基于DSP和PLC立体车库智能控制系统的研究毕业设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 分 类 号 密 级 宁宁波大红鹰学院 毕业设计 (论文 ) 基于 体车库 智能控制系统研究论文 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 诚 信 承 诺 我谨在此承诺：本人所写的毕业论文 基于 体车库智能控制系统研究论文 均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 要 自动化立体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，能够自动而可靠的完成车辆的存储以及相关信息的管理。对该系统的开发与研究，可以解决我国停车难的问题，具有非常大的理论意义和使用价值。 自动化立体车库 通过 通过可编程序控制器控制车位的空间位置变动，使车位能够实现空间到平面的转化，实现多重 单层平面停车的功能。 前国内的众多升降横移式立体停车库中，其控制核心单元多为 通过控制按钮，由工作人员现场操作来实现对车库的管理和控制。可编程序控制器（ 以微电子技术为核心的一种新型工业控制器，立体车库动作复杂，要求控制系统实现顺序动作控制、速度控制、定位控制及安全互锁控制。所以 关键词 ： 立体车库智能控制 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is as of of in SP to of of to as of in to of is a of in as of to LC is 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 目 录 摘 要 . 录 . V 第 1 章 绪论 . 1 关知识 . 1 处理器 . 1 点 . 1 点 . 2 开发工具 . 2 统的设计过程 . 2 术的应用 . 3 展轨迹 . 4 编程序控制器的特点 . 4 硬件结构 . 6 央处理单元（ . 7 关量输入 /输出单元 . 7 工作原理 . 10 题研究背景及意义 . 11 文研究）思路及工作方法 . 11 第 2 章 系统总体框架分析 . 12 统组成及基本原理 . 12 统的硬件部分 . 12 频信号的采集 . 12 像的处理识别单元 . 13 统的算法设计 . 14 像的预处理 . 14 频信号识别的基本方案及算法 . 14 统功能结构设计 . 16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 模块功能分析 . 17 径检测 . 17 外测距 . 17 动电机控制 . 18 向电机 控制 . 18 光指示 . 18 源管理 . 19 第 3 章 自动化立体车库的简介 . 20 动化立体车库的类型 . 20 平循环式立体停车库 . 20 直循环式立体车库 . 20 直升降式立体车库 . 21 降横移式立体车库 . 22 送带式立体停车库 . 23 动化立体车库的特点 . 24 行原理和特点 . 24 库系统的结构 . 25 息管理系统 . 26 入口控制系统 . 27 务器 . 27 光检测系统 . 27 控 统 . 27 能机械系统 . 28 垛机系统 . 28 平交接系统 . 28 第 4 章 立体车库控制系统的设计 . 29 出车控制系统的设计 . 29 统设计 . 29 入地址分配表 . 32 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 出地址分配表 . 32 辑梯形图 . 33 序说明 . 33 部接线图 . 34 车库控制系统设计 . 34 统构成和工作原理 . 34 垛机到位原理 . 36 制系统设计 . 36 结束语 . 43 参考文献 . 44 致谢 . 45 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 X 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 绪论 关知识 数字信号处理 (称 一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。 20世纪 60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字 信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。在过去 的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。德州仪器、半导体厂商在这一领域拥有很强的实力。 处理器 一种独特的 微处理器 ，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收 模拟信号 ，转换为 0或 1的 数字信号 。 再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千 万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。 处理器（芯片）一般具有如下主要特点：（ 1）在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；（ 2）程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据； （ 3）片内具有快速 常可通过独立的数据 总线在两块中同时访问；（ 4）具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；（ 5）快速的中断处理和硬件 I/O 支持； （ 6）具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器；（ 7）可以并行执行多个操作；（ 8）支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。当然，与通用微处理器相比， 处理器（芯片）的其他通用功能相对较弱些。 点 对元件值的容限不敏感，受温度、环境等外部因素影响小；容易实现集成； 享处理器；方便调整处理器的系数实现自适应滤波；可实现模拟处理不能实现的功能：线性相位、多抽样率处理、级联、易于存储等；可用于频率非常低的信号。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 点 需要模数转换；受采样频率的限制，处理频率范围有限；数字系统由耗电的有源器件构成，没有无源设备可靠。但是其优点远远超过缺点。 开发工具 数字信号处理器（ 为一种可编程专用芯片，是数字信号处理理论实用化过程的重要技术工具，在语音处理、图像处理等技术领域得到了广泛的应用。但 对于算法设计人员来讲，利 用汇编语言或 C 语言进行 能开发，具有周期长、效率低的缺点，不利于算法验证和产品的快速开发。由 司和 司联合开发的称 本（ 增加的一个全新的工具箱，它提供了 标板的接口，利用此工具可以像操作 件的存储器和寄存器，使开发人员在 境下完成对 操作，从而 极大地提高 用系统的开发进程。 有强大的分析、计算和可视化功能，利用 供的数十个专业工具箱，可以方便、灵活地实现对自动控制、信号处理、通信系统等的算法分析和仿真，是算法设计人员和工程技术人员必不可少的软件工具。 统的设计过程 统的设计还没有非常好的正规设计方法。在设计 统之前，首先必须根据应用系统的目标确定系统的性能指标、信号处理 的要求，通常可用数据流程图、数学运算序列、正式的符号或自然语言来描述。第二步是根据系统的要求进行高级语言的模 拟。一般来说，为了实现系统的最终目 标， 需要对输入的信号进行适当的处理，而处理方法的不同会导致不同的系统性能，要得到 最佳的系统性能，就必须在这一步确定最佳的处理方法，即数字信号处理的算法（ 因此这一步也称算法模拟阶段。例如，语音压缩编码算法就是要在确定的压缩比条件下，获得最佳的合成语音。算法模拟所用的输入数据是实际信号 经采集而获得的，通常以计算机文件的形式存储为数据文件。如语音压缩编码算法模拟时所用的语音信 号就是实际采集而获得并存储为计算机文件形式的语音数据文件。有些算法模拟 时所用的输入数据并不一定要是实际采集的信号数据，只要能够验证算法的可行性， 输入假设的数据也是可以的。在完成第二步之后，接下来就可以设计实时 统，实时 统的设计包括硬件设计和买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 软件 设计两个方面。硬件设计首先要根据系统运算量的大小、对运算精度的要求、系统成本限制以及体积、功耗等要求选择合适的 片。然后设计 片的外 围电路及其他电路。软件设计和编程主要根据系统要求和所选的 片编写相应的 系统运算量不大且有高级语言编译器支持，也可用高级语 言（如 C 语言）编程。由于现有 的高级语言编译器的效率还比不上手工编写汇编语言的效率，因此在实际应用系统中常常采用高级语言和汇编语言的混合编程方法， 即在算法运算量大的地方，用手工编写的方法编写汇编语言，而运算量不大的地方则采用高级语言。采用这种方法，既可缩短软件开发的周期，提高程序的可读性和 可移植性，又能满足系统实时运算的要求。 件和软件设计完成后，就需要进行硬件和软件的调试。软件的调试一般借助于 发工具，如软件模拟器、 发系统或仿真器等。调试 法时一般采用比较实时结果与模拟结果的方法，如果实时程序和模拟程序 的输入相同，则两者的输出应该一致。应用系统 的其他软件可以根据实际情况进行调试。硬件调试一般采用硬件仿真器进行调试，如果没有相应的硬件仿真器，且硬件系统不是十分复杂，也可以借助于一般的工具 进行调试。系统的软件和硬件分别调试完成后，就可以将软件脱离开发系统而直接在应用系统上运行。当 然， 统的开发，特别是软件开发是一个需要反复进行的过程，虽然通过算法模拟基本上可以知道实时系统的性能，但实际上模拟环境不可能做到与实时系统 环境完全一致，而且将模拟算法移植到实时系统时必须考虑算法是否能够实时运行的问题。如 果算法运算量太大不能在硬件上实时运行，则必须重新修改或简化算法。 术的应用 语音处理：语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、语音邮件、语音储存等。图像 /图形：二维和三维图形处理、图像压缩与传输、图像识别、动画、机器人视觉、多媒体、电子地图、图像增强等。军事：保密通信、雷达处理、声呐处理、导航、全球定位、跳频电台、搜索和反搜索等。仪器仪表：频谱分析、函数发生、数据采集、地震处理等。自动控制：控制、深空作业、自动驾驶、机器人控制、磁盘控制等。医疗：助听、超声设备、诊断工具、病人监护、心电图 等。家用电器：数字音响、数字电视、可视电话、音乐合成、音调控制、玩具与游戏等。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 展轨迹 业在约 40年的历程中经历了三个阶段：第一阶段， 味着数字信号处理，并作为一个新的理论体系广为流行。随着这个时代的成熟， 入 了发展的第二阶段，在这个阶段， 表数字信号处理器，这些 件使我们生活的许多方面都发生了巨大的变化。接下来又催生了第三阶段，这是一个赋 能（ 时期，我们将看到 论和 构都被嵌入到 产品中。 ” 第一阶段， 味着数字信号处理。 80年代开始了第二个阶段， 概念走向了产品， 进先 生在一篇文章中提到，新兴的 务同时也承担着巨大的风险，究竟向哪里拓展是生死攸关的问题。当设计师努力使 理器每 本降到了适合于 商用的低于 10美元范围时， 军事、工业和商业应用中不断获得成功。到 1991年， 出价格可与 16位微处理器不相上下的 片，首次实现 批量单价低于 5美元，但所能提供的性能却是其 5至 10倍。到 90年代，多家公司跻身 域与 行市场竞争。 家提供可定制 于内核 设计可使 有更高的系统集成度，大大加速了产品的上市时间。同时，准 子市场上成长速度最快的领域。到 90年代中期，这种可编 程的 件已广泛应用于数据通信、海量存储、语音处理、汽车电子、消费类音频和视频产品等等，其中最为辉煌的成就是在数字蜂窝电话中的成功。这 时， 务也一跃成为 个阶段 价格已降到 10美分到 1美元的范围。 21世纪 场竞争更 加激 烈， 时调整 展战略全局规划，并以全面的产品规划和完善的解决方案，加之全新的开发理念，深化产业化进程。成就这一进展的前提就是 格目标已设定为几个美分或更低。 编程序控制器的特点 越的性能使它能在恶劣的环境下正常的工作 ，并很受客户的欢迎，主要原因是由于以下方面的特点。 继电器控制系统的控制电路要用大量的控制电器 ，需要通过人工布线、焊接、组装来完成电路的连接。其致命的缺点是，如果工艺要求稍有改变，控制电路必须随之做相应的变动，耗时且费力。 利用存储在机内的程序实现各种控制功能的。因此，在制的系统中，当控制功能改变时只需修改程序即可， 部接线改动极少，甚买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 至可不必改动。一台 以用于不同的控制系统中，只不过改变了其中的程序罢了 ,其灵活性和通用性是继电器控制电路所无法比拟的。 靠性高 继电器控制系统中 ，由于器件的老化、脱焊、触点的抖动以及触点电弧等现象是不可避免的，大大降低了系统的靠性。继电器控制系统的维修工作不仅耗资费时，而且停产维修所造成的损失也不可估量。而在 制系统中，大量的开关动作是由无触点的半 导体电路来完成的，加之 硬件和软件方而都采取了强有力的措施，使产品具有极高的可靠性和抗干扰能力，故此 以直接安装在工、比现场而稳定地工作。从国内外使用 实际情况来看，平均无故障率可以达到几万其至几十万小时以上。因而誉为“专为适应恶劣的工业环境而设计的计算机”。 虽然 以微型计算机技术为核心的控制装置，但是不要求使用者精通计算机方面复杂的硬件和软件知识。大多数 用类似继电器控制电路的“梯形图”语言编程，清晰直观，简单易学，了解继电器控制线路的电气技术 人员很容易接受。 外部设备的连接简单、使用方便 用微机控制时 ，要在输入 /输出接口电路上做大量工作，才能使微机与控制现场的设备连接起来，调试也比较烦琐。而 输入 /输出接口已经做好，其输入接口可以直接与各种输入设备 (如按钮、各种传感器等 )连接，输出接口具有较强的驱动能力，可以直接与继电器、接触器、电磁阀等强电电器连接，接线简单使用非常力便。 功能强、功能的扩展能力强 其一， 用程序进行定时 、计数、顺序、步进等控制， 十分准确可靠。而用继电器控制时，需使用大量时间继电器、计数 器，步进控制开关等设备，其准确性与可靠性无法与 比。其二， 具有 A/D 和 D/A 转换、数据运算和数据处理、运动控制等功能。因此它既可对开关量进行控制，又可对模拟量进行控制。其三， 有通信联网功能，因此，它不仅可以控制 台单机、一条生产线，还可控制一个机群、多条生产线，它既可现场控制，也可远距离对生产过程进行监控。 功能扩展极为方便，硬件配置相当灵活，根据控制要求的改变，可以随时变动特殊功能单元的种类和个数，再相应修改用户程序就可以达到变换和增加控制功能的目的。 制系统的设 计、调试周期短 由于 通过程序实现对系统的控制 ，所以设计人员可以在实验室里设计和修改程序。更为方便的是可在实验室里进行系统的模拟进行调试，使现场工作量大为减少。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 而继电器控制系统是靠调整控制电路的接线来改变控制功能的，调试时费时又费力。 积小、重量轻、易于实现机电一体化 由于 部电路主要采用半导体集成电路，具有结构紧凑、体积小、重量轻、功耗低的特点；更由于它只有很强的抗干扰能力，能适应各种恶劣的环境，因而它已成为实现机电一体化十分理想的控制装置。 硬件结构 根据 结构形式的不同， 分为整体式和组合式两类。 整体式结构的 将中央处理单元（ 存储器、输入单元、输出单元、电源、通信端口、 I/O 扩展端口等组装在一个箱体内构成主机。另外还有独立的 I/O 扩展单元等与主机配合使用。整体式 结构紧凑、体积小，小型机常用这种结构。整体式 示。 图 1体式 组成示意图 组合式 组成如图 3示。这种结构的 将 元、输入单元、输出单元、智能 I/O 单元、通信单元等分别做成相应的电路板或模块，各模块可以插 在底板上，模块之间通过底板上的总线相互联系。装有 单元称为 块，其他称为扩展模块。 组合式的 统配置灵活，有的小型机也用这种结构。 图 1合式 组成示意图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 下面主要介绍 输入 /输出单元， 央处理单元（ 核心部件 ，它类似人的大脑，能指挥 照预先编好的系统程序完成各种任务。其作用有以下几点： （ 1）接收、存储由编程工具输入的用户程序和数据，并可通过显示器显示出程序的内容和存储地址。 （ 2）检查、校验用户程序。对正在输入的用 户程序进行检查，发现语法错误立即报警，并停止输入；在程序运行过程中发现错误，则立即报警或停止程序的执行。 （ 3）接收、调用现场信息。将接收到现场输入的数据保存起来，在需要该数据的时候将其调出、并送到需要该数据的地方。 （ 4）执行用户程序。当 入运行状态后 ,据用户程序存放的先后顺序，逐条读取。解释和执行用户程序，完成用户程序中规定的各种操作，并将程序执行的结果送至输出端，以驱动 部的负载。 （ 5）故障诊断。诊断电源、 部电路的故障，根据故障或错误的类型，通过显示器显示出相应的信息，以 提示用户及时排除故障或纠正错误。 关量输入 /输出单元 输入 /输出单元是 外部设备相互联系的窗口。输入单元接收现场设备向 如由按钮、操作开关、限位开关、继电器触点、接近开关、拨码器等提供的开关量信号。这些信号经过输入电路的滤波、光电隔离、电平转换等处理，变成 出单元将经过 理的微弱电信号通过光电隔离、功率放大等处理，转换成外部设备所需要的强电信号，以驱动各种执行元件，如接触器、电磁阀、电磁铁、调节阀、调速装置等。 下面介绍几种常用的 I O 单元的工作原理。 按照输入端电源类型的不同 ，开关量输入单元分为直流输入单元和交流输入单元。 （ 1）直流输入单元 直流输入单元的电路如图 3示，外接的直流电源极性可任意。虚线框内是 外左侧为外部用户接线。图中只画出对应于一个输入点的输入电路，各个输入点所对应的输入电路均相同。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 图中， T 为一光电耦合器 ，发光二极管与光电三极管封装在一个管壳中。当二极管中有电流时其发光，此时光电三极管才导通。 限流电阻， C 构成滤波电路，可滤除输入信号中的局部干扰。 示该 输入点的状态。其工作原理是：当 S 闭合时光电耦合器导通， 亮表示输入开关 S 处于接通状态。此时 A 点为高电平，该电平经滤波器送到内部电路中。当 问该路信号时，将该输入点对应的输入映像寄存器状态置 1；当 S 断开时光电耦合器不导通， 亮，表示输入开关 S 处于断开状态。此列 A 点为低电平，该电平经滤波器送到内部电路中。当 问该路信号时，将该输入点对应的输入映像寄存器状态置 0。 有的 部提供 24V 的直流电源，这时直流输入单元无需外接电源，用户只需将开关接在输入端子和公共端子之间即可，这就是所谓无 源式直流输入单元。无源式直流输入单元简化了输入端的接线，方便了用户。 图 1输入接口电路（直流输入型） （ 2）交流输入单元 交流输入单元的电路如图 3示。虚线框内是 部的输入电路，框外左侧为外部用户接线。图中只画出对应于一个输入点的输入电路，各个输入点所对应的输入电路均相同。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 图 1流输入电路 图中，电容 C 为隔直电容 ，对交流相当于短路。 成分压电路。这里光电耦合器中是两个反向并联的发光二极管，任意一个二极管发光都可以使光电三极管导通。显示用的两个发光二极管 是反向并联的。所以这个电路可以接收外部的交流输入电压，其工作原理与直流输入电路基本相同。 输入电路有共点式 、分组式、隔离式之别。输入单元只有一个公共端子 (称为共点式，外部备输入元件都有一个端子与 接；分组式是将输入端子分为若干组，每组各共用一个公共端子；隔离式输入单元，是具有公共端子的各组输入点之间互相隔离，可各自使用独立的电源。 输出接口是将经过 理过的输出数字信号（ 1 或 0）传送给输出端的电路元件，以控制器接通或断开，从而驱动接触器 、 电磁阀 、 指示灯等输 出设备获得或失去工作所需的电压或电流。为适应不同类型的输出设备负载， 输出接口类型有三种：继电器输出型、晶闸管输出型和晶体管输出型，分别如图 3图 3图 3示。其中继电器输出型为有触点输出方式，可用于接通或断开开关频率较低的直流负载或交流负载回路，这种方式存在继电器触点的电气寿命和机械寿命问题；晶闸管输出型和晶体管输出型皆为无触点输出方式，开关动作快 、 寿命长，可用于接通或断开开关频率较高的负载回路，其中晶闸管输出型常用于带交流电源负载，晶体管输出型则用于带直流电源负载。 图 1 电器输出接口电路 图 1闸管输出接口电路 买文档就送您 纸全套， Q