tǒng)設(shè)計一體化，還可以對某些不具有此種技術(shù)的國家進行技術(shù)銷售。</p><p>　　現(xiàn)今的停車場管理混亂總結(jié)起來有以下幾個方面的問題：</p><p>　　1、停車場的市場發(fā)展空間很大，由于前期我國車輛增長的情況與停車場規(guī)劃之間差距較大，全國車輛數(shù)目與停車位之

36、比高達(dá)5: 1，為解決停車難問題，未來的停車場能管理系統(tǒng)市場發(fā)展空間會很大。</p><p>　　2、我國的智能停車場管理監(jiān)控系統(tǒng)市場還處于初級發(fā)展階段，市場發(fā)展還不成熟。</p><p>　　3、智能系統(tǒng)價格不透明，產(chǎn)品仿冒嚴(yán)重。</p><p>　　4、系統(tǒng)的可靠性較低，技術(shù)含量不高。</p><p>　　5、成套設(shè)備的系統(tǒng)多由集成廠商所

37、提供，能夠提供成套設(shè)備的生產(chǎn)廠家不多，系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性不易控制。</p><p>　　6、國內(nèi)系統(tǒng)以及組裝系統(tǒng)與國外智能系統(tǒng)的市場占有率之比約為2: 1: 1。由于價格等因素的影響，國內(nèi)的產(chǎn)品主要用于一般小區(qū)和中低檔寫字樓，國外產(chǎn)品主要用于比較知名的高檔智能建筑。</p><p>　　7、系統(tǒng)智能化程度比較低，例如車位引導(dǎo)系統(tǒng)應(yīng)用不多。</p><p>　　8、

38、系統(tǒng)多采用集中式或者集散式的控制系統(tǒng)，容易造成設(shè)備間信號中斷，易出故障。</p><p>　　9、缺乏智能化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化以及系統(tǒng)化的先進管理技術(shù)和手段，使停車場和出行車輛之間的信息通訊不暢，易造成停車資源不能夠充分利用，停車場泊位大量閑置等問題。</p><p>　　從趨勢上看，智能停車場管理系統(tǒng)應(yīng)用向更高程度的智能化、合理化、人性化方向的發(fā)展。比如在智能化方面要更加便于整個停車場的維

39、護和管理，以及在性能上要更穩(wěn)定可靠;在合理化方面，價格上要更加合理，一方面避免車輛亂停亂放，另一方面保證停車場內(nèi)車位空閑;在人性化方面，能夠讓車主更加迅速便捷地找到車位。</p><p>　　1.3 本次課題設(shè)計的依據(jù)和所研究的主要內(nèi)容</p><p>　　國內(nèi)經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，促使汽車進入家庭的進程持續(xù)加快，并使得社會汽車保有量持續(xù)增長，同時對停車位的需求量也與日劇增。因此停車場的建設(shè)已經(jīng)

40、成為絕大多數(shù)建筑項目的重要組成部分。 </p><p>　　現(xiàn)有的平面式停車場通常僅能夠?qū)崿F(xiàn)門禁管理，對停車用戶的出入權(quán)限進行管理，對停車用戶停車和取車的過程不做監(jiān)控，因此亂停放及盜車現(xiàn)象時有發(fā)生，針對停車場上述管理缺陷，本文就停車場的管理以及監(jiān)控流程進行改進，力求改進停車場管理功能，能方便快捷地服務(wù)民眾。</p><p>　　規(guī)劃好新建的停車場以及已建停車場的管理和監(jiān)控系統(tǒng)將有利于

41、規(guī)范車輛的停、取車過程，保證車輛在停、取車過程中的安全性，減少盜車現(xiàn)象的發(fā)生，提高停車場的空間利用率，緩解社會停車位緊張的狀況，能夠充分發(fā)揮公共設(shè)施的社會效益。</p><p>　　本課題在充分調(diào)研智能停車場的相關(guān)技術(shù)含義、技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，對智能停車場的建筑及管理模式進行分類分析，對使用停車場的用戶及其停、取車的過程及動態(tài)參數(shù)進行分析，在此基礎(chǔ)上，力求對停車場的管理模式以及停車場的管理、監(jiān)控系統(tǒng)的功能加以改進和

42、完善。并由此提出以PLC為現(xiàn)場控制器的停車場管理監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)旨在對停車場的車輛動、靜態(tài)方面的監(jiān)控功能，在系統(tǒng)成本的情況下得以顯著增強。系統(tǒng)適用于各類型的平面停車場的監(jiān)控和管理，并可以根據(jù)停車場用戶類別的不同而將系統(tǒng)功能模塊化，該系統(tǒng)是對目前通常停車場所采用的僅能夠?qū)崿F(xiàn)出入門管理的監(jiān)控功能模式的改進與完善。其主要工作有:</p><p>　　1、研究了停車場智能控制系統(tǒng)在現(xiàn)在的停車場中的作所起到用和其系統(tǒng)自身管

43、理模式的發(fā)展與變化。</p><p>　　2、對典型停車場管理及控制功能的需求進行分析與研究，在此基礎(chǔ)上，提出分區(qū)管理模式的概念并實現(xiàn)模塊化設(shè)計管理流程。</p><p>　　3、根據(jù)管理和控制功能的需求，深入研究相關(guān)系統(tǒng)組件的工作原理及其性能指標(biāo)，據(jù)此合理地進行系統(tǒng)功能設(shè)計及硬件選擇。</p><p>　　4、在選用三菱PLC作為現(xiàn)場控制器的基礎(chǔ)上，研究了PLC控

44、制網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成技術(shù)及其網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，構(gòu)建現(xiàn)場設(shè)備的信號采集與傳輸系統(tǒng)，合理選用通信模式，在深入分析系統(tǒng)信息通訊需求的基礎(chǔ)上提煉通訊信息，自定義PLC與PC機的通信協(xié)議，優(yōu)化配置，以達(dá)到最好的效果。</p><p>　　5、研究組態(tài)軟件在智能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，并采用合適的組態(tài)軟件構(gòu)建車位監(jiān)控系統(tǒng)。</p><p>　　6、根據(jù)現(xiàn)場的控制需求對PLC控制器的編程軟件和硬件進行組態(tài)，并完成三菱PL

45、C控制程序的設(shè)計。</p><p>　　7、改進停車場控制系統(tǒng)的功能，并完成控制程序設(shè)計。</p><p>　　8、調(diào)試軟硬件兼容性，完成對系統(tǒng)的完善處理。</p><p>　　第2章 智能停車場系統(tǒng)控制需求功能分析</p><p>　　2.1 停車場基本情況及其管理模式分析</p><p>　　停車場根據(jù)建筑形式以及

46、停車場位置的不同劃分為小區(qū)地面停車場、建筑物地下平面停車場、專用停車樓(塔)以及路邊臨時停車場。又根據(jù)建筑物類型及建筑物功能的不同可分為：</p><p>　　1、市中區(qū)公共建筑群大型地下停車場(如成都市天府廣場地下停車場)，該類型的停車場規(guī)模龐大，停車位數(shù)量多，停車用戶流動性較大，用戶通常都是臨時停車用戶。</p><p>　　2、綜合性建筑樓專用停車場，例如各類大型商場以及商務(wù)樓群的地

47、下專用停車場。該類型停車場的停車位數(shù)量適中，停車用戶常常分為辦公樓固定停車用戶人群以及購物顧客、訪客或者臨時停車用戶人群。此類停車場通常是白天工作時段車位緊張，非工作時段則車位大量空置。因此在管理模式上可以實行分片分區(qū)管理，劃定專用的固定用戶停車區(qū)域及臨時用戶停車區(qū)域，在夜晚非工作時間段將臨時用戶停車區(qū)域車位提供給周邊社區(qū)沒有配套停車位小區(qū)住宅用戶計時停車，以提高設(shè)施利用率和配套設(shè)施的社會效益，同時緩解停車位緊張的市場供需。</p

48、><p>　　3、辦公區(qū)域?qū)Ｓ脠@區(qū)地面停車場。該種類型的停車場用戶也可以分為固定用戶及臨時訪客用戶，由于園區(qū)的露天管理模式使得停車場工作人員對停車管理精確到固定車位的可能性很小，一般只能實現(xiàn)大門的出入管理權(quán)限。此類型停車場為防止盜竊現(xiàn)象的發(fā)生則采用了攝像監(jiān)控，在出入口對車輛攝像信息進行嚴(yán)格比對。此種類型的停車場管理還需要做好聯(lián)網(wǎng)管理，數(shù)據(jù)共享，一卡通行。</p><p>　　4、住宅小區(qū)專用停

49、車場，該種類型停車場規(guī)的模通常依據(jù)小區(qū)總戶數(shù)而設(shè)計，停車類型多為固定用戶停車，在管理模式上，可以不采用計時收費而采用固定停車位用戶IC卡預(yù)先充值的付費方式進行付費。為防止亂停車位以及盜車現(xiàn)象的發(fā)生，可以加強車位動態(tài)視頻監(jiān)控以及結(jié)合門禁出入管理以達(dá)到對車輛信息的有效監(jiān)控。</p><p>　　5、專用停車樓(塔)，是在設(shè)計上為停車場專用的建筑，結(jié)合現(xiàn)場控制器、傳感器、計算機等智能設(shè)備實現(xiàn)停、取車，可采用專用托舉設(shè)備

50、對取車及車位監(jiān)視等過程的全自動控制，并能做到空間的最高效利用。該類型停車場需要在建筑設(shè)計的初期即根據(jù)專用設(shè)備規(guī)劃建筑的功能及形式，并目在初期設(shè)備和資金投入都比較大。</p><p>　　無論哪一類型的停車場，其用戶都可歸類為臨時停車用戶和固定停車用戶兩種類型。對于臨時停車用戶，其流動性大，為防止盜車現(xiàn)象發(fā)生，通常采用攝像進行監(jiān)控、比對出庫車輛信息、計時收費的管理監(jiān)控模式。對固定停車用戶則通常采用停車用戶IC卡預(yù)先

51、充值收費，門禁出入系統(tǒng)結(jié)合車位監(jiān)控系統(tǒng)對停車車輛及車位動態(tài)監(jiān)控的管理、監(jiān)控模式。</p><p>　　2.2 停車場系統(tǒng)功能分析</p><p>　　為了設(shè)計出具有高防盜性的停車場自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)，本文采用了人性化的設(shè)計方案。本文設(shè)計的停車場管理系統(tǒng)保留了一些原有的功能，增加了一些新的功能。例如計費收費功能是傳統(tǒng)停車場管理系統(tǒng)考慮的功能之一，它是根據(jù)每個車輛進出的時間進行計費。但是傳統(tǒng)的

52、停車場管理系統(tǒng)缺乏對安全性和人性化的考慮。同時增添了自動泊車引導(dǎo)系統(tǒng)，整個系統(tǒng)采用無線通信方式，實現(xiàn)遠(yuǎn)程智能監(jiān)控。當(dāng)有車駛?cè)胪＼噲鰰r，攝像頭獲取到車輛圖像，并以此得到車輛的牌照信息、型號信息以及其他信息，并把這些數(shù)據(jù)信息和用戶卡ID對應(yīng)起來存儲到數(shù)據(jù)處理中心。當(dāng)有車駛出停車場時，所有參數(shù)完全匹配才可以放行。在每次停車過程中，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)將通過電子顯示屏及時地把用戶信息和車位信息顯示出來，這樣就保證了車輛的安全性以及用戶的便捷性。<

53、/p><p>　　停車場的主要系統(tǒng)可以分為以下幾個系統(tǒng)：</p><p>　　出入口控制系統(tǒng)；此系統(tǒng)旨在車輛進入停車場時，進行數(shù)據(jù)采樣，控制出入口的大門，保證車輛的安全進出，同時檢測車輛信息是否符合進出的規(guī)定，對于IC卡的識別要做到車輛信息與車主的IC卡信息完全一致才允許放行，對于不能夠完全出示合法的車輛信息的車輛禁止進入，并及時報警。</p><p>　　自動泊車引導(dǎo)

54、系統(tǒng)；此系統(tǒng)的建立是為了能夠讓用戶更方便、快捷地找到停車位，并能夠迅速、安全地泊車。在車輛進入停車場之后，在停車場內(nèi)的電子液晶顯示屏上要及時地根據(jù)車輛的型號做出提示，能夠讓車主迅速地找到屬于自己車輛的停車位，停車場內(nèi)的語音引導(dǎo)系統(tǒng)同時給予引導(dǎo)，提高用戶的停車效率。</p><p>　　車輛識別系統(tǒng)；此系統(tǒng)為=智能停車場的最為關(guān)鍵的系統(tǒng)，對于車輛的信息統(tǒng)計，智能識別分類全部都依賴于此系統(tǒng)。在車輛進入停車場的時候，車

55、輛識別系統(tǒng)對車輛進行視頻識別分類，由圖片以及視頻信息轉(zhuǎn)化成車輛的各種參數(shù)，再發(fā)送至圖像處理中，進行處理后加以儲存，同時比對車輛的時時信息（在車庫之中的信息，車輛在行進途中的信息以及最后車輛出庫的信息），達(dá)到時時監(jiān)控車輛的目的。</p><p>　　安全監(jiān)控系統(tǒng)；作為智能停車場的重要組成部分，安全監(jiān)控系統(tǒng)承擔(dān)著巨大的責(zé)任，安全監(jiān)控系統(tǒng)的好壞直接決定了車輛以及的安全問題，也是停車場自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的系統(tǒng)的

56、之一。此系統(tǒng)主要由監(jiān)控系統(tǒng)和報警系統(tǒng)構(gòu)成，在停車場內(nèi)部的攝像頭時時捕捉圖像及視頻信號，傳輸至處理中心，可以使工作人員時時監(jiān)控停車場內(nèi)部各個角落的信息；報警系統(tǒng)，在停車場出現(xiàn)緊急情況時可以自動啟動報警裝置，及時傳播示警信號，在危險解除之后解除警報。</p><p>　　用戶管理收費系統(tǒng)；對于傳統(tǒng)的計費系統(tǒng)，本文對傳統(tǒng)停車場的計費系統(tǒng)進行改進和完善。以對車輛的識別技術(shù)為基礎(chǔ)（主要是對車輛牌照的識別），IC卡管理為輔助

57、，完成對所停車輛的收費。這其中主要有用戶信息管理系統(tǒng)，對于來停車場的用戶建立車輛數(shù)據(jù)檔案，并保存；收費計費系統(tǒng)，區(qū)別于傳統(tǒng)的停車場計費系統(tǒng)，完全無紙化操作和計算機控制；票據(jù)打印系統(tǒng)，對于出入的車輛，在消費的發(fā)票上一律打印出進出停車場的具體時間，所停車位信息以及車輛的信息。</p><p>　　數(shù)據(jù)處理中心；對于停車場內(nèi)的一切信息反饋，全都需要經(jīng)過數(shù)據(jù)處理中心對所傳輸?shù)膱D像，聲音以及視頻信息加以處理之后得出結(jié)論之后

58、，再做出相應(yīng)的處理結(jié)果，是整個停車場自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)的大腦。</p><p><b>　　示例圖如下：</b></p><p>　　圖2.1 智能停車場的控制系統(tǒng)及其監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　本系統(tǒng)采用卡與車輛信息相結(jié)合，把車輛信息與IC卡的ID對應(yīng)起來，完成對車輛的統(tǒng)一管理，便于儲存和查詢車輛的信息。這樣的結(jié)合可以使數(shù)據(jù)中心有效地

59、與自動泊車引導(dǎo)系統(tǒng)、用戶管理計費系統(tǒng)有機地結(jié)合，從而使各個子系統(tǒng)集成為一個完整的停車場自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)。</p><p>　　2.3 智能停車場系統(tǒng)的工作流程簡介</p><p>　　1、散客入場工作流程；當(dāng)車輛進入系統(tǒng)的感應(yīng)范圍之內(nèi)時，系統(tǒng)自動掃描車輛信息，比對車輛數(shù)據(jù)庫，識別是散客還是固定會員。如是散客，系統(tǒng)自動檢測到車輛，并且把這個車輛信息上傳給入口控制器，在入口控制器接收到信息以

60、后，就會發(fā)出指令給攝像系統(tǒng)以及車輛識別系統(tǒng)。攝像系統(tǒng)拍攝到車輛的圖像、牌照、車型和顏色等信息之后再發(fā)送數(shù)據(jù)處理中心存儲起來。散客在系統(tǒng)語音提示下進行操作，入口控制器接到操作信息，就通知發(fā)卡機給散客發(fā)放IC卡片，發(fā)卡機接到入口控制器的信號之后，向散客發(fā)送一張臨時卡。如果散客沒有及時取卡，發(fā)卡機就會自動回收臨時卡（工作原理類似于銀行的ATM取款機），入場工作就會被直接取消。如果散戶取走卡片，發(fā)卡機就會把這個信息傳給入口控制器，入口控制器馬上

61、抬桿放行。入口電動欄桿檢測到配套車輛檢測器信號后，就會放下入口電動欄桿，避免發(fā)生意外情況。當(dāng)入口電動欄桿自動完成一次從抬起到落下的過程，就表示一輛車入場。</p><p>　　散客入場的工作流程圖：</p><p>　　2、?？腿雸龉ぷ髁鞒?；當(dāng)拿有遠(yuǎn)距離射頻卡（固定用戶所持有的IC卡）的?？托枰M入停車場時，車輛在入口讀卡器讀取數(shù)據(jù)的范圍之內(nèi)時，讀卡器就會感應(yīng)到射頻IC卡的存在，然后他們之

62、間就會進行信息交換，讀卡器及時讀取射頻卡的信息，并遠(yuǎn)距離判斷射頻卡是否合法、是否有效。如果射頻卡有效就讀取它的ID號，并且立即上傳到數(shù)據(jù)處理中心。與此同時，啟動攝像系統(tǒng)和車輛識別系統(tǒng)，攝像系統(tǒng)拍攝車輛圖像，車輛識別系統(tǒng)進行匹配并驗證車輛信息，所存儲車輛的牌照、車型、顏色等信息。數(shù)據(jù)處理中心把得到的ID號和系統(tǒng)中所存儲的進行比對，如果匹配成功就會給入口控制器發(fā)送一個有效信號，入口控制器接收到信號之后對車輛放行。如果不匹配就拒絕放行，并由語

63、音提示器給出出錯的提示信息和告警信號。同時，射頻卡在不在有效期內(nèi)是能夠通過系統(tǒng)檢查出來的，如果沒有在有效期內(nèi)，系統(tǒng)就會提醒?？停纭翱▋?nèi)余額不夠請您及時充值”等信息。在檢測器檢測出由有車到無車的變化時，入口的電動欄桿就會檢測到這個信號，并且放下欄桿，關(guān)閉入口。入口控制器接到上面的信號后，確認(rèn)此次入場過程結(jié)束。因為遠(yuǎn)距離射頻卡與讀卡器的信息交換的有效距離在十幾米甚至是幾十米，因此當(dāng)車輛</p><p>　　?？腿?/p>

64、場的工作流程：</p><p>　　1、散客臨時用戶出場工作流程；當(dāng)散客需要出場時，把車行駛到出口處時，車輛檢測器就會感應(yīng)到有車需要出場，就會把這個信號發(fā)送給出口控制器。這時候系統(tǒng)自動啟動攝像系統(tǒng)以及車輛識別系統(tǒng)，拍攝出車輛圖像，與車輛識別系統(tǒng)進行匹配驗證。散客把短距離射頻卡回收給發(fā)卡機，發(fā)卡機接收到信息之后傳給出口控制器，讀卡器此時把散客的射頻卡ID讀取出來，這樣射頻卡可以循環(huán)使用。數(shù)據(jù)處理中心查詢到數(shù)據(jù)庫的I

65、D號，獲得散客的入場信息，并進行匹配驗證，如果不匹配就不予以放行，并提示車輛出錯信息并發(fā)出報警信號。如果是匹配的，系統(tǒng)就會自動計算出散客應(yīng)該繳納的費用，同時費用信息會顯示在顯示屏上。語音提示器同時把繳費信息提示給散客，散客交費完成之后，管理員提供給散客收費單，完成該交易，出場控制器打開電動欄桿，散客車輛駛出停車場。車輛檢測器出現(xiàn)現(xiàn)場由有車到無車的變化后，出口電動欄桿接收到此信號，放下欄桿。數(shù)據(jù)處理中心接到信號后，結(jié)束這次出場。把此散戶的

66、用戶卡號、入場時間、出場時間等相關(guān)信息保存到相應(yīng)數(shù)據(jù)庫中備查，出場過程結(jié)束。</p><p>　　2.常客固定用戶出場工作流程；當(dāng)拿有遠(yuǎn)距離射頻卡的?？陀脩粜枰鰣鰰r，讀卡器到遠(yuǎn)距離感應(yīng)到射頻卡的存在，同時讀取射頻卡的信息，把車輛數(shù)據(jù)信息上傳到數(shù)據(jù)處理中心，車輛識別系統(tǒng)啟動，對車輛進行匹配驗證，如果匹配成功，就發(fā)送一個信號給出口控制器，出口控制器抬起出口電動欄桿，車輛駛出停車場，結(jié)束這次出場；如果車輛信息不匹配，

67、系統(tǒng)就給出場控制器發(fā)出一個無效信號，并語音提示和發(fā)出報警信號，由管理人員進行處理。</p><p>　　內(nèi)部工作流程是指用戶從入場到出場的整個流程，包括泊車引導(dǎo)、視頻監(jiān)控等流程。首先，在車輛進入停車場之后，由自動泊車引導(dǎo)系統(tǒng)對用戶進行語音提示和顯示屏上的文字提示，來告知用戶。當(dāng)有車進入停車場時，成為檢測器檢測到有車輛進入的信息，同時把這個信息傳送給數(shù)據(jù)處理中心，同時同步到液晶屏上顯示，方便車主第一時間知道泊車位的

68、信息，提高了工作效率。其次，是視頻監(jiān)控系統(tǒng)；在車輛停泊在泊車位以后，我們可以對車輛信息時時監(jiān)控，用圖像和視頻采樣的方式監(jiān)控，同時進行比對，如果有不明人員對車輛有所企圖，我們停車場的管理人員可以第一時間發(fā)現(xiàn)并采取措施。最后，我們可以把停車場的停車信息（所停車輛多少，剩余的各種類型停車位還剩下多少）傳輸?shù)匠鞘薪煌ㄊ鑼?dǎo)中心上，及時告知市民停車場訊息，以便于能夠為市民更快更好的服務(wù)，同時也減輕了城市交通的壓力，是城市的交通能夠更通暢。</

69、p><p>　　2.4 停車場自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)主要硬件設(shè)備介紹</p><p>　　1、管理及監(jiān)控PC機；管理計算機配備相應(yīng)的停車場系統(tǒng)智能管理軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)日常的運營管理，例如計時計費、收費顯示、車位數(shù)量顯示以及收費統(tǒng)計、數(shù)據(jù)信息管理、圖像采集、顯示以及數(shù)據(jù)比對等管理功能。</p><p>　　監(jiān)視計算機需要配備組態(tài)軟件與現(xiàn)場控制器進行通信聯(lián)絡(luò)，采集車輛、車位的動、

70、靜態(tài)信息并在監(jiān)控計算機的監(jiān)控界面顯示，為停車場車位狀態(tài)監(jiān)控提供最直觀的信息。</p><p>　　2、現(xiàn)場控制器PLC；本文系統(tǒng)中采用PLC作為現(xiàn)場控制器，匯總現(xiàn)場設(shè)備以及PC機上傳來的各類信息，再根據(jù)管理和監(jiān)控流程進行信息數(shù)據(jù)處理，輸出控制信號，有效地控制停車場現(xiàn)場設(shè)備的工作，并可以向管理、監(jiān)視PC機時時傳送現(xiàn)場信息。</p><p>　　3、讀卡器；在車輛進入停車場時，讀卡器通過對用戶

71、IC卡的讀取，及時地獲取車輛信息，再傳輸給PC控制中心，進行信息比對；對于固定用戶的遠(yuǎn)距離射頻卡，要做到能及時地讀出車輛信息，并傳輸至處理中心，保證車輛順利通行。</p><p>　　車輛檢測以及泊車輔助相關(guān)硬件：1、車輛檢測器以及射頻感應(yīng)設(shè)備；當(dāng)車輛距離停車場入口一段距離時，需要啟動車輛檢測設(shè)備，以保證停車場系統(tǒng)能及時準(zhǔn)確地捕捉到車輛信息，本文以射頻識別系統(tǒng)為例。讀卡器通過天線產(chǎn)生自身頻率的射頻信號，當(dāng)感應(yīng)到射

72、頻卡的時候，就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，激活射頻卡，射頻卡把車輛信息通過電流信號傳輸出去，讀卡器的天線收到信號之后，經(jīng)過處理再傳送至數(shù)據(jù)處理中心，經(jīng)處理中心識別驗證通過之后，予以放行。</p><p>　　2、攝像設(shè)備；攝像設(shè)備是停車場進行圖像采集，時時監(jiān)控的重要設(shè)備。在攝像設(shè)備采集到車輛圖像信息之后，傳輸至數(shù)據(jù)處理中心，通過處理中心數(shù)據(jù)分析之后得到車輛的完整信息；同時攝像設(shè)備也需要時時監(jiān)控停車場內(nèi)部的狀況。</p&

73、gt;<p>　　3、車位傳感器；在停車位上方設(shè)置車位傳感器，起目的是檢測車輛到位及離位狀態(tài)，以輸出信號作為時時監(jiān)控車輛、車位動態(tài)的基本信息，常采用超聲波車位傳感器。</p><p>　　其他輔助性硬件設(shè)備：1、擋車器；擋車器又稱之為道閘，是停車場進出口的關(guān)鍵性設(shè)備，其控制的方式一般有手動按鈕、遙控控制、自動程序控制道閘升降等方式。</p><p>　　2、照明設(shè)備；在停車場

74、內(nèi)部的燈光指示，便于車主的進出停車場。</p><p>　　3、語音提示裝置以及報警裝置；輔助性設(shè)備，能夠有效地提高停車場的安全性，能更好地為用戶服務(wù)。</p><p>　　本章在研究停車場管理模式基礎(chǔ)上對停車場的管理、監(jiān)控需求進行全面分析，完成了對停車場的管理、監(jiān)控流程的設(shè)計以及系統(tǒng)構(gòu)成設(shè)計。確定了分類和分區(qū)管理，針對不同類型的用戶分別對待，對臨時區(qū)域停車的用戶采用門禁與圖像信息結(jié)合的管

75、理模式;對固定用戶區(qū)域停車則采用門禁與車位監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合的方式進行管理，全面監(jiān)控停、取車流程的管理模式。通過需求分析，研究出系統(tǒng)的主要功能，并對系統(tǒng)的主要硬件設(shè)備作出簡單介紹。</p><p>　　第3章 停車場控制系統(tǒng)軟硬件集成設(shè)計</p><p>　　本章著重對停車場控制系統(tǒng)的硬件與軟件集成的設(shè)計與介紹。停車場控制系統(tǒng)的硬件是實現(xiàn)監(jiān)控管理系統(tǒng)工作流程的最基本物質(zhì)條件，本章主要介紹各個模塊

76、的工作原理設(shè)計以及如何選擇適合的硬件。</p><p>　　3.1 停車場控制系統(tǒng)的現(xiàn)場控制器</p><p>　　在停車場管理系統(tǒng)中對現(xiàn)場信號的采集需要用到現(xiàn)場控制器，本文主要以可編程控制器PLC（Programmable Logic Controller)作為現(xiàn)場的控制器。</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)點：1、可靠性高；可編程控制器的平均無故障時間長達(dá)

77、30萬小時，使用壽命長達(dá)30多年，目前為止，尚無任何一種工業(yè)控制系統(tǒng)的可靠性能達(dá)到或者超越PLC。PLC在硬件方面，采用了屏蔽、濾波、電源調(diào)整與保護、隔離模塊結(jié)構(gòu)等措施來增加PLC的可靠性。在軟件方面，設(shè)置了自我診斷、集中輸出的工作方式有效地提高了自身的抗干擾能力。</p><p>　　2、控制程序可變，具有很好的柔性；在生產(chǎn)工藝流程改變或者設(shè)備更新以后，往往需要改變控制功能以達(dá)到工業(yè)需求，此時PLC可以不改變硬

78、件設(shè)備，只需要改變一下應(yīng)用程序就可以達(dá)到目的。</p><p>　　3、編程方法簡單易學(xué)；大多數(shù)的編程采用的都是與繼電控制電路相似的梯形圖，它形象直觀，易學(xué)易懂，因此受到普遍歡迎PLC還針對具體問題，開發(fā)了順序功能圖語言，簡化了復(fù)雜控制系統(tǒng)的編程。</p><p>　　4、功能強，性價比高；PLC它不僅具有邏輯運算、定時、計數(shù)、順控等功能，還具有較強的數(shù)值處理功能、模擬量輸入輸出處理功能、

79、通信聯(lián)網(wǎng)功能；此外，還能擴展位置控制、運動控制等各種特殊功能的智能模塊。</p><p>　　5、體積小，重量輕，能耗低；由于半導(dǎo)體集成電路的應(yīng)用，PLC的體積相對很小，能耗也因此很低，是機電一體化的理想裝置。</p><p>　　PLC控制器的選型：可編程控制器有多種分類方式，根據(jù)控制規(guī)模PLC可分為小型機、中型機以及大型機。小型機的I/0點數(shù)一般在256點以下，價格低、體積小、功能少，

80、適用于小規(guī)模開關(guān)量的條件、順序控制等。部分小型機具有算數(shù)運算、模擬量處理以及數(shù)據(jù)通信等功能。中型機I/0點數(shù)在256-2048點之間，其功能性強，配置靈活，適用于具有諸如溫度、壓力、流量、速度、開關(guān)量控制的等復(fù)雜機械或者連續(xù)生產(chǎn)控制工程結(jié)合角度、位置等模擬量進行控制。大型機I/O點數(shù)在2048點以上，其功能更加強大，組網(wǎng)能力非常強，可用于大規(guī)模的過程控制系統(tǒng)，或者整個工廠的集散控制。</p><p>　　結(jié)合本文

81、設(shè)計以及停車場的需求，對車位監(jiān)控的系統(tǒng)所需的I/O點數(shù)較少，控制流程相對簡單，信息量處理較少，所以我們選擇小型PLC作為本文涉及的控制器。鑒于我們所學(xué)知識以及對實際情況的把握，在本次實際中我選擇了三菱的FX系列PLC作為現(xiàn)場控制器。</p><p>　　3.2 停車場控制系統(tǒng)構(gòu)成流程</p><p>　　用戶區(qū)域的控制管理系統(tǒng)采用車位與所停車輛一一對應(yīng)的權(quán)限管理模式，通過門禁系統(tǒng)以及車位監(jiān)

82、控系統(tǒng)的監(jiān)控，杜絕非權(quán)限卡的入庫、占位，杜絕非權(quán)限卡的取車、出庫，杜絕車輛的亂停放，這樣可以有效地防止盜車現(xiàn)象的發(fā)生。本文中所采用的用戶現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的控制器既要控制出入口門禁系統(tǒng)的開啟、關(guān)閉，同時還需要采集車路、車位監(jiān)控系統(tǒng)的車輛經(jīng)、停、占、空等狀態(tài)信號，并且將根據(jù)控制流程時時處理采集到的各類信息，將車位監(jiān)控信息傳遞給組態(tài)軟件，車輛進出場狀態(tài)信息則傳遞給管理PC機，由通信接口程序處理上述信息。系統(tǒng)構(gòu)成如圖 3-1 所示。管理系統(tǒng)及組態(tài)軟

83、件通過通信接口接收并進一步處理上述信息。</p><p>　　在本系統(tǒng)中系統(tǒng)采集的信號都為邏輯量開關(guān)信號，沒有對模擬量信號的處理。輸入的點位數(shù)隨停車場車位數(shù)的增加而增加，但本文所設(shè)計的只是小型停車場，因此用到I/O點數(shù)少的小型PLC。同時由于車位要與卡號一一對應(yīng)，要實現(xiàn)對對應(yīng)卡號車位的過程監(jiān)控，卡號及其ID信息作為關(guān)鍵信息會時時在監(jiān)控過程中通過系統(tǒng)傳送、通信，因此系統(tǒng)內(nèi)的信息通信較為頻繁，此時就要求 PLC 具有

84、較強的通信能力，同時具有較強的點位擴展能力，但對 PLC 的模擬量處理能力不作要求。同時因為車輛出入都需處理卡號信息，并且該信息在處理過程中需多次雙向傳遞，為避免信息間傳遞相互干擾，故對系統(tǒng)的進出場控制采用不同的 PLC 作為現(xiàn)場控制器。綜合考慮上述系統(tǒng)需求，選用三菱FX2N 系列PLC，分別作為固定用戶出、入流程現(xiàn)場控制器、臨時用戶區(qū)域設(shè)備現(xiàn)場控制器。其主要技術(shù)指標(biāo)如下：</p><p>　　● 控制規(guī)模：16

85、~256點</p><p>　　● 內(nèi)置8K容量的RAM存儲器，最大可以擴展到16K</p><p>　　● CPU運算處理速度0.08μS/基本指令</p><p>　　● 在FX2N系列右側(cè)可連接輸入輸出擴展模塊和特殊功能模塊 </p><p>　　● 基本單元內(nèi)置2軸獨立最高20kHz定位功能(晶體管輸出型）</p>&l

86、t;p>　　3.3 停車場控制系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計</p><p>　　在三菱PLC的程序設(shè)計中有多種程序設(shè)計方法，我們一般采用的是梯形圖分析以及梯形圖時序設(shè)計法，除此之外還有順序功能圖設(shè)計法。鑒于我所學(xué)知識有限以及掌握PLC程序設(shè)計的熟練程度，我選擇了梯形圖對停車場控制系統(tǒng)進行程序設(shè)計。.</p><p>　　梯形圖是使用最多的可編程控制器圖形編程語言。我們經(jīng)常把梯形圖稱為電路或程

87、序，把梯形圖的設(shè)計叫做編程。梯形圖的分析設(shè)計法是根據(jù)控制要求選擇相關(guān)聯(lián)的基本控制環(huán)節(jié)或經(jīng)驗證正確的成熟程序，對其進行補充和修改。最終綜合成滿足控制要求的完整程序。假如找不到現(xiàn)成的相關(guān)聯(lián)程序，只能根據(jù)控制要求一邊分析一邊設(shè)計，隨時增加或減少元件以及改變觸電的組合方式，經(jīng)過反復(fù)修改最終得到理想的程序。因此，要熟練地掌握和使用這種設(shè)計方法，必須要掌握許多的常用的基本控制程序并具備一定的讀圖分析能力，所以這種方法又稱為經(jīng)驗設(shè)計法。其特點是無固定

88、的設(shè)計步驟，方法簡單易學(xué)；缺點是最終設(shè)計結(jié)果未必是最佳方案。</p><p>　　在用經(jīng)驗設(shè)計法設(shè)計系統(tǒng)的梯形圖時，沒有一套固定的方法和步驟可以遵循，試探性和隨意性很大。經(jīng)過長時間的努力，也許還不能得到一個非常滿意的結(jié)果?？梢圆捎眠@種方法設(shè)計出的梯形圖，需要對程序改進時存在著較大困難，因為其中復(fù)雜的邏輯關(guān)系除設(shè)計者以外的任何人分析起來都會很困難。</p><p>　　對此，我們應(yīng)該而且必須

89、掌握一些有章可循的設(shè)計方法。對于輸出的變化完全是時間原則的系統(tǒng)，可以用多個定時器的接力賽來實現(xiàn)其功能，此種方法稱之為時序設(shè)計法。與經(jīng)驗設(shè)計法相比，時序設(shè)計法思路清晰，規(guī)律性強，程序靈活性大，調(diào)試、維修以及改進時都很方便。</p><p>　　3.4 停車場控制系統(tǒng)流程圖以及梯形圖設(shè)計</p><p>　　進場的流程設(shè)計思路：</p><p>　　在車輛駛?cè)胪＼噲龅倪^

90、程中，首先車輛接近于停車場時，停車場的檢測系統(tǒng)會檢測車輛的射頻卡信號；如果檢測到射頻卡信號，這系統(tǒng)提示是固定用戶進場，提取信息完成后，道閘開啟，進入之后道閘關(guān)閉；如果沒有檢測到射頻卡信號，系統(tǒng)提示是臨時停車用戶進場，需要取卡機吐卡記錄車輛信息的操作，在完成記錄之后，道閘開啟，車輛駛?cè)牒蟮篱l關(guān)閉，如果因為其他原因在取卡器吐出卡之后的30秒內(nèi)，臨時停車用戶沒有取卡，則系統(tǒng)會自動回收。</p><p>　　出場的流程設(shè)

91、計思路：</p><p>　　在車輛出場的過程中，車輛駛?cè)胪＼噲龀隹谖恢?，系統(tǒng)檢測如果到射頻卡信號，則系統(tǒng)提示是固定用戶出場，計費結(jié)束后，道閘開啟，車輛駛出，道閘關(guān)閉。如果系統(tǒng)未能檢測到射頻卡信號，則系統(tǒng)提示是臨時用戶出場，需要回收停車卡，回收到停車卡之后，并且計費完成之后，道閘開啟，車輛駛出，道閘關(guān)閉。如果在30秒之內(nèi)，因為某種原因，取卡機未能檢測到有卡回收，系統(tǒng)則會報警，等待相關(guān)人員來進行處理。</p&

92、gt;<p>　　進出場的操作流程圖：</p><p>　　3.4.3 順序功能圖的設(shè)計</p><p><b>　　梯形圖的設(shè)計：</b></p><p>　　3.3 入場梯形圖設(shè)計</p><p>　　Y000：未檢測到射頻卡信號</p><p>　　Y001：取卡機吐出IC卡&

93、lt;/p><p>　　Y002：道閘開啟車輛入場</p><p>　　Y003：車輛進入道閘關(guān)閉</p><p>　　Y004：檢測到射頻卡信號</p><p>　　Y005：30秒內(nèi)如無人取卡則自動取回卡</p><p>　　3.4 出場梯形圖設(shè)計</p><p>　　Y000：未檢測到射頻信號

94、</p><p>　　Y002：回收停車卡成功并開啟道閘</p><p>　　Y003：車輛駛出關(guān)閉道閘</p><p>　　Y004：檢測到射頻卡信號</p><p>　　Y005：在30秒內(nèi)取卡機未回收到IC卡</p><p>　　Y006：報警裝置啟動并請相關(guān)人員進行干預(yù)</p><p>

95、　　本章著重介紹了停車場控制系統(tǒng)的構(gòu)成，所采用的組態(tài)軟件以及硬件設(shè)備。運用三菱FX系列PLC進行編程設(shè)計，設(shè)計的方式是以順序功能圖設(shè)計法為主，同時參照其他方法而做出來的。除此之外，本章還簡要介紹了三菱PLC的系統(tǒng)參數(shù)，以及順序功能圖設(shè)計中所需要注意的一些細(xì)節(jié)。</p><p>　　1、完成了停車場控制系統(tǒng)的PLC選材，選擇了三菱FX系列PLC作為停車場的現(xiàn)場控制器。</p><p>　　2

96、、完成了進出場的流程圖的設(shè)計，大致把握出設(shè)計方向與思路。</p><p>　　3、簡要介紹介紹了順序功能圖設(shè)計法，以及順序功能圖設(shè)計法中所需要注意的細(xì)節(jié)，羅列了順序功能圖設(shè)計的基本結(jié)構(gòu)及其組成。</p><p>　　4、利用順序功能圖設(shè)計法設(shè)計出設(shè)和本系統(tǒng)的順序功能圖程序。</p><p>　　第4章 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　4.

97、2 監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用及其簡介</p><p>　　監(jiān)控系統(tǒng)是智能停車場管理系統(tǒng)中最為重要的系統(tǒng)之一，它肩負(fù)著停車場內(nèi)全部車輛以及人員的安全問題，如何做到實時監(jiān)控，監(jiān)控不留死角，是本文系統(tǒng)所要處理的問題。</p><p>　　在我們傳統(tǒng)的停車場監(jiān)控系統(tǒng)中，我們主要是運用視頻圖像實時監(jiān)控，輔助以警報裝置進行停車場的監(jiān)控管理。在本文的設(shè)計中，我們還將采用紅外線感測裝置以及環(huán)形線圈檢測技術(shù)，車位傳感器

98、、超聲波傳感器以及語音提示及報警裝置等原理，輔助以視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)全方位、立體式地對停車場進行全天候監(jiān)控。下面就簡要介紹這些系統(tǒng)裝置的工作原理及其組成。</p><p>　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)；視頻監(jiān)控系統(tǒng)是現(xiàn)在停車場管理系統(tǒng)中最為常見和普遍的監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成，也是現(xiàn)今比較好的監(jiān)控系統(tǒng)之一，在國內(nèi)的大多數(shù)停車內(nèi)，基本上都采用了此類型的監(jiān)控系統(tǒng)。它是根據(jù)視頻數(shù)據(jù)實時傳輸至PC機控制中心，又控制中心人員進行實時監(jiān)測與檢查，一旦

99、發(fā)現(xiàn)問題，立即采取相關(guān)措施進行處理。雖然此種系統(tǒng)在停車場管理系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛，但是也有許多弊病。例如，在發(fā)生緊急狀況時（例如停車場供電終端發(fā)生故障不能及時供電）的反應(yīng)速度比較慢，二是，需要人員進行24小時值班，才能保證出現(xiàn)問題時能夠及時地發(fā)現(xiàn)和處理，但是人工環(huán)節(jié)，特別是在晚上工作時容易出現(xiàn)疏忽的狀況，而晚上卻是停車場事故高發(fā)的時間段。以此，我們針對這種情況，需要做出改良與系統(tǒng)完善。</p><p>　　紅外感測

100、裝置；在停車場監(jiān)控系統(tǒng)中，我們一般是在水平方向上相對設(shè)置紅外接收裝置，當(dāng)有車輛通過時，紅外光線被遮擋住，接收端隨即發(fā)出檢測信號。一組檢測器中需要使用兩套收發(fā)裝置是為了區(qū)分通過的到底是人還是汽車，只有兩套收發(fā)裝置都被光遮住時，控制器才會確認(rèn)是有汽車通過而隨即發(fā)出會車警示信號。而對于汽車的行進方向則是利用檢測器的遮光順序加以區(qū)分的。該種系統(tǒng)在安裝時，收發(fā)裝置必須要相互對準(zhǔn)，并且不可讓其它光線直射。所以在設(shè)計要求與安裝要求上，紅外線感測裝置運

101、用比較困難，只能于較少部分的停車場監(jiān)控系統(tǒng)。</p><p>　　環(huán)形線圈檢測技術(shù)；其檢測系統(tǒng)是由感應(yīng)器和感應(yīng)線圈所組成，感應(yīng)器被放于各出入口的設(shè)備箱體內(nèi)，感應(yīng)線圈則需要埋放于檢測部位地面下。地感線圈的兩端接入感應(yīng)器中。感應(yīng)線圈中通以極小電流，從而使地感線圈周圍產(chǎn)生磁場，當(dāng)車輛經(jīng)過該位置時，該磁場迅速加強，感應(yīng)器檢測到該信號后隨即發(fā)出檢測到車輛通過的信號。紅外感測在安裝上受外界光線的影響較大，檢測的可靠性比較低，

102、特別在汽車燈光下的干擾不易排出；同時市場上環(huán)形線圈檢測的產(chǎn)品使用的更多、技術(shù)更成熟、資料更易于獲得，既有利于前期設(shè)計工作的開展更有利于系統(tǒng)集成后的運行，而且成本較低。因此本文系統(tǒng)選用了環(huán)形線圈檢測方式來完成對車輛通過的檢測。</p><p>　　車位傳感器以及超聲波技術(shù)；車位傳感器是負(fù)責(zé)采集車位信號的設(shè)備，現(xiàn)今已經(jīng)大量運用于城市大型停車場中。超聲波車位傳感器則采用了超聲波測距的工作原理，利用超聲波發(fā)射、波形反射、

103、回波接收后的一個時差來進行測量被測距離的非接觸式測量儀器?？梢詸z測到車輛是否?？吭谲囄簧希哂蟹勒`檢的功能。例如，防相鄰車位誤檢、停車人員在停車位誤檢以及障礙物誤檢等。由于使用超聲波偵測技術(shù)，不會象使用紅外線及微波等偵測方式易受外在環(huán)境的變化而產(chǎn)生干擾造成誤報問題。由于每個傳感器都有獨立的防干擾功能，因而也不受到周圍傳感器的干擾。在檢測車位狀態(tài)時，可以采用光電、電磁以及紅外檢測等多種方式設(shè)計車位傳感器。但從檢測原理以及工程實施的可行性來

104、看，超聲波檢測器具有造價低、無附加反射裝置、易于維護以及抗靜電干擾等顯著優(yōu)點，非常有利于網(wǎng)絡(luò)群測系統(tǒng)的構(gòu)成。鑒于超聲波傳感器的以上優(yōu)點，本文監(jiān)控系統(tǒng)中對停車場車位的檢測與監(jiān)控選用了超聲波車位傳感器。</p><p>　　語音提示以及報警系統(tǒng)；在停車場系統(tǒng)中的語音提示及報警裝置，我們可以采用一定的語音芯片，以PLC輸出開關(guān)信號為信號源，對不同的場景采取不同的語音提示，對特殊的場景啟動報警裝置，進行人工干預(yù)。<