停车场信息管理系统的研究本科学位论文.docx

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停车场信息管理系统的研究本科学位论文

编号

淮安信息职业技术学院

毕业论文

题目

停车场信息管理系统的研究

学生姓名

顾浩

学号

42911131

系部

电气工程系

专业

机电一体化

班级

429111

指导教师

龚希宾

顾问教师

揭志远

摘要

本题为“停车场智能计数器”，文章主要讨论在停车场方面的使用，分析研究其工作过程及原理，并以此为基础讨论其运行。

整个设计由以下几个部分组成：

稳压电源、光电耦合器、反向互锁识别电路、可逆计数器、预置数电路、译码电路、显示器电路等。

主要远离是讨论车辆在驶入或使出时，经过光电耦合器的各个过程，由光电耦合器输出高低电位的变化来给到双上沿D触发器信号，根据车辆的驶入使出，输出端将传送相对应的脉冲信号给计数器，可逆计数器将会根据接收到的脉冲信号进行加计数还是减计数，再经译码器后，由七段数码管显示停车场内现有的车位数量。

电路中同时运用了拨码开关来对可逆计数器做预置数，并在此基础上进行加减计数。

关键字：

光电耦合器、触发器、可逆计数器、脉冲

Abstract

Thesubjectof"counterintelligencecar-park",thearticlefocusedontheuseoftheparkingarea,analysisofitsworkprocessesandprinciples,andasthebasisfordiscussionofitsuse.

Thewholedesignfromthefollowingcomponents:

powersupply,Photometric,toidentifythedirectionofinterlockingcircuit（evenrisingedgeofDflip-flop）,reversiblecounter,presetnumberofcircuits,decodingcircuitry,showcircuit.Themainprincipleistodiscussthevehiclesenteringorleaving,afterallPhotometrictheprocess,fromPhotometricoutputlevelofpotentialchangestotherisingedgeofthedouble-Dtriggersignal,accordingtothetrafficpassingvehiclesOut,theoutputwillbesentcorrespondingtothepulsesignaltothecounter,willbeirreversiblecountertothepulseofthereceivingsignalsorbycountingandcounting,andthedecoder,fromforepartdigitaldisplayoftheexistingcarparksThenumberofparkingspaces.Atthesametimetheuseofcircuitswitchingcodestobereversiblecountertothepresetnumber,andinthiscountingonthebasisofadditionandsubtraction.

KeyWords:

photometrictriggerreversiblecounterpulse

目录

摘要I

第1章绪论1

1.2常用计数器件1

1.3电路结构2

第2章直流稳压电源3

2.1直流稳压电源的组成3

2.2原理与分析3

2.3稳压电流的性能指标及测试方法4

3.1基本驱动方式6

3.2光敏二极管6

图3-2光电二极管外形图7

3.3特性参数7

第4章电路原理分析12

4.1过程介绍12

4.2原理分析12

4.3计数电路17

第5章电路原理图22

致谢26

参考文献27

第1章绪论

1.1前言

在商业竞争异常激烈的今天，汽车保有量越来越大，各类型零售商场，连锁店，超市，博物馆，公园，展览馆等，如何去处理好车辆的停放问题已经成为一个不得不面对的问题。

对于依赖客流量的产业来说，处理好停车问题显得尤为重要，意义也更大，这就要求有一个合适的计数器来完成这些工作。

本文所设计的计数器是采用双单束主动式红外计数器红外反射方式，抗干扰性好，可靠性高。

通过采用两路红外传感器，并结合方向互锁识别电路，对方向进行辨别，电路结构简单，同时也极大地降低了成本，适用范围较广。

本课题综合运用了以往所学的各科知识，能将其有机的整合起来，使之成为一个有机的知识体系，从而将课本知识融入到实践中去，以此来加深对所学知识的理解。

课题综合应用了数字电路、模拟电路及传感器的相关知识，如光电耦合器、集成触发器、可逆计数器、七段锁存译码器等组成的“停车场车位智能计数器”。

该设计应用广泛，可用于测量宾馆、饭店、商场、超市、博物馆、展览馆、车站、码头、银行等场所的停车场的车位数量，同时不会阻碍到车辆的进出。

本电路的指导思想是利用红外发光管发射红外线，红外接收管接收此红外线，并将其放大、整形。

当有车辆挡住红外光时，接收管没有接收到红外信号，放大器将输出低电平，同时计数器计数这个低电平脉冲，并经译码驱动电路使数码管显示相应数值。

这样就得到要停车场内现有的可停放位置数量。

计数范围在0～99之间，如果需要还可扩展。

其主要内容是在光电耦合器接收到信号后，驱动双上升沿D触发器，在将脉冲传送给可逆计数器，然后通过译码器显示出来。

1.2常用计数器件

当前市场上，已经有各种各样的计数器来满足不同使用群体的需求，但是他们都有优缺点，主要分析如下：

人工计数

优点：

适用于点检测，费用相对较小，从心理上觉得比较可靠。

缺点：

短时间（如半小时内）可靠性较高，但随着时间的延长误差大幅增加；当客流量增大时，误差率会变的更高。

单束被动式红外传感器

优点：

可以适用于有热释对象的场合。

缺点：

区别能力差，误差率高。

单束主动式红外计数器

优点：

价格相对较低,结构简单.

缺点：

不能辨别行进方向，车辆是进还是出，只适用于单一通道。

视频检测系统

优点：

可以辨别行进方向，隐蔽；可以与保安系统相连。

缺点：

识别系统较复杂,价格较高.

1.3电路结构

实际电路结构框图如下图所示。

图1-1实际电路结构框图

由图可知，本设计由以下几个功能模块组成：

稳压电路、光电耦合器、双上升沿触发器CD4013、可逆计数器CD40192、译码器CD4511、拨码开关、七段数码管等构成。

主要功能是当有车进入或驶出时，光电耦合器会接收到信号，输出一个低电平，然后驱动双上升沿D触发器，这时会有单个脉冲传送给可逆计数器，可逆计数器将会根据车辆的进入或驶出进行加减计数，再经译码器转换，最后由数码管显示出停车场内现有的可停放车辆数。

其中拨码开关是来进行预置数，设置场内可停放车辆的位置数。

电路设计中，要注意一个问题，由于光电耦合器件选用的是两个，其作用是用来辨别车辆是驶入还是驶出，所以两光耦间的距离一定要小于车辆的长度，否则将无法辨别。

第2章直流稳压电源

2.1直流稳压电源的组成

直流稳压电源是由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等四大部分组成。

交流电压变换部分：

将交流电网提供的电流电压变换到电子电路所需要的交流电压，同时还可起到直流电源与电网的隔离作用。

整流部分：

将变压器变换后的交流电压变为单向的脉冲电压（脉冲直流）。

滤波部分：

对整流部分输出的脉冲直接进行平滑处理，使之成为一个含纹波成分很小的直流电压。

稳压部分：

将滤波输出的直流进行调节，以维持输出电压的基本稳定。

由于滤波后输出直流电压受温度、负载、电网电压波动等因素的影响很大，所以要设置稳压电路。

2.2原理与分析

直流稳压电源的基本原理直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下：

图2-1直流稳压电源图

各部分的作用电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。

变压器副边与原边的功率比为η=P2/P1，式中η是变压器的效率。

整流滤波电路：

整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。

再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。

常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。

图2-2整流滤波电路图

各滤波电容C满足RL-C＝（3~5）T/2，或中T为输入交流信号周期，RL为整流滤波电路的等效负载电阻。

图2-3三端集成稳压器图

三端集成稳压器：

常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。

常用可调式正压集成稳压器有CW317（LM317）系列，它们的输出电压从1.25V－37伏可调，最简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只位器。

其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护，最大输出电流为1.5A。

其典型电路如图（4），其中电阻R1与电位器R2组成输出电压调节器，输出电压Uo的表达式为：

Uo＝1.25（1＋R2/R1）式中R1一般取120－240欧姆，输出端与调整端的压差为稳压器的基准电压（典型值为1.25V）。

图2-4基准电压图

2.3稳压电流的性能指标及测试方法

稳压电源的技术指标分为两种：

一种是特性指标，包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等；另一种是质量指标，用来衡量输出直流电压的稳定程度，包括稳压系数（或电压调整率）、输出电阻（或电流调整率）、纹波电压（纹波系数）及温度系数。

测试电路如图。

图2-5图稳压电源性能指标测试电路

纹波电压：

叠加在输出电压上的交流电压分量。

用示波器观测其峰峰值一般为毫伏量级。

也可用交流毫伏表测量其有效值，但因纹波不是正弦波，所以有一定的误差。

稳压系数：

在负载电流、环境温度不变的情况下，输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化。

电压调整率：

输入电压相对变化为±10%时的输出电压相对变化量，稳压系数和电压调整率均说明输入电压变化对输出电压的影响，因此只需测试其中之一即可。

输出电阻及电流调整率输出电阻与放大器的输出电阻相同，其值为当输入电压不变时，输出电压变化量与输出电流变化量之比的绝对值.电流调整率：

输出电流从0变到最大值时所产生的输出电压相对变化值。

输出电阻和电流调整率。

第3章红外器件与光电耦合器

3.1基本驱动方式

红外发光二极管是一种电流驱动器件。

基本驱动方式有恒定直流电流驱动、脉动直流电流驱动和交流电流驱动三种。

恒定直流电流驱动方式常用于简单红外光控电路。

为了减小发射器电源的消耗，延长红外发光二极管的使用寿命以及提高遥控发射的距离，在红外遥控发射器中，红外发光管一般都采用脉动直流电流驱动方式。

采用脉动直流驱动还有一个好处，就是提高了红外遥控系统的抗干扰性能。

交流电流驱动方式主要应用在近距离简单红外光通信电路中，如简单红外线耳机等。

在这种驱动方式中，要控制驱动交流电流的大小，以免发光二极管进入非线性区，产生非线性失真。

3.2光敏二极管

我们知道，在半导体中只有导带中的电子和价带中的空穴才能才能起导电作用。

而用光照射半