基于光电传感器的立体车库控制系统设计_图文

1、基于光电传感器的立体车库控制系统设计夏玉杰 洛阳师范学院 熊中朝洛阳471022摘要:设计一种新型的垂直转盘式立体车库控制系统,其以单片机AT89C51为核心处理器,由传感器电 路、电机驱动电路、IC卡读写机电路和上位机监控模块组成。当检测到车辆存取信号时,读写Ic卡上数据信 息,垂直转盘和编码盘同步转动,控制电机按最小转向把车位转动到地平线上,转动的角位移量通过光电编 码盘传感器传送给单片机,输出控制信号控制电机停止。完成车辆存取后,单片机通过RS一232接口与上位 机通信,将存取信息记录在数据库中。试验证明,该系统结构简单,运行安全可靠,存取车时间短,自动化 控制水平高。关键词:立体车库;

2、控制系统;单片机;光电编码盘中图分类号:TP246文献标识码:A 文章编号:10010785(201004002404Abstract:A new control system is designed for vertical turntable stereo garages.With all AT89C51single chip mao chine as its core processor,the system consists of a sensor circuit,a motor drive circuit,an ICcard reader/writer,and a monitorin

3、g module for the host computer.Whenever access signals from a vehicle a弛detected.the control system reads from and writes to the data on the IC card,and then makes the vertical turntable and coded disk rotate synchronously,eaR-singthe control motor to rotate the vehicle position to the level of the

4、same elevation as the ground.The angular displace-ment of the rotation is transmitted via the sensor Oil the photoelectric coded disk to the single chip machine,which then out-puts control signals to make the control motor stop.After a vehicle access is completed,the single chip machine conlmuui-cat

5、es with the host computer via all BS-232port and then stores acce端information as records in the database.As experi-ments have proved,this system features a simple structure,safe and reliable operation,reduced vehicle access time,and a hish level ofautomated controlKeywords:stereo garage;control syst

6、em;single chip machine;photoelectric coded disk1引言 2系统结构和工作过程2003年以来,我国汽车市场产销两旺,各大 中城市汽车的拥有量急剧增加。随着私家车的迅 猛发展,未来几年我国将产生具有巨大市场和商 机的“停车经济”。在城市中最初采用且目前还在使用的是地面 停车方式,这种停车方式车位与通道在同一高度 上,车辆进出方便,管理较简单,但土地利用率 低。为了增加停车泊位,出现了垂直提升式、楼 房式等各种立体停车库【12J。但是采用机械垂直升 降车库造价高、使用及维护费用高、前期资金投 入大;而楼房式大型停车库由于车辆集中停放, 给停车者带来许多不

7、便。本文设计了垂直转盘式 立体车库,其总体造价低,空间利用率高,车辆 存取速度快,并且容易实现自动化管理。一24一如图l所示,垂直转盘式立体车库主要包括 圆柱体转盘、吊篮、动力系统和自动控制系统4部分。圆柱体转盘竖立于地面,分为地上和地下2部分;吊篮为圆桶形状,圆桶内下边为平板,用 于停放车辆,吊篮悬挂在转盘上,以圆盘轴心成 对称分布,当吊篮随转盘转动时永远处于垂吊状 态,转动到地平线上的吊篮就可进行车辆存取。 动力系统包括转盘外缠绕的钢丝绳和减速电机; 自动控制系统分为上位机和下位机,上位机以PC 机为核心,对车库运行情况进行实时监控。下位 机以单片机AT89C51为核心,对系统的动力装置、

8、 光电编码盘传感器、非接触IC卡读写机等进行控 制。惰性轮支承整个圆柱体转盘,使整个系统有 更高的安全性和稳定性日-。起重运输机械 2010(4 万 方数据图l垂直转盘式立体车库结构垂直转盘式立体车库的工作过程:(1车库没有存取车辆请求时,转盘停留在 初始位置。(2如有存车请求:申请存车,单片机接 收到请求信号,根据最大限度地保持转盘平衡原 则分配空车位;自动打开车库门,司机将车辆开 进车库。写卡机自动写出1张存车Ic凭证卡, 记载存车时间、存车位置和车库序列号等数据。 单片机与上位机通过RS一232口将信息记录在 数据库中。存车成功,车库门关闭,司机带卡 离开。(3如有取车请求:申请取车,插

9、入存车 Ic凭证卡。单片机读出卡中数据,打印出收费 单据,按照就近原则,控制动力系统按最小转向 将该车位转动到地平线上,车库门自动打开,司 机进车库开出车辆。单片机与上位机通过RS一 232口将信息记录在数据库中。取车成功,车库 门关闭,写卡机自动将凭证IC卡复位,司机还卡 离开。3控制系统电路设计图2自动控制系统结构起重运输机械 2010(4 体,电容器与电阻串联,为AT89C5t提供上电复 位信号。3.1传感器电路传感器电路是系统控制的关键部件,其作用 是向单片机端口提供转盘位置信息。本系统传感 器电路由编码盘、光电耦合器和转换电路等组成。 光电编码盘结构如图3所示,在其半圆形码盘上 沿径

10、向有若干同心码道,每条码道由透光和不透 光的扇形区相间组成,码道数就是它的二进制数 码的位数。码盘的一侧放置光源,另一侧对应每1码道放置光电接收装置,每个码道都对应有1个 光电管及放大、整形电路。码盘转到不同位置, 光电元件接收光信号,并转换成相应的电信号, 经放大整形后,成为相应数码电信号。图3光电编码盘结构当需要存、取车时,单片机根据电子卡上存 储的信息控制电机,使转盘转到相应的位置。转 盘上以径向分布的吊篮为行,以圆心分布的吊篮 为列。编码盘上的编码与行对应,并固定在转盘 上,当转盘转动时,编码盘与之同步转动,其转 动的角位移量通过传感器电路传送给单片机,单 片机根据位置信息控制电动机的

11、转动与停止,传 感器电路如图4所示。图4光电传感器电路光电耦合器u1、u2、u3分别对应编码盘上 的二进制码条,通过编码盘上各扇区分布的码条 一25 万 方数据3.2电机驱动电路为提高立体车库车辆存取效率,系统控制电 机可以正反转动,每次存取过程车库的最大转动 角度为900(以地平面为0。,即可保证车位移动 到地平面上,电机驱动电路如图5。由三极管Ql、 Q2的基极与AT89C51芯片的P2.0、P2.1口连接, 集电极连接继电器的线圈,继电器的触点为直流 电机MOTOR的开关,当AT89C51芯片的P2.0、 P2.1为低电平时,Kl、I(2触点断开,电机不运 转;当P2.1为高电平时,Ql

12、导通,Kl触点闭合, 电机正转;当P2.0为高电平时,Q2导通,K2触 点闭合,电机反转;R1、1t2分别提供Ql、Q2的 基极电流,DlD4用于保护三极管免受高压 冲击。D3图5电机驱动电路3.3IC卡读写机电路当按下存/取车按钮,单片机接收到该信号。 读写卡中的信息,启动控制电路。能对如存车时 间、存车位置和车库序列号等控制参数进行读/写,并且能够提供掉电保护。为此本系统采用AT-MEL公司具有掉电保护功能的非接触式IC卡 AT24C08芯片。AT24C08串行E2PROM芯片遵守12C总线标 准H J,容量为8kbito I:C(Inter.Integrated Circuit 总线是一

13、种由PHILIPS公司开发的2线式串行多主 机总线,采用1条数据线(SDA和l条时钟线 一26一 (SCI来完成数据的传输,数据传送速率最高町 达400kbit/s。读写卡电路以AT89C5l单片机为主 器件,AT24C08为从器件,定义C51的P3.6脚为 数据线,P3.7脚为串行时钟线,CPU利用串行时 钟线发出时钟信号,利用串行数据线发送或接收 数据。AT 24C08芯片按页写入方式帧格式编程写 人数据,其读写约定步骤为:主器件发Start信号。 占据串行总线,随后发送7位从器件地址和l位读 写方向位。从器件接收到主器件发送的器件寻址 信号后,将在SDA总线上返回主器件1个确认信 号(低

14、电平有效,表示已做好读写准备。主器件 在收到从器件的确认信号后,向从器件发送要访 问的数据地址(片内地址,从器件收到后又向主 器件返回一个确认信号,完成E2PROM的读写准 备工作。若为写E2PROM,则主器件向从器件发送 所写数据;若是读E2PROM,则由主器件接收从器 件发送的指定单元的8位数据。数据读写操作结 束,主器件将发送停止信号Stop。4控制系统软件设计控制系统软件设计包括IC卡数据读写、存车 操作、取车操作和动力控制等部分。控制系统主 程序流程如图6所示。系统加电开始后不断检测 是否有IC卡插入,当检测到有卡插入,检查卡上 信息,若为存车请求信号,启动存车子程序,根 据转盘平衡

15、原则检查空位,如果有空位则控制转 盘转动;若为取车请求信号,启动取车子程序。 根据就近原则将车位转到某车库门。当存车或取 车完成,单片机与上位机通信1次,将存取信息 记录在数据库中,以便于日后查询。图6车库控制系统程序流程图起重运输机械 201014 万 方数据重车调车机牵引力分析文本建1李晶晶21武桥重工集团 武汉4300562武汉电力设备厂 武汉430064摘要:论述了翻车机系统中重车调车机牵引力的计算及翻车机系统功率与效率的优化配置。关键词:翻车机系统;重车调车机;传动装置中图分类号:TH248文献标识码:A 文章编号:10010785(20LO04002703Abstract:This

16、 essay discusses the calculation of the traction force for the loaded car puller in a c盯dumper system. 88well船the optimization of the systems power and efficiency.,Keywords:car dumper system;loaded car puUer;drive unit翻车机系统广泛应用于电力、冶金、港口、 矿山、化工等领域,是目前铁路散料卸车的主要 设备。重车调车机是该系统的主要设备之一,用 于将待卸车辆逐辆送进翻车机本体,然后

17、将翻卸 后的空车推出翻车机本体至迁车台上。其成本在 翻车机系统中占有相当大的比例,主要原因在于 其驱动功率大,多采用直流或交流变频调速,导 致传动装置成本和电气控制成本增大。重车调车 机驱动功率的大小直接关系到整个翻车机系统的 成本,也影响到产品的性能指标。国内外不同制 造厂计算方法各有不同,驱动功率有相当大的 差异。 l传动装置牵引力的计算以常规设计参数为例:在平直铁路上,牵引1列M,=5000t的重车,电机功率P=63kW,电机 转速n=750r/rain,减速器速比江20,驱动齿轮 分度圆直径D=330mm。1.1单台传动装置的额定输出牵引力单台减速器的额定输出牵引转矩T=9550Pi/n通过输出齿轮后输出力T=FD/2F=2T/D传动效率田2,71r/2叼35结论设计了垂直转盘式立体车库,其各部位受力 均匀,采用密闭结构,车辆存放安全可靠,整体 结构简单。控制系统采用单片机控制,可实现车 位的自动调配,转动900就可进行车辆存取,自动 化控制水平高,大大缩短了存取车时间,提高了 空间利用率,满足车库的控制功能与使用性能要 求。该立体车库可建造于会议场所、居民小区和 其他公共场所,具有广阔市场前景。参考文献11唐义清,谭善文,唐义龙,等.基于单