智能车库系统设计Word格式.docx

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小区停车场管理系统重点要做到准确指示车辆进出，车辆进入时给与司机准确的车位数量与具体位置，车辆进入后，记录车辆总量，车辆离开时，减少车辆数量。

车辆进出指示可完全由PLC作为中央控制处理，停车场空位指示可利用价格较不高的数码管显示。

一种停车场车位管理系统，它由固设在停车场中的管理控制器、埋设在车位处的电动车位锁及移动控制器相互连接构成；

管理控制器包括传感器接收模块、逻辑控制电路及驱动控制电路；

电动车位锁的电源端与驱动控制电路的电源输出端连接；

移动控制器中设有数据读写控制电路、无线遥控发射模块及电池，该无线遥控发射模块通过移动控制器外部设置的遥控天线与管理控制器的接收天线进行无线信号连接。

本实用新型通过将管理控制器、移动控制器及电动车位锁可以方便的实现停车场车位的有效管理，具有极大的实用价值。

1.2课题的研究意义

利用PLC控制停车的停车场管理系统是一种高效快捷、公正准确、科学经济的停车场管理手段，是停车场对于车辆实行动态和静态管理的综合。

从用户的角度看，其服务高效、准确无误；

从管理者的角度看，其易于操作维护、动化程度高、大大减轻管理者的劳动强度；

从投资者角度看，彻底杜绝失误及任何形式的作弊，防止停车费用流失，使投资者的回报有了可靠的保证。

同时，进行停车场智能化管理具有很重要的现实意义：

规范停车秩序，与动态交通和谐发展；

避免乱收费现象，提高停车收费的可信度；

提高停车管理人员的工作效率，减轻工作人员的劳动强度；

扩充停车信息的可利用形式以及范围，提高停车泊位利用率；

提高找寻停车位的便利性，减轻交通污染；

保障车辆安全出入停车场以及停车期间的安全，减少损失；

停车泊位引导系统的采用，减少了车主进入停车场后寻找停车位的时间。

1.3PLC简介

可编程逻辑控制器，是一种采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。

如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此，可编程逻辑控制器的制造商对电源的设计和制造也十分重视。

一般交流电压波动在+10%（+15%）范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。

2智能车库系统的概述

智能车库结构简单，安装方便，定位精准，功能全面，存储量大，布局美观大方，设计人性化，系统稳定，存取便捷。

正是由于作品具有以上特点，具有很大的市场应用前景。

智能立体车库管理系统采用非接触式智能IC卡作为车辆出入停车场的凭证，以先进的图像对比功能实时监控出入场车辆，以超大的LED显示屏引导车主寻找其所分配的车库车位，以稳定的通讯和强大的数据库管理每一辆车及车位信息，以先进的电子地图实时监控现场车辆停放的动态信息;

完全解决了现有停车场存在的安全隐患问题。

中国停车场大都是自走式，远不能满足汽车的增长对车位的要求.智能立体停车库具有高密度的特点，是停车库中最为先进的形式。

这种形式的车库容量大，大型的容量可达1000～3000个车位，调车速度快，自动化程度高，是各大城市解决停车难的最佳选择。

智能立体停车库是集自动化技术、机器人技术、计算机技术为一体的智能化、立体化的物流储运系统，能够自动而可靠地完成车辆的存取以及相关信息的管理。

对该系统的开发与研究，可以解决中国停车难的问题，具有非常大的理论意义和实用价值。

2.1智能车库系统的作用

智能停车场管理系统采用图形人机界面操作方式，具有操作简单、使用方便、功能先进等优点，车场使用者可以在最短的时间进入或离开停车场，以提高车库管理质量，取得高的经济效益和良好的社会效益。

智能停车场管理系统设立自动收费站，无需操作员即可完成其收费管理工作。

按其所在环境不同可分为内部智能停车场管理系统和公用智能停车场管理系统二大类。

内部停车场综合管理系统主要面向该停车场的固定车主与长期租车位的单位、公司及个人。

一般多用于单位自用停车场、公寓及住宅小区配套停车场、办公楼的地下停车场、长期车位租借停车场与花园别墅小区停车场等。

此种停车场的特点是使用者固定，禁止外部车使用。

公用智能停车场管理系统一般设在大型的公共场所，使用者通常是一次性使用者，不仅对散客临时停车，而且对内部用户的固定长期车辆进行服务，该停车场特点是：

对固定长期车辆与临时车辆分别管理，共用出入口，分开管理。

2.2智能车库系统在中国的发展

2000年以后，我国汽车的销售量逐年攀升，特别是最近两年，2010和2011年分别销售了1800万辆，预计2012年将超过2000万大关。

汽车销量稳居世界第一。

2010年我国汽车保有量超过7000万今年则以过亿。

如此庞大的基数使现有的停车位处于爆棚的状态，而对于我国的交通而言更是巨大的挑战。

由最早的人挨人到现在的车挤车，我们需要用科技来改变这种状况，所以我国早在上个世纪80年代初就开始研制和使用智能停车车库设备。

由于很多新建小区内住户与车位的配比为1:

1，为了解决停车位占地面积与住户商用面积的矛盾，智能停车车库设备以其平均单车占地面积小的独特特性，已被广大性。

首先，智能停车车库具有突出的节地优势。

以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据40平方米的面积，而如果采用双层机械车库，可使地面的使用率提高80％—90％，如果采用地上多层（21层）立体式车库的话，50平方米的土地面积上便可存放40辆车，这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。

智能停车车库与地下车库相比可更加有效地保证人身和车辆的安全，人在车库内或车不停准位置，由电子控制的整个设备便不会运转。

应该说，智能停车车库从管理上可以做到彻底的人车分流。

2.3智能车库系统在国外的发展

随着城市经济的快速发展和汽车的大量增加，世界各国的大城市在不同时期，都出现了城市交通拥堵及停车难问题。

欧美国家和亚洲国家采取的措施虽不尽相同，但立体化停车是各国都积极采用的措施，尤其是全自动化的智能式停车。

发展较早较好的有日本、韩国、德国、法国、意大利、荷兰、美国等。

在亚洲，日本、韩国及我国台湾省因地少车多，智能停车库应用最早、最广，其中日本的技术最为成熟先进。

在日本，智能式停车场已超出了单纯用于停车的功能，智能车库用大型广告牌和顶棚绿化装饰了起来，没有了冰冷机械钢架子的生硬，反而多了一种与城市商业、生态气息相吻合的问道，在一些主要街道，智能车库成了一道独特的景观，发展成了与城市环境融为一体，具有较强的实用性、观赏性和经济开发价值的城市建筑。

韩国智能停车设备的发展历程比较平稳。

上世纪70年代中期为起步阶段，90年代为供应使用阶段.现在有停车设备制造企业400多家，主要通过引进日本的技术和自我开发，每年车库设备以30%的速度发展。

3系统的硬件设计及端口分布

3.1系统整体框图

本系统设计通过光传感器和压力传感器进行信息采集之后，传到可编程控制器进行处理，然后经过一系列相关处理之后，在数码管显示相应的车辆数，以此来实现车辆输入库管理。

图3-1系统整体框图

3.2光传感器的布置方案

光传感器的布置安装需要考虑误计数和漏计数问题，注意控制两个传感器之间的距离，用程序验证进出车库的是否是车辆，当人通过传感器时不可以计数；

其次，采用逻辑互锁方式，启动加计数则要锁定减计数，产生加计数脉冲时则要锁定减计数脉冲。

如此以保证可靠性；

最后，及时的进行复位处理，以免车辆在传感器附近作往返运动时错误计数。

3.3显示电路

图3-2显示电路

各个管脚接引如下表所示：

表3-1管脚接引表

Y1.0

接LED脚b

Y1.1

接LED脚a

Y1.2

接LED脚c

Y1.3

接LED脚d

Y1.4

接LED脚e

Y1.5

接LED脚f

Y1.6

接LED脚g

Y2.0

Y2.1

Y2.2

Y2.3

Y2.4

Y2.5

Y2.6

3.4PLC的I/O口端口接线

传感器1#接I0.1，传感器2#接I0.2，以此来输入信号至主控制器PLC，当PLC采集到信号，并经过相关分析处理后，通过输出端口将信号送至LED显示出来，管脚接线图如上所示。

I/O口地址分配

表3-2I/O口的地址分配

输入信号

输出信号

压力传感器1#

X0.0

发光二极管

Y0.2

压力传感器2#

X0.1

光电传感器1#

X0.2

光电传感器2#

X0.3

3.6硬件电路设计

3.6.1PLC硬件组成框图

图3-3PLC硬件组成框图

CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每台PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。

I/O模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU模块的桥梁。

I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。

编程设备用来生成、检查和修改用户程序，还可以用来监视用户程序的执行情况。

它的体积小，携带方便，一般用来给小型PLC编程，或者用于现场调试和维护。

停车场空位显示PLC控制系统设计采用PLC控制系统将大大提高工作效率，和适应工作环境的能力。

车辆进出停车场是由PLC为中心控制系统工作的。

PLC是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能。

因此在运用中，硬件也相对简单，提高了控制系统的可靠性。

另外它的编程语言也相对简单。

3.6.2外部接线图

图3-4PLC的外部接线图

说明：

S1和S2分别是出口和进口的传感器开关，用来给输入信号，在这里加了两个LED用来显示车辆的进出情况，当有车出停车场和进入停车场的时候指示灯1和2分别亮着提示一下。

3.6.3操作面板设计

图3-5控制面板图

最上边是车位显示指示灯，用来显示停车场是否有空位，当绿灯一直亮着时就表示这个时候停车场还有空位，当红灯亮的时候就说明这个停车场没有空位了。

中间的是用来停止和启动控制系统的，开始时按下启动按钮然后对应的指示灯就会亮，说明该系统正在运行当中，按下停止按钮系统就停止运行。

最下边的两个指示灯分别用来显示当有车进出停车场的时候，传感器接收到信号后，对应的等就会亮一下，是用来监视进出情况用的，即某一段时间停车场的进出频繁程度用的。

4系统的软件与程序设计

4.1梯形图设计

4.1.1梯形图

整个系统有一个启动按钮和一个停止按钮，按下启动按钮，整个控制系统运行，按下停止按钮则系统停止。

通过在停车场进出口的传感器感应车辆的出入，从而输入信号。

入口出有两个灯，分别是红灯和绿灯作为输出，电路中还有个加减计数器，它的设定值是30。

加减计数器随着车辆的进出而加减，一旦计数器达到30，入口处的红灯就亮，提醒司机朋友此停车场的停车位已满。

而其他时候进口处都是绿灯，表示此停车场还有可停车位。

图5-1程序图

4.1.2控制程序梯形图设计

图5-2控制程序梯形图

4.2控制程序指令

4.2.1道闸控制程序

图5-3道闸控制程序

自动控制：

车辆入库时，有正确的IC卡信号从X002输入后使M0、M3为ON，且X005同时接通使Y001置为ON，电机正转使道闸打开，当到达规定的打开位置后触动到位行程开关X010使Y001置为OFF,电机停止转动，车辆通过道闸，行至规定位置后，触动称重传感器2使X006置为ON，使的Y002置为ON，电机反转使道闸关闭，当道闸碰到到位开关2后X011接通后使Y002置为OFF，电机停止转动。

汽车出库时，当光电传感器2得到信号后使X001得到信号后Y001置为ON，使电机正转，道闸打开，当碰到到位开关1时使得Y001为OFF，电机停止正转，车辆通过道闸行置称重传感器1后使Y002为ON，电机反转使得道闸关闭，当碰到到位开关2时使Y002为OFF，电机停止转动。

M3为ON时Y003接通使正常运行指示灯工作。

手动控制：

当按下X003时使Y001置为ON道闸打开，当按下X004时使Y002置为ON道闸关闭。

4.2.2车辆计数程序

图5-4车辆计数程序

对M1、M2复位后，车辆入库时当光电传感器1得到信号后X000接通后，M1置为“1”，等到光电传感器2的到信号后X001为ON时寄存器D1加1，同时对M1复位；

在车辆出库时，光电传感器2得到信号后X001接通后M2置为“1”，等到光电传感器1得到信号后X000为ON时寄存器D1减1，当X014接通后寄存器D1复位。

4.2.3故障报警程序

图5-5鼓掌报警程序

当M1被置1后定时器T0开始计数，在5s之内若光电传感器2所连的X001被接通，则使M4置为ON且自锁，当M2被置1后定时器T1开始计数，在5s之内若光电传感器1所连的X000被接通，则使M5置为ON且自锁；

当IC卡的错误信号从X012传入后，使M6置为ON且自锁；

当M4、M5、M6中任意为ON时有Y000和Y004输出使得报警灯和蜂鸣器同时工作并且通过Y004自锁，按下X013使Y000和Y004关闭。

4.2.4A/D转换控制程序

4.3程序调试

若用图形编程器或软件包编程，则可直接编程，若用手持编程器编程，应先画出梯形图，然后编程，这样可少出错，速度也快。

编程结束后先空调程序，待各个动作正常后，再在设备上调试。

为了准确发现系统存在的问题，需要进行系统调试，调试的顺序按照先硬件后软件，先局部后整体的顺序来完成。

（1）硬件调试：

接通电源，检查西门子S7-200-48MR可编程控制器是否可以正常工作，接头是否接触良好，然后把其与电脑的通信口连接。

（2）软件调试：

按要求输入梯形图，转换成指令表，并进行语法的检查，正确后设置正确的通信口，将指令读入到指定的可编程控制器ROM中，进行下一步的调试。

（3）运行调试：

在硬件调试和软件调试正确的基础上，打开西门子S7-200-48MR可编程控制器的“RUN”开关进行调试；

观察运行的情况，看是否是随时按下停止按钮可以停止系统运行，或者等待100个脉冲后，系统是否停止运行。

结论

整个毕业设计通过软件和硬件上的调试，我想着对自己以后的学习和工作都有很大的帮助。

在这次毕业设计中遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，只有理论与实际相结合，才能更加深入的了解问题。

只有了解了实际与理论知识并把它们相结合，才能解决问题。

一切问题必须靠自己一点一滴的解决，而且要不断的更正以前的错误。

设计是比较简单的，主要是解决程序设计中的问题，而程序设计是一个很灵活的东西，它反映了你解决问题的逻辑思维和创新能力，它才是一个设计的灵魂所在。

因此大部分时间是用在程序设计上面的。

虽然本次毕业设计是要求自己独立完成，但是，彼此还是脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。

多和同学讨论。

我们在做毕业设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。

讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。

多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题。

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