基于SPCE061A停车诱导系统设计毕业论文.doc

滨州学院本科毕业设计(外文翻译) 毕业设计（论文）题 目 基于SPCE061A停车诱导系统设计 系 （院） 自动化系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 职 称 2011年 5月10日- 2 -本科毕业设计（论文）独 创 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 二一一年 月 日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名: 二一一年 月 毕业设计（论文）开题报告表课题名称基于SPCE061A停车诱导系统设计课题来源课题类型指导教师学生姓名学 号专 业自动化一、课题的意义 随着社会经济的发展，机动车保有量迅速增加，特别是由于消费水平的提高以及消费观念的转变，私人汽车已不再是奢侈品，而逐渐进入寻常百姓家。另外，据有关研究发现，所谓的补偿心理和从众心理也加速了汽车进入一般家庭的速度。就西安来说，2009年，西安的机动车总量达到308万量，其中私家车就有246万辆，私家车成为汽车保有总量的主体，并且以平均每天1，000辆的速度增长。汽车市场的繁荣无疑带动了汽车及相关产业的蓬勃发展，但与此同时汽车的保有量剧增引起了许多交通问题、社会问题和环境问题。停车难的问题就是其中之一，停车难又会引发诸如交通拥堵、出行不安全等一系列问题。停车难的现象在许多城市都屡见不鲜，这种现象的出现不局限于城市规模的大小，它已成为一个社会问题而普遍存在，成为制约城市交通发展、汽车业发展和困扰“有车一族”的首要问题之一。长期以来，我国城市停车问题未受到应有的重视，随着城市的增大，城市停车问题将成为解决城市交通拥挤问题的“瓶颈”。在不可能迅速大规模扩建停车设施的情况，人们已经认识到我国城市停车管理除了要制定相关的政策法规外， 还需要运用先进的检测技术、计算机技术和数据传输技术建立先进的停车诱导系统。发达国家的经验表明，停车管理对充分发挥现有路网容量，合理分布交通流，科学组织城市交通作用重大，建立城市停车诱导系统是提高城市停车管理水平，解决城市停车难问题的一个有效方法。停车诱导系统作为城市职能交通系统的重要组成部分，最直接的作用在于能够在适当的时间和地点，以适当的方式向驾驶员因寻找停车泊位而造成的时间损耗，从而减少交通量集中地区因停车产生的附加交通量，缓解城市道路交通压力。同时减少路边停车现象，提高路外停车施设泊位利用率，促使停车设施利用均衡化。二、国内外发展状况 与智能运输系统(Intelligent Transportation System，以下简称为“ITS”)和ATIS所具备的基础实力相对应，欧洲、美国、日本是国外城市PGIS发展应用的三驾马车。由于文化背景的差异，各国对停车诱导信息系统的习惯称呼不完全一致，如美国使用APIS(Advanced Parking Information System)，欧洲国家多称为PGIS。为便于描述，在此统称为PGIS。 国外城市PGIS发展应用综述欧洲德国的PGIS因起步早、发展持续稳定、建设完善最为突出，堪称典范。早在1971年，德国的亚琛(Aachen)市就建立了被公认是世界上最早的PGIS。当时在亚琛市主要的交叉路口对市内的l2处停车场设置了光电显示的停车诱导标志；1980年增加到了40处，诱导标志采用远距离控制。20世纪70年代末英国也开始采用PGIS。在此后的一个时期内，法国、瑞士等欧洲国家也相继建立了类似系统。德国科隆市从1986年开始操作实施PGIS，1998年装置了新型的具有艺术展示效果的标志牌，而且在贸易展览中心附近建了一座多功能控制中心，整个系统的运作由市政府交通管理中心负责。科隆市PGIS覆盖了整个内城中心区，总区域面积约4.5平方公里，内城区域范围系统内包括36个大型停车场和2个停车换乘（Parking+Ride，“P+R”)设施，约17000个停车位，设立了110个显示动态停车容量和170个方向的指示牌，以科隆大教堂为中心，将中心城区划分成4个小区，分别用红、黄、兰、绿4种不同颜色表示，每个小区面积约1km，较大的1.4平方公里，较小的0.8平方公里。系统的导向计数牌按内城区域范围分为内、外二个层次，在内城区域内，布设数量更多，信息更详尽。德国博施集团所属胡贝尔信号设备公司于1993年前后研制开发了PRS2100停车管理系统并在几个城市安装使用，取得不错的效果。该系统分为停车引导系统(Parking Lead System，简称为“PLS”)和P+R系统两部分，均包括停车车位、可变标志和数据采集，可以与其他城市交通系统联网，如下图所示。PRS2100的基本思路是把寻找停车位的汽车引导到离该车最近的空位上。可变标志通常安装在交叉路口附近。在停车换乘地，早晨固定发布全天各停车场停车空位的信息，从全局最优的角度管理整个区域；利用可编程的矩阵显示器通过可变标志提供各种灵活的实时信息。系统为用户提供3类共l0种信息显示方式，可以分别或组合传送停车位使用状态、从信息显示处到停车空位的距离、换乘公共交通和邻近区域可能空闲的停车位信息。20世纪90年代中期，英国莱彻斯特设计采用的PGIS，由21块可变信息板（Variable Message Sign，“VMS”)组成，为总容量达5200泊位的8个多层停车场服务。、美国1996年2月，PGIS在美国首次应用于圣保罗市商业区，曾进行为期l2个月的运行测试。这个耗资120万美元的系统管理7个停车库和3个停车场，使用了56块标志牌来显示停车设施的位置和车位占用情况，其中46块是静止引导志，l0块是VMS。一台中央计算机控制数据采集并把10个停车场(库)实时、更新的停车信息通过VMS传送发布。驾车者根据这些信息选择了目的停车地点后，就可跟随静止引导标志抵达他所选择的停车场(库)。、日本1973年日本在柏市建立了亚洲最早的PGIS。1993年4月东京建造了第一个PGIS，位于日本东京中心的新宿区，PGIS结构完整，诱导功能完善，应用十分成功。新宿区1995年以前已经采用PGIS管理29个小汽车停车场的近6000个按时租用的泊位，在主要商业区配备了3类VMS提供动态诱导信息服务。到1995年，日本已有40个城市引进了基于VMS的PGIS，如大阪卫星城Ibamki的PGIS管理着6个公共停车场和3个私人停车场，使用两类VMS：一类称为“图形类信息”，是在一幅可变形地图上显示各停车场的动态信息，安装在通往中心商务区(Central Business District，简称为“CBD”)的主要道路上，显示“满”、“空闲”或“关闭”的状态信息；另一类称为“文字类信息板”，是通过显示停车场的名称和使用状态来引导驾车者，若某个停车场已饱和，它就在该停车场的名称后显示“满”，若某个停车场空闲，它就显示一指向该停车场名称的绿色箭头。 国内城市PGIS发展应用综述20世纪90年代初我国交通工程学界开始引进ITS的概念和技术，目前尚处于ITS发展的初级阶段。作为ITS子系统的PGIS在国内起步更晚，接近上世纪末才呈现雏形。和先进国家相比，我国PGIS的发展应用由于基础薄弱、经验欠缺、资金不足和管理体制不尽完善等方面的原因，存在明显的差距。可喜的是，从20世纪90年代末开始，国内少数经济发达、科技实力强的大城市在各级政府大力支持下，经过专家、学者和研究人员的艰苦攻关，在较短的时间内已经取得了城市PGIS领域的一定成果，为继续开发奠定了基础。、北京首都北京得天独厚的优越的软硬件环境条件顺理成章地成为了我国PGIS发展的热点城市。1999年由北京市建筑设计研究院完成的首都机场新航站楼设计，对附属的立体停车楼采用分级管理的原则，在进入停车楼的公路设远端楼内车位占用显示器。停车楼内装备了车位控制、车辆控制、收费管理和内部管理系统等先进的设施，在停车楼各车辆入口、进入各层的坡道、各分区入口处分别设各层及分区车位使用状态显示器；同时采用色彩标记、信息标志、交通标志、地面划线等方式对车辆实行停车位诱导。北京市在2000年6月以前建立了“停车泊位管理信息系统”，将市区机动车停车场全部输入计算机系统，从而对停车泊位实行计算机网络化管理。2001年12月20日，北京市第一套“PGIS”在王府井地区开通运行。该系统主要由智能停车场、控制中心、网络通信子系统等组成，即首先将人工收费停车场改造成计算机管理和控制的智能化停车场，通过卫星通信、光纤通信技术将空车位数据动态地发布到所有交通诱导上。、广州广州市2O世纪9O年代后期已经建立了较为先进的静态交通管理信息系统，这使其走在了全国PGIS发展应用的前列。广州根据城市交通小区划分了274个TRIPS分区，采用简单的顺序码编码方式表达TRIPS分区，对停车场采用区间码，形成了编码规则；结合数据库设计完成了功能结构配置和从系统流程到对象结构树的转换。登录广州市静态交通管理信息系统，用户可以对数字化地图实行放大、缩小、平移等基本操作，并利用它实施多项辅助数据查询功能。不过该系统偏重于静态交通管理功能，尚未实现出行途中的停车诱导，不属于严格意义上的PGIS。、南京2001年中秋节前夕，南京市最大的瞻园路夫子庙停车场投入使用。该停车场位于瞻园路与东牌楼交界处，总投资达2700万元，总建筑面积1.2万平方米，设计车位380个，分为两层，内部层高5.2m(目前只开放了地下层)，入口高度3.5m，像沃尔沃那样的大型旅游车也能进出自如。瞻园路停车场引进了通风除湿及自动化喷淋设施，以及加拿大智能管理系统，可自动记录临时泊车的时间及司机的姓名。南京市主城区的主、次干道上已经安装了一批停车动态VMS，向驾车者提供附近主要大型停车场的实时泊位状况。据悉，其他一些大城市也正开始陆续重视引进和扶持PGIS。四、课题研究的内容： 停车诱导系统的功能为了实现对驾驶员的停车诱导，停车诱导系统的基本功能应该包括四点。A 向驾驶员提供停车场泊位占用情况信息。B 向不熟悉该地区情况的驾驶员进行更好的定位引导。C 减少因为寻找停车场而增加的交通量以及由此而引起的其他危害（噪声、废弃污染、能源损耗、时间烟雾、阻碍交通的通畅等。）D 平衡区域内停车场的负荷。 停车诱导系统的构成按照功能划分，典型的停车诱导系统通常包括四个部分。路边可变信息显示（Variable Message Signs ，VMS）显示静止或可变停车信息。停车场计数装置：实现计算停车场泊位的占用情况。控制中心：处理停车场的泊位占用情况，并控制可变信息总显示屏的信息显示。电信网：实现信息在停车场、控制中心和可变信息总显示装置三者之间的信息传递和交换。五、课题研究手段及预期成果长期以来，我国城市停车问题未受到应有的重视，随着城市的增大，城市停车问题将成为解决城市交通拥挤问题的“瓶颈”。在不可能迅速大规模扩建停车设施的情况，人们已经认识到我国城市停车管理除了要制定相关的政策法规外，还需要运用先进的检测技术、计算机技术和数据传输技术建立先进的停车诱导系统。发达国家的经验表明，停车管理对充分发挥现有路网容量，合理分布交通流，科学组织城市交通作用重大，建立城市停车诱导系统是提高城市停车管理水平，解决城市停车难问题的一个有效方法。课题研究的手段：根据诱导对象的差异，可将出行中停车诱导信息系统划分为群体诱导和个体诱导。群体诱导的主要信息发布方式为可变信息板。系统将交通状况信息或停车信息实时地显示在安装与路侧的可变信息板上，当驾驶员看到诱导信息后，根据自己对路网的了解程度决定停车选择。群体诱导方式只提供停车场的名称、泊位状况和形式方向等信息，而具体的停车选择（包括目的的停车场的选择和相应的路径选择）均是驾驶员在获取信息后按照自己的理解来决定。因此，群体诱导的效果取决于系统所提供的信息内容、信息发布地点、发布时间等方面，即在何时何地发布何种诱导信息，能够起到最佳的诱导效果，是群体诱导的核心理论。群体诱导采用中心式动态诱导模式，即由控制中心根据实时采集信息，从系统角度出发确定可变信息板上提供的停车诱导信息，这样可以避免Brass矛盾效应，提高整个系统的效率，是诱导区域内的道路设施和停车设施得到充分合理的利用。所谓Brass 矛盾效应是指如果被诱导的车辆都接受到相同的停车信息，它们会被诱导到相同的、现状不拥挤的道路和停车厂，而这些道路和停车厂可能很快变得拥挤，出现更为糟糕的交通状况。 个体诱导的主要信息发布方式为车载诱导设备。系统利用车载显示设备为单个车辆进行停车诱导，以提供更为人性化的停车诱导信息服务。起诱导机理是利用实时交通信息采集、处理和发布技术、通信技术、车辆定位技术、电子地图、停车诱导软件等技术，是得车载诱导设备能够自动显示车辆位置、交通网络图和道路状况，为驾驶员提供从出发点到目的地的最佳停车选择，包括目的地的停车选择和相应的路径选择。个体诱导属于主动式诱导，系统需要根据用户的个性化需求，实时提供最佳停车选择，并通过车载显示设备，实时引导车辆的行驶方向。为了实现上述功能，个体诱导系统涉及到车辆定位技术、地图匹配技术、停车场优选和路径优化等多项技术理论。显然，个体诱导无论在技术实施上还是理论研究上的难度都要大于群体诱导。个体诱导可按照停车诱导方案产生的地点分为中心决定式和车载单元决定式。中心决定式一般基于双向通信，由中央控制中心主机基于实时的道路信息和停车信息生成停车诱导方案，然后通过通信网络提供给个体用户；车载单元决定式是依靠车载模块以通信网络接收到的实时交通信息和停车信息生成停车诱导方案，即诱导方案由每两车自己生成。其中，车载单元独立式由于只利用自身存储的数据选择车辆自身的优化路径和停车场，未从整个系统的角度考虑路网上的交通状况的动态变化和其它车辆的行为，可能会产生Brass矛盾效应。群体诱导策略：诱导分区群体诱导方式的目的主要是空间商的合理分散交通流，调节停车需求分布的不均匀，提高停车设施利用率，减少热点停车场周边道路的交通拥堵，并力图从战略上避免由于群体诱导而产生新的局部拥堵问题。为此，对于城市停车诱导信息系统，分为两层分区体系：以道路等级和城市整体布局、行政区划分为依据的一级分区，主要是为停车信息采集、处理和传输而设置的中级管理层；以功能分区、公共停车设施的分布及服务范围划分基础的二级分区，主要是为确定车辆停放规律类似的各功能区域，如大型商务区、大型商业区、有突发大量停车需求的大型公共建筑体育馆、会展等）、旅游区等，以便于停车诱导的具体实施。预期效果:停车诱导系统作为城市职能交通系统的重要组成部分，最直接的作用在于能够在适当的时间和地点，以适当的方式向驾驶员因寻找停车泊位而造成的时间损耗，从而减少交通量集中地区因停车产生的附加交通量，缓解城市道路交通压力。同时减少路边停车现象，提高路外停车施设泊位利用率，促使停车设施利用均衡化。从不同受益者的角度出发，城市停车诱导系统应主要具有以下三方面的功能：a）驾驶员方面 减少驾驶员出行中的盲目性，通过分层诱导对驾驶员的停车行为进行合理的诱导，给驾驶员提供有关提车泊位占有信息以减少驾驶员特别是外地驾驶员寻找停车场的时间和步行距离，挺高停车的便利性；b）停车方面 提高停车场的交通服务周转量，使开发者在满足用户需求的基础上实现投资效益最大化，是城市中各个停车场的利用率均衡化； c）道路方面 通过对道路上驾驶员的停车行为进行及时诱导，可以有效减少道路上的巡回交通量，减轻道路负担，提高整个道路网的利用率。通过实现以上三方面的具体功能，停车诱导系统便可以达到促使路网交通流合理分布、缓解城市道路交通压力的目的，既通过对静止交通的管理提高动态交通乃至整个交通系统的效率。六、任务完成的阶段安排及时间安排第一阶段： 最后确立题目 （4月3日前）第二阶段： 完成开题报告 （4月24日）第三阶段： 期中检查 （5月8日）第四阶段： 完成毕业设计 （5月30日）第五阶段： 评审 （6月16日）第六阶段： 答辩 （6月19-20日）指导教师意见及建议：指导教师签名： 年 月 日注：1、课题来源分为：国家重点、省部级重点、学校科研、校外协作、实验室建设和自选项目；课题类型分为：工程设计、专题研究、文献综述、综合实验。 2、此表由学生填写，交指导教师签署意见后方可开题。基于SPCE061A停车诱导系统设计摘 要本文阐述了基于SPCE061A实现远程监控的全过程，即把一个地方的停车位用计算机管理起来，并设置可变标志牌，提示司机以最快的速度找到最近的停车位。如果此区域停车位已满，系统会及时通知司机到其他区域找停车位。借助SPCE061A对远程监控的设备进行数据采集与处理，主要是对设备的各种模拟或数字进行检测、采样和必要的预处理，并以一定的形式输出，如画面显示、实时曲线和打印报表等。并将检测到的实时数据等进行分析、归纳、整理等二次加工，分别作为实时数据和历史数据加以存储。本文讲述的是借助SPCE061A首先针对某可容纳近100多辆车的某中型停车场建立了停车场模型，继而通过该软件按照规定的要求完成了停车场的控制规则演示，以及上位机监控系统的设计，从而完成了智能停车场管理系统的监控软件设计。此外，本论文还包括了停车场硬件的设计。本论文的研究有助于改善目前停车场停车难的状况，可以为入场车辆提供正确的引导，同时能够节省停车场的人力、物力资源，对于提高停车场的自动化程度、智能性具有很重要的意义。论文研究了智能停车场管理系统的设计，主要研究了系统的软件设计。首先设计了硬件部分。在停车场内设有红外传感器，采集停车场红外线传感器信号，及时跟踪车辆入场行驶状态，以及停车位上是否有车。将每一个传感器接入芯片的引脚，芯片再与CPU相连，经过CPU的处理得到该区域的停车位数，实现对某停车场各区域车位数的统计，并采集数据。软件设计是基于SPCE061A，通过SPCE061A安装通讯驱动，用来读取外部设备中的数据，放入设备数据表中指定的位置，SPCE061A还提供了“设备数据表”内存缓冲区，存放与外部控制设备通讯的数据，通过通讯驱动进行刷新和输出，运行数据库所需的过程数据也从设备数据表中取得。通过安装通讯驱动，对设备数据表进行设置，使用开关变量DI、DO及模拟变量进行外部设备和上位机的数据交换。监控系统将所采集的数据在上位机上显示并进行实时监控，在此基础上，实现了对停车场内的栏杆、指引牌、信息牌等等的组态监控，完成了上位机监控系统的设计。研究结果表明，本监控系统具有对停车场的实时监控功能，除此之外，还具有制作报表以及变量报警等功能。系统通过调试验证，控制功能均能满足要求，真实反应现场情况，具有良好的可靠性。本文的主要特色在于详细的介绍了用SPCE061A进行远程监控的软件设计的全过程，能够通过本文的介绍就能掌握该软件的设计方法。关键词：SPCE061A，CC-Link，Q系列PLC，停车场，监控系统Parking Guidance System Based On SPCE061AAbstractThis paper describes the use of SPCE061A configuration software remote monitoring the entire process. With SPCE061A software on remote monitoring equipment for dat-a acquisition and processing, mainly the equipment of various analog or digital testing, sampling and the necessary pre-processing, and certain forms of output, such as screen display, real-time curves and print statements, and so on. And to test the real-time data, analysis, summarized, finishing, secondary processing, respectively, as a real-time data and historical data to be stored. In this paper, through the configuration software SPCE061A we firstly established a model of car park which has a capacity of nearly 200 cars, and then adopted in accordance with the requirements we finished demonstrations of the control roles of the park and the design of the PC monitoring system. we finish the design of monitoring software of the Intelligent Parking System, In addition, the paper also includes the design of the hardware of the park lot. In this paper, the study will help improve the current difficult situation in the car park, and provide the right guidance for cars. At the same time, we can save the human and material resource, which has a very important significance to improve the degree of automation and intelligent level of the car park.We study the design of the Intelligent Parking System, and mainly study the software design of the system. The hardware design is the first of all. The parking lot is equipped with infrared sensors. We can collect infrared sensor signals to track vehicles traveling state, and to make sure if there is a car at the park space. Access each sensor to chip-pin connected with the CPU chip. We can know the number of parks in the region through processing by the CPU, and implement the statistics of a certain number of the regional spaces in car park, along with collecting data. The software design is based on the configuration software SPCE061A, through which we install communications drive to read the data in external equipments, and add to equipment data sheets in the specified location. Equipment data sheets are buffer memory of SPCE061A, to store data communicated with external control equipments. It refreshes itself through communications driving, and provides the process data for operation of the database. Through the installation of communications driving, we set the equipment data sheets, switching the use of variables to exchange data between external equipments and PC. The monitoring system will make the data display on the PC and be under real-time monitoring. On this basis, we realize the configuration monitoring of the car-park railings, licensing guidelines, information licensing, and so on, and completed the host computer monitoring system design.The results show that the monitoring system is a real-time monitoring of the car park. In addition, it also can product statements and variable alarm. Through verification, control functions of the system can meet the requirements of the real response to the situation, and has a good reliability.The main feature of this paper is a detailed introduction of the entire process of the designation of remote monitoring sofeware by Fame View, through this presentation will be able to master the methods and steps of the designation of the sofeware.Keywords：SPCE061A， CC-Link，Q-PLC，Park， Monitoring System目 录第一章 绪论71.1 基于SPCE061A的远程监控软件设计概述81.2 研究的主要内容9第二章 系统总体结构设计102.1 系统控制对象102.2 系统功能设计102.3 系统控制模块设计122.3.1 入口控制从站122.3.2 车位引导从站132.3.3 出口控制从站132.3.4 车位检测从站142.3.5上位机监控15第三章 车位编码系统设计153.1 车位编码系统硬件设计153.1.1 微处理器模块及相关电路163.1.2 开关检测模块及相关电路163.2 车位编码系统软件设计18第四章 系统软件设计204.1 程序编制204.1.1 车位检测及计数214.1.2 导向牌指示灯控制214.1.3 车位统计及空车位指示224.1.4 入口及出口栏道机控制234.2 上位机监控程序234.2.1停车场建模234.2.2 变量设置与设备数据表定义264.2.3 入口、出口处栏道机监控284.2.4 车位指示灯监控324.2.5 显示屏监控344.2.6 导向牌监控36第五章 结束语39致谢. 40参考文献4155第一章 绪论在我国，由于城市经济的繁荣，城市化进程日益加快，城市道路机动车交通量日益剧增。截至2004年7月，仅北京市机动车保有量就达222万辆，其中私人机动车已经达到148万辆，占机动车保有量总数的66%，上海市机动车保有量接近200万辆，预计到2010年全部机动车保有量将达到250万辆。很多大中城市不仅出现了动态交通的严重阻塞，而且由于城市中心区停车政策不明确、配建资金渠道不畅、停车场管理混乱等原因使停车位严重匮乏，因而不同程度地发生了占道停车、违章停车，进一步加剧了交通阻塞，导致交通事故上升。要做好城市静态交通管理，除做好城市规划和合理进行停车场布局外，如何完善停车场内部停车管理就显得非常重要，而停车场智能管理系统正是解决这一问题的必要手段。传统的停车场都是采用人工管理的方式，车辆的进出场，停放都需要人工来引导，车位信息等也是由专人来统计，自动化程度很低，管理很不规范。楼宇自动化的迅速发展对停车场的管理提出了新的要求，停车场的管理不再是一个孤立的部分，而是与智能大厦的其它组成部分相结合，成为智能大厦一个不可或缺的子系统。现在几乎所有智能楼宇中都设有大型停车场，设置停车场车辆的自动管理系统主要有两个作用:一是防盗，所有在停车场中的车辆都需“验明正身”才能放行；二是实施自动指引停车路线及车位信息统计。目前，国内外开发的停车场自动化管理系统广泛采取的控制方式是集中式或集散式车位统计系统。在这类独享式控制方案和中心车位统计系统中，由远程传感器向中心控制器提供反馈信号来控制传感器和执行器，需要耗费大量的时间和电缆来建立通信，而且这样的系统设计周期长，可靠性低，不易重构。新崛起的现场总线技术摆脱了上述技术的不足。CC-Link总线技术是现场总线控制技术的代表，本车库系统将CC-Link总线技术运用于停车场车位智能检测系统的设计，利用智能分散控制方式的优点，使系统设计的成本降低，可靠性以及智能化程度提高，易于扩展和重构。当今的停车场管理系统已经向智能型的方向转变。先进可靠的停车场车位管理系统在停车场管理中的作用越来越大。车位管理总体思想是现场无人看管，完全智能化，管理人员可以在设在车场环境外的任意固定地点完成各种统计、监视、报警、引导等功能，大大降低了管理人员的劳动量，并可以为业主提供一种全新的现代化气息。为了提高停车场的车位使用率，更好地管理停车场，降低停车场的经营成本，提高社会效益和经济效益，为顾客消除停车烦恼，节省时间，使物业形象更加完美。在吸收消化国外先进技术的情况下，结合中国城市特点，特别针对性的开发了此套智能停车场车位管理统计系统。本系统根据传感器发出信号，判断出每个车位有无车辆，对车场内的车位进行24小时监测。然后将各个车位停车情况通过CC-Link总线传给控制计算机，再经过软件处理，将引导信号传给车位引导牌，可以实时给车主及管理者提供路线指示，从而引导用户快速将车停入指定空车位。如果车位已满，入口则不会受理入场，并在电子显示屏上显示“车位已满”等中文字样，空余车位数为零。本项目设计比较完善，能够为各类型客户提供快捷全面的高质量服务，实现车位自动引导和自动计费功能，以节省大量人力和物力的投入。在各相邻停车区处的交叉路口设置了导引牌，通过指向灯告知各停车区空车位情况，并且在预先分配好的停车位上通过指示灯的闪烁来引导用户停车，解决了车位自动引导的问题，解决了停车用户在停车高峰期寻找停车场浪费时间，避免了停车场采用人工管理引起诸多麻烦的问题，提出了一种节省用户寻找停车时间且非人为现场管理停车场的无人值守型停车场管理系统及其管理方法。1.1 基于SPCE061A的远程监控软件设计概述远程监控是本地计算机通过网络系统如Internet/Intranet，对远端进行监视和控制，完成对分散控制网络的状态监控及设备的诊断维护等功能。而我们通常把能够实现远程监控的通信媒体、计算机软件、硬件系统称为远程监控系统。远程监控系统有两种类型，一种是生产现场没有现场监控系统，而是将数据采集后直接送到远程计算机进行处理，这种远程监控与一般的现场监控没有多大的区别，只是数据传输距离比现场监控系统要远，其它部分则和现场监控系统相同；另一种是现场监控与远程监控并存。一般是采用现场总线技术将分布于各个设备的传感器、监控设备等连接起来，这样就从分立单元阶段进入了集成单元阶段，然后各个管理站点的服务再用局域网连接起来，这样就形成了企业内部网(Intranet)。由于建立了基本的网络信息基础结构，设备监测、维护技术进入了集成系统阶段，在一个单位的内部基本上实现了资源和信息共享。基于SPCE061A的远程监控系统，即在远程监控系统中采用的是SPCE061A， 利用该软件来正确模拟要监控的设备运行状态。对于组态的概念，组态的英文是“Configuration”，简单的讲，组态就是用应用软件中提供的工具、方法、完成工程中某一具体任务的过程1。与硬件生产相对照，组态与组装类似。如要组装一台电脑，事先提供了各种型号的主板、机箱、电源、CPU、显示器、硬盘、光驱等，我们的工作就是用这些部件拼凑成自己需要的电脑。当然软件中的组态要比硬件的组装有更大的发挥空间，因为它一般要比硬件中的“部件”更多，而且每个 “部件” 都很灵活，因为软部件都有内部属性，通过改变属性可以改变其规格（如大小、性状、颜色等）。软件就是使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。SPCE061A即是一种组态监控软件。1.2研究的主要内容本系统基于CC-Link总线构建，包括入口控制从站、车位检测从站、车位引导与统计从站、出口控制从站和上位机。本系统实现了停车场的车位实时统计、车位自动引导和准确收费等功能，大幅节省人力成本；减少了车辆在停车场入口处的停持时间及车位寻找时间，提升了停车场的服务水平；实现了停车位智能管理和计费功能的集成，保证了停车的便捷性和计费可靠性；功能可面向用户需求订制，拓展性强。本系统的设计功能主要包括以下6项：（1）停车场入口处显示屏，能够指示停车场各子区有多少空车位，以及空车位总数；（2）入口处设有拦道机和车牌扫描设备，当检测到有车驶入且车牌识别正确后，拦道机打开，车辆驶入停车场；（3）在各交叉路口设立空车位导向牌，指引车主寻找空车位；（4）在每个车位均设有车位指示灯，若无车则车位指示灯闪烁，有车则关闭；（5）出口处设有拦道机和车牌扫描设备，当检测到有车驶出、车牌识别正确且收费完成后，拦道机打开，车辆驶出停车场；（6）通过上位机能够监控停车场空车位分布情况，并实现自动计费。 第二章 系统总体结构设计2.1 系统控制对象本课题针对某大型购物广场地下停车场进行设计建模，停车场车位总数目为140个，划分为A、B、C、D、E、F六个子区，其中A区21个车位，B区40个，C区20个，D区20个，E区19个，F区20个。车位的具体分布如图2-1所示。图2-1 停车场车位分布该停车场目前采用传统的IC卡计费方式和人工导引停车位的方式，配有交通指挥员6名、入口出口管理人员2名、系统维护人员1名。2.2 系统功能设计控制器设计框图如图所示，系统选用SPCE061A型单片机作为主控芯片，单片机通过读卡信号和锁相环电路的电平变化检测车辆的到来。DS1302时钟电路为系统提供精确的时间信息，通过驱动LED显示牌实时显示车位及时间信息，系统具备与上位机的串行通信通信接口。图2-2 控制系统图根据被控对象的控制要求和系统的硬件配置，在本系统中，车辆的泊车流程示意如图2-3所示。图2-3车辆泊车流程2.3 系统控制模块设计本系统主要由电源、Q02H型CPU模块、QJ61BT11N型主站模块、QX40/QY40型本地I/O模块和若干从站模块构成。主站模块与从站模块通过CC-Link总线互联。由上位机监控整个系统的运行，上位机监控程序由SPCE061A软件编制。2.3.1 入口控制从站停车场入口处，首先红外线感应器感应到有车进入，同时摄像扫描设备开始扫描车牌，读取车辆车牌信息，读取成功时，发出信号给入口从站，从站再将信息反馈给主站，CPU发出信号控制栏杆抬起，（若停车场车位已满，则栏杆不抬起）并且发送CC-Link总线报文，供上位机检测，车辆进入停车场；同时增加手动模式以免识别车牌出错时启用。车位信息显示屏用于实时显示停车场车位信息。栏杆的抬起与放下是通过栏杆运动的动力装置伺服电机的正转与反转来实现的。伺服电机通过PLC来控制其正反转。2.3.2 车位引导从站车位引导功能是通过控制分布于各交叉路口的导向牌来实现自动引导功能，按不同的交叉路口实现分层引导。利用红外线传感器检测的各区域车位的使用情况，之后将信息传给该区域的从站，从站再将信息传输给主站，CPU处理后发出信号控制导向牌指示的工作情况。在停车场的交叉路口，当通往某一方向的区域有空车位时，指向该区域的导向牌中的对应方向指示灯亮，同时空车位的红色指示灯闪烁，用户通过导向牌的指示选择空车位。车位引导模块控制流程如下图所示。图2-4 车位引导模块控制流程2.3.3 出口控制从站在停车场出口控制模块原理与入口类似，不同的是当出口处的红外传感器检测到有车将出后，将信息传输给主站CPU，CPU先发出命令控制扫描设备扫描车牌计费，待车主缴费后，CPU再发出命令控制拦道机栏杆抬起。2.3.4 车位检测从站本系统中，停车场被分为六个区，每个区均设有12个CC-Link从站，当从站将车位信息反馈给主站后，CPU对车位信息进行处理，统计出各子区的空车位数和总停车位数。在车位检测中，车位数较少的子区采用I/O直接检测高低电平的方式；车位数较多的子区采用先经车位编码系统编码，再由从站模块检测I/O电平的方式。车位编码系统为自行设计。图2-5 车位统计系统结构2.3.5上位机监控上位机置于停车场管理处，主要实现管理和监控整个导位与管理系统的运行状态，实时监控停车场的指示灯、显示屏、导向牌等设备，使其按照既定的原则来完成停车场的功能，当发生错误时及时报警通知管理人员处理。监控程序采用SPCE061A软件编制第三章 车位编码系统设计在本系统中，对于停车位超过40个的子区若仍采用I/O口直接检测高低电平的方式则需配置更多的CC-Link从站模块，导致系统硬件成本迅速上升，且程序编制繁琐。为此，为了满足“基于CC-Link总线的停车场智能管理系统”对多车位检测的控制要求，专门设计了“WHUT-型智能车位编码系统”，仅通过n根信号线就可以检测2n-1个车位信息，使统计计数得以简化，不仅可以大幅节省接线及I/O接口数目，程序编写也变得方便简洁。车位编码系统主要由MC9S12DP512微处理器、MC33993多路开关智能检测芯片和MC33288功率驱动芯片组成。仅一片MC33993即可检测22路车位信息，通过SPI通信口与微处理器通信，微处理器接收到开关信息后输出编码信息，驱动MC33288相应的输出口动作，编码系统的输出口可与CC-Link从站模块I/O直接相连。本车位编码系统可连接5片MC33993芯片，检测110个车位的信息仅占用CC-Link从站模块7个I/O口。3.1 车位编码系统硬件设计车位编码系统主要由CPU模块、开关检测模块、功率驱动模块和相关外围电路构成，电路结构如图3-1所示。图3-1 车位编码系统结构3.1.1 微处理器模块及相关电路MC9S12DP512属于Freescale公司生产的16位微控制器，是一款基于16位S12X CPU及0.25微米、高速、高性能5.0V FLASH存储器技术的高性价比芯片，该芯片抗干扰能力强，非常适合于应用在复杂工作环境中。MC9S12DP512芯片的主要参数如下：l 高达40MHz的主频l 高达32K字节的RAMl 高达128K字节的FLASH存储器l 高达4K字节的EEPROMl 16位8通道的定时器(PIT)l 多路串行接口(SCI、SPI、I2C)l 多达5个的高速CAN控制器及J1850控制器l 16通道的8位或4通道16位ATD转换器l 8通道输入捕捉器(ECT