基PLC停车场车位控制
系统设计
系 ：机电动化学院
专 业 班：电气工程动化xx班
姓 名：
学 号：20xx113xx
指导教师：
201x年6月
基PLC停车场车位控制
系统设计
Design of Control System for Parking
Spaces Based on PLC
着汽车工业迅猛发展国汽车拥量急剧增加城市出现 停车 难问题停车场成交通系统中重部分停车场车位控制系统计算机 PLC作控制器实现车辆进出停车场动登记收费计数车位引导 种停车系统
木课题针区停车问题设计出基PLC中型停车场车位控制系 统该系统功说分停车场外部出入控制系统停车场部车位引导 系统出入控制系统负责统计停车场剩余车位数量显示控制车辆 出入包括传感器PLC计数系统七段数码显示红绿指示灯道闸栏栅 等车位引导系统负责车进入停车场引导车停优位置包括传 感器PLC控制器计算机控制系统LED显示屏等
木文介绍停车场控制系统部分实现功设备组成硬件 电路选择吋阐述 PLC输入输出分配重点介绍 PLC外部硬件电路 接线软件编程设计木文屮软件编程语言梯形图直观易懂整系统设 计思路清晰结构紧凑部分原理简明通俗停车场车位控制系统设计具 定参考价值实际意义
关键词：停车场 编程控制器 车位引导
Abstract
With the rapid development of the automobile industry China's automobile ownership has soared Many cities appeared parking problem and parking become an important part of transport system Parking lot control system is a parking system which is controlled by computer or PLC (Programmable Logic Controller) to realize the automatic registration charges count and parking guidance
This article introduces a parking location system based on PLC to solve the actual problem The system can be divided into two parts based on function one which is out of the lot is designed to control the cars in and out the other which is in the lot is designed to lead the car parking Access control system includes sense organ counter system sevensegment display > greenred light system and so on Parking guidance system is responsible for when the car into the car in the parking lot after guiding the optimal location mainly including sensors PLC controller computer control system the LED display and so on
This article mainly introduced the parking lot control system parts mainly realizes function composition of equipment and the choice of hardware circuit and expatiates the input and output distribution the PLC is mainly introduced PLC external hardware circuit wiring and software programming design this article software programming language used is the ladder diagram straightforward The whole system has a compact frame and infocus consecution its element can be understood easily in a word the system can be referenced by kindred system
Key words： parking lot programmable logic controller (PLC) parking guidance
摘 I
Abstract II
绪 1
1编程控制器(PLC)简介 2
1 1 PLC定义发展现状 2
12 PLC工作原理 2
13 PLC优点 4
14 PLC编程语言 5
15 PLC发展趋势 5
2基PLC停车场车位系统总体设计 6
2 1 系统实现功 6
22系统设计方案 6
2 21系统总体设计方案 6
222 系统实现功 8
23系统设计方法 9
2 31入口控制系统设计方法 9
2 32 出口系统设计方法 10
2 33车辆显示系统设计方法 11
2 34车位引导系统设计方法 12
24系统组成总体框图 12
3控制系统硬件设计 14
3 1 控制系统选取 14
32出入口系统硬件组成 14
32 1 入口系统组成 15
322 出口系统组成 15
3 2 3 出入口系统硬件电路图 16
3 2 4 出入口系统硬件配置 19
33停车场车位引导系统硬件组成 22
3 3 1 信息采集系统 22
3 32信息处理模块 24
3 33 信息发布模块 24
3 34 信息传输模块 24
3 35车位引导系统硬件配置 24
4系统软件设计 26
41系统软件总体设计 26
4 1 1 软件总体流程 26
42停车场车位控制程序设计 27
42 1 PLC程序输入输出符号表 27
422 系统子系统软件 27
结 34
致谢 35
参考文献 36
年国汽车产业飞速发展汽车保量持续攀升屮国口前停车 场建设相滞停车难问题凸显满足日益增长停车需求型超 型停车场断涌现停车场规模增传统停车场理系统已满足实 际需求叭 外着规模断扩停车场部针停车户泊车引导日显 重户置身停车位达数千甚万停车场中难口快速找停 车位户设计套行效泊车引导系统指引户泊车 加快户泊车速度提高停车场整体运行效率
目前国停车场理系统存智化集成度低缺点注重收费口 动化忽视停车程动化安全监控动化理子系统没效 综合集成起停车场安全性理智化水整体运行效率低 数型停车场具备智型泊车引导系统般停留显示停车位已 满指示车位编号等简单泊车引导阶段
智停车场智交通系统重组成部分口前世界交通运输领域研究 前课题核心釆先进技术高度口动化机电设备图处理设备数 处理设备结合户停车场收费理方面需求交通理方面验开 发系统停车场车位控制系统直接进行工参指挥情况动完成停 车场空余车位数目统计口动进出停车场智化收费口动车位引导系统
木设计研究停车场车位控制系统实现功程通PLC技术计算 机技术停车场出入库系统泊车引导系统进行控制理实现动进出口登 记收费计数车位引导减少工参车准确方便迅速实现停车 完成停车场车位控制系统硬件系统设计选型软件系统设计
1编程控制器（PLC）简介
1 1 PLC定义发展现状
编程控制器（Programmable Logic Controller）简称PLCPC种数字 运算操作电子系统专工业环境应设计采编程序存储器 部存储执行逻辑运算序控制定吋计数算术操作等面户 指令通数字式模拟式输入输出控制种类型机械生产程 编程控制器关外围设备易工业系统联成整体易扩充功 原设计
编程控制器微处理器核心电气传动逻辑控制口动测量调节 数计算处理机结合起具丰富软件资源现代化工业动化控制 器30年发展现编程控制器成重应场合 广泛工业控制微型计算机构成包扌舌逻辑控制程控制数采集图 形工作站等综合控制系统
国应PLC述处初级阶段局限钢铁化工汽车机床煤炭 电站等领域行业应尚未普中国尚广阔应领域等开拓国 90PLC市场国外占领屮型PLC中100国外产品美国 MODICON公司GE公司西德SIEMENS日木富士公司国停车场车 位控制许采『PLC取非常效果
12 PLCI作原理
PLC采循环扫描工作方式扫描程分部处理通信操作程序输 入处理程序执行程序输出阶段全程扫描次需时间称扫描周期 PLC方式开关置RUN （运行）吋部处理通信操作程序输入程序 执行程序输出直循环扫描工作执行阶段PLC方式开关置STOP （停止）时进行部处理通信操作服务等容执行3阶段时 进行通信处理PLC联机离线编程循环扫描程图1・1示
图11 PLCI作原理图
PLC中户程序先序存放CPU第条指令开始执行程序直遇 结束符返回第条周复始断循环输入处理执行户程序输 出处理程原理图1・2示
图12 PLC程序执行原理
13 PLC优点
编程逻辑控制器早期继电器逻辑控制系统发展微型计算机 基础种工业环境设计数字式电子系统种系统编程序存储面 户指令部寄存器完成规定功逻辑序定时计数数字运 算数处理等通数字量输入输出控制种类型机械生产程具 显著特点
(1) 实时性
控制器产甜设计开发基控制前提信号处理吋间短速度快基 信号处理程序运行速度PLC常处理工业控制装置安全联锁保护更 满足领域中型工业控制项目
(2) 性高抗干扰力强
PLC专门工业控制设计设计制造程屮均采诸屏蔽滤 波隔离触点精选元器件等层次效抗干扰措施IO输入输出 信号均采光电隔离工业现场外电路控制器部电路间电气隔离
(3) 控制功强
PLC具基木逻辑控制定时计数算术运算等功外配特殊功 模块实现位控制PID运算程控制数字控制等功
(4) 配置灵活
控制器产品种类繁根控制工程实现功求进行配置 控制器部件包括CPU电源IO等均采模块化设计机架电缆 模块连接起系统规模功根户需行组合
(5) 方便
PLC安装简单维修方便种工业环境直接运行吋需现 场种设备PLC相应IO端相连接投入运行种模块均运行 障指示装置便户解运行情况查找障
(6) 设计施工高度周期短
PLC许方面软件编程取代硬件接线PLC构成控制系统较 简单编程容易安装方便
14 PLC编程语言
PLC编程语言计算机工作原理样PLC操作程序求进行 程序程序语言表达表达方式种样PLC生产厂家 机种采表达方式基木纳字符表达方式（文字符号 表达程序语句表程序表达方式）图形符号表达方式（图形符号表达程序 梯形图程序表达方式）两类梯形图编程语言种图形语言具继电器 控制电路形象直观优点语句表编程语言类似计算机汇编语言助记符來 表示种指令功PLC户程序基础元素⑸
15 PLC发展趋势
PLC总发展趋势高集成度体积容量高速度易高性 方发展具体表现方面：
（1） 高速度容量方发展
（2） 性进步提高
（3） 增强外部障检测处理力
（4） 力开发智模块
（5） 提供更方便灵活编程方法PLC更加方便
（6） 超型超型两方发展
（7） PLC更加规范化标准化
（8） PLC联网通信功更加强⑹
2基PLC停车场车位系统总体设计
21系统实现功
系统体满足求：
（1） 假设停车场168空位停车场I •字路口设车辆信息提示 显示屏显示空余停车位
（2） 入口处装设车辆传感器來检测车辆进入通PLC进行计 数车进入吋计数减1
（3） 出口处装设车辆传感器检测车辆出通PLC进行计 数车开出时计数加1
（4） 车位空余吋入口闸栏开启车辆进入停放通显示屏 显示欢迎光时指示灯绿灯亮表示尚车位通七段数码显示停车 场空余车位数车位已满时显示屏显示车位已满时指示灯红灯亮表 示车位已满入口闸栏关闭车辆进入停放
（5） 三位七段数码显示停车场剩余车辆数七段数码分显示剩余 车位数位十位百位数
（6） 车进入停车场够通停车场引导屏引导车空位停放 停车场盲口寻找车位
22系统设计方案
221系统总体设计方案
木课题基PLC停车场车位控制系统设计入口系统出口系统泊车引 导系统车辆显示系统四系统组成
首先车辆入口理屮心系统记录车辆信息吋车场显示系统根记录车 辆数量信息决定否开启道闸允许进入车辆进入车辆显示系统记录停车场车位 数目然车辆进入停车场根泊车引导系统停车车辆出库时车辆 出口理系统核车辆信息收费开启道闸车辆显示系统记录车辆出入情况 显示系统总体结构框图图2・1示
图21系统总体结构框图
系统总体框图出系统四系统：入口控制系统出口控制 系统车辆显示系统车位引导系统组成进步总体停车场分成两 块停车场外车辆出入口控制系统车辆显示系统二停车场车位引 导系统
车辆进入停车场停车整程图22表示
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□
图22停车流程图
停车流程系统组成功模块图23示
图23系统功模块图
功模块图出系统总体说分成两块：停车场 外围绕计数模块组成场外控制系统二车进入停车场车位引导系统 中场外控制系统包括传感检测模块计数模块车位指示灯模块显示模块 场车位引导系统包括传感器检测模块车位引导模块
传感器检测模块利传感器检测入口出口处车辆计数模块精确 计数车位指示模块停车场位置时发出绿灯位置饱吋发出红灯警示 显示模块七段数码核心显示停车场已停车数目场车位引导系 统刚rfl传感器检测模块车位引导模块组成传感器检测模块负责检测停车 位状态车位引导模块负责第时间引导汽车开空余车位停放
222子系统实现功
(1) 停车场入口系统
车辆进入停车场吋设车道车辆检测传感器检测车辆时启动入口 摄系统摄录车辆图车牌号等信息时户车入口控制机询键取出 吋卡长期户车固定卡通远距离读卡器读卡身份识道闸升 起放行车辆车辆通道闸动放
(2) 停车场出口系统
车辆出库吋车辆检测器感应出库信号吋启动出口摄系统摄录车辆图 车牌号等信息车停车卡通远距离读卡器读卡识进口吋信息 核时检测否交费道闸升起放行车辆车辆通道闸动放
（3） 停车场显示系统
显示系统七段数码核心显示停车场剩余车位数口车辆进入车库 吋车辆出入感应器感应出车辆进入剩余车位数量减1样车辆出库吋 剩余车位数加k车库中剩余空位时红灯亮道闸控制器开启禁止车 辆停车车库屮空位吋绿灯亮道闸控制器开启允许停车
（4） 停车场泊车引导系统
停车场车位引导系统够检测停车场车位否停车状态时 车位状态通PLC检测传输计算机屮车位空余状态信息发布路 口显示屏引导车快速找空余车位停车
23系统设计方法
停车场理系统运行程顾客停车取车程基础停车场工作流 程始终户车辆进出停车场流程屮心停车场户般分吋户固 定户两类
吋户指吋停车场停车户类户停车行般具吋 性机性频次低特征吋户潜数量庞身份确定
固定户指长期固定停车场停车户类户停车行般具 长期性规律性频次高特征固定户般停车场附单位工作员 生活区住户数量定吋间确定
231入口控制系统设计方法
针停车场户般分吋户固定户实际情况系统出入场流程 分吋户固定户两种情况
（1）时车辆入场工作流程
吋车辆进入停车场吋设车道车辆感应线圈检测车辆 车信号传送入口控制器入口控制器获取车辆信号相关设备发出指 令启动摄系统车辆识系统计算机图进行处理记录车辆牌 信息颜色信息车型信息等然语音提示设备提示户动取卡钮入口 控制器检测取卡信号通串口发卡机发送发卡命令发卡机接命令 发出张时户卡刚系统获取信息卡ID号应起來时 语咅提示器提示户取走时卡果户规定时间
取卡发卡机口动吞 回户卡入口控制器取消次入场操作户取走卡发卡机发出户已取走 卡信号入口控制器入口控制器抬起栏杆户驾车驶入停车场⑺
入口道闸车辆传感器检测车——车信号变化通PLC控制 栏杆动放杜绝砸车事件发生PLC控制器接收入口栏杆出现升杆 ——降杆动作确认木次入场程已完成吋PLC控制器控制三位数码 剩余车辆显示数目减1
（2）长期卡车辆入场工作流程
持固定卡户车辆进入入口读卡器感应范围吋远距离读卡器射频 卡Z间建立起信息交换系统射频卡读卡器发送卡信息读卡器判断射频卡合 法性吋间效性效获取射频卡ID号送数处理屮心 吋摄系统车辆识系统启动摄入车辆图车辆识系统分析 获牌信息颜色信息车型信息等数处理中心根读卡器传ID号 查询数库屮ID号相关车辆信息刚实时获取信息进行 符合拒绝放行吋出告警信息出错提示信息外数处理屮心会 检查固定卡否期符合条件入口控制器效信号抬起栏杆 户驾车驶入停车场
入口道闸车辆检测器检测车——车信号变化通PLC控制 器栏杆放PLC控制器接收入口栏杆出现抬杆——落杆动作确认 木次入场程已完成吋PLC控制器控制三位数码剩余车位显示数口减1
长期卡读卡器信息交换距离I •米数I •米空间里 完成时间花销短车辆达口时电动栏杆已抬起样便实现固 定户停车操作 232出口系统设计方法
（1）时车辆出场工作流程
吋户驾驶车辆进入停车场离场通道停出口处车辆检测器检测车 PLC控制器发出车信号摄系统车辆识系统启动摄入车辆图 车辆识系统分析获牌信息颜色信息车型信息等户入场时取 户卡交理员理员通出口读卡机读取户卡ID信息 户卡收回循环数屮心通检索数库屮应ID号获该户卡类型 (吋卡)入场时间查询数库屮ID号相关车辆信息刚实吋获 取信息进行符合拒绝放行出告警信息出错提示信
息符 合数屮心根车辆场停留吋间计费费率计算出户应缴费额吋显 示金额显示器屏幕户交纳相应费理员开道闸开关通PLC 控制器道闸栏杆升起户驾车驶出停车场
出口车辆检测器车——车变化信号通PLC控制栏杆动放 PLC接收出口栏杆出现抬杆——落杆动作确认木次出场程已完 成先前获户卡号入场时间出场时间保存应数库中备查完成 次出场程吋PLC控制器控制三位数码剩余车位显示数口加1
(2)长期卡车辆出场工作流程
持长期卡户车辆达停车场出口时读卡器获取该卡信息信息送 数处理屮心启动车辆图识系统判断户卡效性数屮心查 询信息ID号相关车辆信息车辆识系统获取信息进行果 符合贝IJ出口控制器效信号出口控制器控制抬起出口电动栏杆户 驾车离开停车场完成次出场程时PLC控制器控制三位数码剩余车 位显示数口加1
233车辆显示系统设计方法
道闸前设车辆感应线圈道闸前感应线圈开关接PLC输入端 三位数码红绿指示灯接PLC输出端道闸前感应线圈感应车辆时显 示系统进入准备计数状态道闸感应线圈感应车辆开始计数入口处车辆 进入停车场数码显示系统通道闸前两车辆感应线圈开关变化通 PLC输出三位数码表示剩余车位数减1出口处车辆出库吋显示系统通 PLC输出三位数码表示剩余车位数加1时车辆进入停车场 果剩余车位数0指示灯红灯亮表示停车场空位吋驱动入口LED 显示屏显示车位已满字样果剩余车位数1指示灯显示绿色吋 驱动入口LED显示屏显示欢迎您光字样
234车位引导系统设计方法
停车场分布图图2・4示停车场车位屮装车位检测传感器 负责检测停车位停车状态空闲状态车辆停进车位时车辆感应开关 监测车位停车车位空闲时车辆感应开关样检测车位空余停车场 车位状态通开关元件输入PLC控制器输入端然PLC计 算机通信停车场车位状态传输计算机
屮计算机讲停车场空余车位 反映路口显示屏第时间引导车开空闲车位停放
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图24停车场分布图
24系统组成总体框图
停车场车位控制系统入口控制系统出口控制系统车辆识系统车 位引导系统户理系统组成入口控制系统入口控制车辆检测发卡读系 统组成出口控制系统出出口控制车辆检测收卡读卡系统组成车辆识系统 rti车位检测信息提示组成车位引导系统车位检测信息发布组成系统 间通计算机中心联体
系统组成结构图图2・5示
计算机控制系统
入口控制
车辆识
系统
系统
入
车
发
车
信
口
辆
卡
位
息
控
检
读
检
提
制
测
卡
测
示
系
系
统
统
图25系统组成结构图
出口控制
系统
出 车 收
口 辆 卡
控 检 读
制 测 卡
系 系 统 统
3控制系统硬件设计
31控制系统选取
停车场控制系统硬件组成图31示
图31控制系统硬件组成
控制系统駛件组成口J出：系统PLC控制中心停车场外入口控制 系统出口控制系统车辆显示系统通PLC输入输出实现控制停车场车 位状态通PLC实现车位检测PLC检测数串口传输计算机中计 算机系统实现停车场费收费理车辆信息检测停车场空余车位信 息发布
PLC实现输入输出控制硬件设备冇停车场外车辆感应线圈传感器出 入口道闸控制器动发卡收卡机远距离读卡器数码显示入口红绿指示灯 停车场车位传感器
32岀入口系统硬件组成
停车场出入口显示系统组成冇：PLC控制器车辆检测装置道闸控制器 数码显示LED显示屏指示灯出入口摄机出入口发卡收卡机远距离 读卡器
32 1入口系统组成
入口系统硬件组成框图图32示
图32入口系统硬件组成
停车场入口系统装PLC身份识IC读卡器时停车动发卡 机道闸车辆检测器红绿指示灯数码显示LED显示屏
322出口系统组成
出口系统组成框图图3・3示
图33出口系统组成
停车场出口控制系统装冇收费计算机出口摄机道闸前车辆检测器PLC
LED显示屏道闸控制器等
323出入口系统硬件电路图
基PLC停车场车位控制系统组成图34示
SB1
SB2
FR1
SB3
SB4
SB5
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SB7
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X10
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Y10Y17
XII
X12
Y2()~Y27
X13
X14
Y3()~Y37
X15
COM
COM2
KM1
KM2
红灯
—0 绿灯
AC 220V
DC 24V
作
图34出入口系统硬件电路图
屮开关SB1系统动作总开关冇开关SB1闭合时系统正常工
SB1开时系统动作开关SB2系统复位开关SB3表示入口身份识开
关SB4表示入口道闸前车辆检测开关SB5表示入口道闸车辆检测SB6表示 入口道闸电机正转限位开关SB7表示入口道闸电机反转限位开关SB8表示出口 身份识开关SB9表示出口道闸前车辆检测开关SB10表示出口道闸车辆检 测开关SB11表示出口道闸正转限制位开关SB12表示出口道闸反转限位开关 开关FR1入口热继电器FR2出口热继电器
输出端继电器线圈KM1表示入口道闸电机正转线圈KM2表示入口道闸电 机反转线圈KM3表示出口道闸电机止转线圈KM4表示出口道闸电机反转线 圈KM5表示入口显示屏输出KM6表示出口显示屏输出红灯表示车位已满绿 灯表示停车场屮剩余车位三数码分显示停车场剩余车位十百位
入口系统输入输出点IO址分配表表31示
表31进库时输入输出点IO址分配
输入址
输入器件
X2
入口热继电器
X3
入口身份识
X4
入口道闸前车辆检测器
X5
入口道闸车辆检测器
X6
入口道闸正转限位开关
X7
入口道闸反转限位开关
输出址
输出器件
Y0
入口道闸电机正转
Y1
入口道闸电机反转
Y4
车位满指示灯
Y5
车位空余指示灯
Y6
入口显示屏输出
Y10—Y17
剩余车位数位
Y20—¥27
剩余车位数十位
Y30—Y37
剩余车位数市位
C220
增减计数器
出口系统输入输出点IO址分配表表32示
表32出库时输入输出点IO址分配
输入址
输出器件
X10
出口身份识
XII
出口热继电器
X12
出口道闸前车辆检测器
X13
出口道闸车辆检测器
X14
出口道闸正转限位开关
X15
出口道闸反转限位开关
输出址
输出器件
Y2
出口道闸电机正转
Y3
出口道闸电机反转
Y4
车位满指示灯
Y5
车位空余指示灯
Y7
出口显屏输 Il
Y10—Y17
剩余车位数位
Y20—¥27
剩余车位数十位
Y30—Y37
剩余车位数市位
C220
增减计数器
车辆停车库门口道闸前检测器检测车辆X4接通入口显 示屏输出欢迎光入口处识身份读卡器通身份验证X3接通 辅助继电器Ml线圈电接通触点Ml然辅助继电器M2线圈电触点 M2闭合Y0置位道闸电机正转正转正转限位开关吋X6闭合道 闸栏开启时Y1复位保证道闸电机没反转信号车辆进入通道闸 面车辆检测器吋触点X5闭合Y0复位道闸电机停止正转吋Y1置 位道闸电机反转反转道闸反转限位开关吋X5闭合Y1复位 道闸电机停止反转入口道闸车辆检测器检测车辆次X2闭合次 PLC置计数器C220减1C220等0吋表示停车场车位已满停车场门 口红灯亮
车辆出库程入库程基木相出口道闸车辆检测器 检测车辆
次X13闭合次PLC置计数器C220加k
324出入口系统硬件配置
(1) PLC选择
通面PLC外部硬件连接图输入输出IO点分配分析选择PLC 型号FX2N—64MR—00132输入点32输出点够满足系统 点数输入电源DC24V电压输入输出方式继电器输出⑻
(2) 传感器选择
实现系统功必须选择恰传感器力求准确行济 价格贵面传感器深入分析选择
适车辆检测常传感器种：
① 感应线圈检测器
感应线圈检测器交通屮应广泛检测传感器构成包括：埋路 面较浅处绝缘线圈路边拉紧盒控制箱数输入线装控制箱 电元件中绝缘线圈感应线圈检测器中振荡电路电磁感应部分工作 原理：汽车停驶绝缘线圈车辆金属部分产生涡流电流H电流方 线圈电流方相反引起涡流电流产生磁场线圈电流产生磁场方 反线圈磁场场强减线圈磁场场强减振荡电路振荡频率增 加引发电子元件控制箱发出脉表征车辆出现
感应线圈检测器提供车辆车辆出现车辆计数车道占率等交通流 信息单感应线圈直接测量车速感应线圈检测器种非常容易设置 安装检测装置应道口收费交通控制停车场车辆计数等方面
② 超声波检测传感器
超声波检测器波束检测装置种工作原理：利超声波传感器发射 脉波通测量路面车辆表面发射脉超声波波形确定传感器 路面车辆表面距离吋路车路车吋传感器测信号差 确定车辆出现传感器利接收声信号转换电信号通信号 处理模块进行分析处理出车辆数量车速车道占率等信息
③ 微波检测传感器
微波车辆检测传感器工作原理：通路面发射微波吋接收物体反射 回來信号
相应预处理放滤波含交通流信息频率段信 息AD转换器进行模数转换相应单片机DSP处理器转换数字信 息进行相关分析处理运算处理结果通部通信接口发冋系统终端 通分析微波车辆检测传感器接收波形获车辆出现车辆流量占 率车速等信息
④ 红外线检测传感器
红外线检测传感器波朿检测装置种动式动式交 通理动式红外检测器利红外线波长范围附工作激光二极发射低 红外线射检测区域车辆反射散射返冋传感器动式红外线检测 器提供车辆通存数没速度数实质探测器來测量物 体发出红外线量车辆进入检测范围测量表量发生变化 种检测器交通监应典型距离约61 m距离气组 成素会造成检测器明显性降
⑤ 视频检测传感器
视频检测传感器通分析交通场景图确定连续画面间变化达 检测车辆目黑白图图处理算法检测画面素灰度变化目前 图处理算法已天气条件等造成图背景灰度变化 连续画面滤信息计算出交通流参数
种传感器较选择里传感器输出信号作计数器计数來 需传感器输宙脉信号感应线圈检测器正满足点环形线圈 前端电路原理图图3・5示原理采电磁感应检测技术根车辆 通埋设道路环形感应线圈时引起电感量变化來检测车辆达 离开匝数专环形线圈线埋设路面等效传感器件耦合振荡 电路采集正弦振荡信号较器LM339初步整形进入信号整形电路 初步整形信号变成较标准方波信号
VC c
图35感应线圈检测器原理图
（3） 数码红绿灯
显示部分三七段数码分显示计数值位十位百位LED 数码根LED接法分阴阳两类LED阴极连起 阴式LED阳极连起阳式系统设计中选择阴式 七段数码阴极接相应段阳极接正电源该段会发光然 LED电流通常较般均需回路中接限流电阻阳
（4） 计数器
FX2N系列编程控制器部计数器分16位加计数器（200点）32 位加减计数器（35点）表3・1示叭
表31部信号计数器
设定值
通型
断电保持型
16位加计数器（200点）
设定值0〜32767
C0 〜C99 （ 100 点）
C100 〜C199 （ 100 点）
32位加减计数器（35点）
设定值2147483648〜
+2147483647
C200〜C219 （ 20 点）
加控制器（M8200〜M8219）
C220〜C234 （ 15 点）
加减控制器（M8200〜
M8219）
系统中求计数器具双计数功完成加计数减计数具断电 保持功软件设计屮选择计数器C220完成软件设计求
33停车场车位引导系统硬件组成
停车场部诱导系统直接功停车场理员停车需求司机 提供停车信息说明系统必须停车场获信息然通显示装置发布出 供需求者系统必须具备信息采集信息发布功采集设备 信息必须处理转换成信息合理控制发布出系统应 具备信息处理功釆集设备信息信息发布出必须定传播 方式信息达目系统应具备信息传输（通讯）功 击停车场部诱导系统组成•般包括信息采集信息处理信息传输信息发 布等系统四模块相互赖作实现停车诱导功
停车场车位引导系统结构框图图36示
图36车位引导结构框图
331信息采集模块
停车场信息采集功实现准确车位采集停车场进出口理收 费计算机化面较常见三种车位信息采集方式问
（1）电磁感应线圈
电磁感应线圈基电磁感应原理设计实吋交通流检测器具全天候 全天时准确度高造价低廉等特点种目前较广泛成熟产品根 检测原理户需求电磁感应线圈检测器般通型存型两类 环型线圈检测器两部分组成基木原理具定（根实际求确定） 电感环型线圈电容器组成谐振电路车辆通驻留环型线圈电磁场范围 吋环型线圈磁通量发生变化进产生振荡电压频移通振荡电压信号频移 量分析确定车辆通存状态
停车场信息采集采通型线圈检测停车场进出口数量存型线圈 检测场车位占状况
(2) 视频检测器
交通视频技术指计算机视频技术检测交通信息通视频摄象机计算 机模仿眼功视频范围划定虚拟线圈车辆进入检测区域背景灰度发 生变化感知车辆存检测车辆流量速度传统交通信息 采集技术相交通视频技术着直观安装维护方便检测范围广等优点 着计算机技术数字图象处理模式识技术发展计算机视频技术必交 通信息检测中占越來越重位
通常视频检测器作停车诱导系统采集器成系统视频检测 系统般包括视频图象处理视频图象压缩远程通讯传输屮心控制软件等组成 部分根户需求系统应方式采集组合模式视频检测器 号牌识系统联合实现停车场停车进出
(3) IC卡读写器
IC卡读写器通外界物实行车辆通式采集方式车辆进出停车场 吋通IC卡采集车辆进出吋间等信息IC卡读写器分接触式非接触 式两种形式
停车场采集方式优缺点见表32示
表32种常见停车场车位信息采集方式优缺点较
釆集方式
优点
缺点
感应线圈检测
线圈电子放器已标准化技术成熟
易掌握计数精确抗干扰性强
安装时破坏路安装质量 性寿命影响修理安装时 盂中断交通影响路寿命
视频检测
施T安装简单系统安装破坏路面 T•扰交通维护费低性高 系统兼容性预留通通信接口 扩展升级非常方便
成较高车牌号识別系统识率
存定误差
非接触式IC R
读卡器
技术成熟易掌握计数精确成
低
刷卡机易损坏动性较差
表较选择感应线圈检测车位信息
332信息处理模块
停车诱导系统信息处理仅提供车位状况信息担负着存储停车场路 边车位信息加工处理车位情况变化模式等务功未來提供停 车需求状况预报停车位
预约等服务奠定基础冋
停车诱导系统车位信息处理通理软件分两步实现前端处理系统 理中心系统
333信息发布模块
停车诱导理系统信息发布模块功实吋监测数库屮发送 数库存储表循环发送方式信息处理模块数发送发布点 显示屏该模块具通讯子系统接口数传递通讯子系统完成信息 发布模块需完成发端收端处理工作
停车信息发布停车场诱导信息系统部分诱导信息否变分 固定诱导信息变诱导信息固定诱导信息停车标志牌种信 息发布方式成木低廉作停车场诱导系统信息发布益补充变诱导信息 发布牌够提供变化车位车场信息变信息发布牌附带固定诱导 信息节约成木提高发布系统稳定性木文变诱导胸
334信息传输模块
停车诱导系统工作流程概述：停车诱导系统首先利检测监视系统采 集种停车信息然通讯系统送计算机屮心集中处理利通讯系统信 息发布系统信息传输停车诱导系统显示屏户提供效车位引导 信息
种信息传输停车诱导系统运行基础传输信息口通 讯系统体神系统样停车诱导系统屮起着关重作
335车位引导系统硬件配置
车位引导系统输入端元件X20X21X22X23……输出端 元件Y40Y4k Y42Y43……通感应线圈开关检测装置车位车辆 状态进行检测车位车辆时应输入继电器通电常闭接点处闭合状态 车位屮车辆吋常闭接点断开车位信息反映PLC'Po
车位引导系统硬件配置：
(1) PLC
车位引导系统输入点168考虑选择输入输出点数512256点输 入256点输出规格PLC基木单元型号FX2n512MR001时 种型号PLC性指标满足
冏
(2) 车位感应开关
表3・2较分析感应线圈检测器计数精确抗干扰性强检测方便口J满足车位 状态车位状态检测传感器开关选择感应线圈检测器
(3) LED显示屏
LED显示屏选择计算机控制通计算机发布信息显示屏满 足里选择2x8 (2行8字)全阵列屏幕显示容直观方便
4系统软件设计
41系统软件总体设计
411软件总体流程
系统软件总体流程图图4・1示
图41系统总体流程图
42停车场车位控制程序设计
4 21 PLC程序输入输出符号表
PLC硬件系统输入输出量符号表参见表31表32示
422系统子系统软件
(1) 入口系统程序
车辆进入停车场工作流程图4・2示
图42车辆入场工作流程
(2) 出口系统程序
车辆出停车场工作流程图牛3示
车辆检测器检 测车
图43车辆出场工作流程
(3) 车位显示系统程序
车位显示系统流程图图4・4示
数码显示程序程图45示
图45显示程序流程图
(4) 车位引导系统流程
停车场车位通车位检测器检测车位状态输入PLC中PLC输入 车位转台传输计算机中心算机中心通定程序软件处理路 口发布相应空位信息
(5) 停车场外出入口系统梯形图图4・6示
37
M8002
xooo
HF
X001
{MOV
K168
C220
{MOV
KO
DO
{MOV
KO
DI
{MOV
KO
D2
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D3
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KO
D4
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YOOO
Y004
—[SET
Y005
{MC
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MO
NO MO
X003 X002
42T——
45
X004 Ml
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M2
48T F
X006
52—1 卜
X005
54—1 卜
M2
{SET YOOO
{SET Y006
[RST YOO1
[RST YOOO
[SET YOO1
[RST YOOO
[SET M8200
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D1
D3
[MOV
D3
K2Y020
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D1
K4
[SEGD
D1
D4
[MOV
D4
K2Y030
—[MCR
NO
140
142
{EXD
图46停车场出入口控制梯形图
木停车场车位控制系统基PLC设计控制较实现屮型停车场车位 理问题实现车辆进出停车场理车辆流量显示车位引导等功中 型停车场停车问题设计出较符合实际系统木系统设计简单易懂易实 现具较强实意义
木系统实现功分块模块化思想系统分成相独立两 块分块设计较实现硬件电路分配软件设计设计出较理想程 序PLC执行达系统设计求木文工作成果：
（1） 整体设计中系统分成两块停车场外部出入控制系统控制车 辆出入停车场部车位引导系统引导车辆第时间停适位置整 体设计结构清晰模块化
（2） 停车场外部出入控制系统完成硬件部分设计选择分配 PLCIO点基梯形图完成该部分软件设计实现系统求 车辆击入停车场计数控制功
（3） 停车场部车位引导系统完成硬件部分设计选择分配 PLCIO点基梯形图完成该部分软件设计完成系统求 第吋间引导车车停优位置功
通次毕业设计加深PLC设计应尤PLC梯形图软件 设计块巨进步限知识限设计系统•缺点 车位引导吋没加入语音功木系统设计较缺陷吋停车场 部车辆进入时车位引导系统直处工作状态利环保节老 师学提出指导意见学屮更层楼
首先感谢导师xx副教授予指导帮助木完成该毕业程屮 始终谭老师微关怀耐心指导整篇文撰写修改老师精心指导完成开始选题结构组织程序设计定稿 包含着心血吋导师耐心指导完成木次毕业设计程 中受启发严谨治学态度精深学术造诣忘工作作风 终身受益难忘怀生笔宝贵财富表示诚挚敬意 衷心感谢
时感谢帮助学感谢支持鼓励 文完成提出许宝贵意见感谢动化系位领导老师感谢 提供难学机会创造良学环境感谢母校xx科技学武昌 分校年來教育培养
感谢关心支持帮助老师学朋友
感谢亲年私支持帮助私爱信心 力量利完成学业
衷心感谢评阅阅读设计文老师付出辛勤劳动
参考文献
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系统设计
系 ：机电动化学院
专 业 班：电气工程动化xx班
姓 名：
学 号：20xx113xx
指导教师：
201x年6月
基PLC停车场车位控制
系统设计
Design of Control System for Parking
Spaces Based on PLC
着汽车工业迅猛发展国汽车拥量急剧增加城市出现 停车 难问题停车场成交通系统中重部分停车场车位控制系统计算机 PLC作控制器实现车辆进出停车场动登记收费计数车位引导 种停车系统
木课题针区停车问题设计出基PLC中型停车场车位控制系 统该系统功说分停车场外部出入控制系统停车场部车位引导 系统出入控制系统负责统计停车场剩余车位数量显示控制车辆 出入包括传感器PLC计数系统七段数码显示红绿指示灯道闸栏栅 等车位引导系统负责车进入停车场引导车停优位置包括传 感器PLC控制器计算机控制系统LED显示屏等
木文介绍停车场控制系统部分实现功设备组成硬件 电路选择吋阐述 PLC输入输出分配重点介绍 PLC外部硬件电路 接线软件编程设计木文屮软件编程语言梯形图直观易懂整系统设 计思路清晰结构紧凑部分原理简明通俗停车场车位控制系统设计具 定参考价值实际意义
关键词：停车场 编程控制器 车位引导
Abstract
With the rapid development of the automobile industry China's automobile ownership has soared Many cities appeared parking problem and parking become an important part of transport system Parking lot control system is a parking system which is controlled by computer or PLC (Programmable Logic Controller) to realize the automatic registration charges count and parking guidance
This article introduces a parking location system based on PLC to solve the actual problem The system can be divided into two parts based on function one which is out of the lot is designed to control the cars in and out the other which is in the lot is designed to lead the car parking Access control system includes sense organ counter system sevensegment display > greenred light system and so on Parking guidance system is responsible for when the car into the car in the parking lot after guiding the optimal location mainly including sensors PLC controller computer control system the LED display and so on
This article mainly introduced the parking lot control system parts mainly realizes function composition of equipment and the choice of hardware circuit and expatiates the input and output distribution the PLC is mainly introduced PLC external hardware circuit wiring and software programming design this article software programming language used is the ladder diagram straightforward The whole system has a compact frame and infocus consecution its element can be understood easily in a word the system can be referenced by kindred system
Key words： parking lot programmable logic controller (PLC) parking guidance
摘 I
Abstract II
绪 1
1编程控制器(PLC)简介 2
1 1 PLC定义发展现状 2
12 PLC工作原理 2
13 PLC优点 4
14 PLC编程语言 5
15 PLC发展趋势 5
2基PLC停车场车位系统总体设计 6
2 1 系统实现功 6
22系统设计方案 6
2 21系统总体设计方案 6
222 系统实现功 8
23系统设计方法 9
2 31入口控制系统设计方法 9
2 32 出口系统设计方法 10
2 33车辆显示系统设计方法 11
2 34车位引导系统设计方法 12
24系统组成总体框图 12
3控制系统硬件设计 14
3 1 控制系统选取 14
32出入口系统硬件组成 14
32 1 入口系统组成 15
322 出口系统组成 15
3 2 3 出入口系统硬件电路图 16
3 2 4 出入口系统硬件配置 19
33停车场车位引导系统硬件组成 22
3 3 1 信息采集系统 22
3 32信息处理模块 24
3 33 信息发布模块 24
3 34 信息传输模块 24
3 35车位引导系统硬件配置 24
4系统软件设计 26
41系统软件总体设计 26
4 1 1 软件总体流程 26
42停车场车位控制程序设计 27
42 1 PLC程序输入输出符号表 27
422 系统子系统软件 27
结 34
致谢 35
参考文献 36
年国汽车产业飞速发展汽车保量持续攀升屮国口前停车 场建设相滞停车难问题凸显满足日益增长停车需求型超 型停车场断涌现停车场规模增传统停车场理系统已满足实 际需求叭 外着规模断扩停车场部针停车户泊车引导日显 重户置身停车位达数千甚万停车场中难口快速找停 车位户设计套行效泊车引导系统指引户泊车 加快户泊车速度提高停车场整体运行效率
目前国停车场理系统存智化集成度低缺点注重收费口 动化忽视停车程动化安全监控动化理子系统没效 综合集成起停车场安全性理智化水整体运行效率低 数型停车场具备智型泊车引导系统般停留显示停车位已 满指示车位编号等简单泊车引导阶段
智停车场智交通系统重组成部分口前世界交通运输领域研究 前课题核心釆先进技术高度口动化机电设备图处理设备数 处理设备结合户停车场收费理方面需求交通理方面验开 发系统停车场车位控制系统直接进行工参指挥情况动完成停 车场空余车位数目统计口动进出停车场智化收费口动车位引导系统
木设计研究停车场车位控制系统实现功程通PLC技术计算 机技术停车场出入库系统泊车引导系统进行控制理实现动进出口登 记收费计数车位引导减少工参车准确方便迅速实现停车 完成停车场车位控制系统硬件系统设计选型软件系统设计
1编程控制器（PLC）简介
1 1 PLC定义发展现状
编程控制器（Programmable Logic Controller）简称PLCPC种数字 运算操作电子系统专工业环境应设计采编程序存储器 部存储执行逻辑运算序控制定吋计数算术操作等面户 指令通数字式模拟式输入输出控制种类型机械生产程 编程控制器关外围设备易工业系统联成整体易扩充功 原设计
编程控制器微处理器核心电气传动逻辑控制口动测量调节 数计算处理机结合起具丰富软件资源现代化工业动化控制 器30年发展现编程控制器成重应场合 广泛工业控制微型计算机构成包扌舌逻辑控制程控制数采集图 形工作站等综合控制系统
国应PLC述处初级阶段局限钢铁化工汽车机床煤炭 电站等领域行业应尚未普中国尚广阔应领域等开拓国 90PLC市场国外占领屮型PLC中100国外产品美国 MODICON公司GE公司西德SIEMENS日木富士公司国停车场车 位控制许采『PLC取非常效果
12 PLCI作原理
PLC采循环扫描工作方式扫描程分部处理通信操作程序输 入处理程序执行程序输出阶段全程扫描次需时间称扫描周期 PLC方式开关置RUN （运行）吋部处理通信操作程序输入程序 执行程序输出直循环扫描工作执行阶段PLC方式开关置STOP （停止）时进行部处理通信操作服务等容执行3阶段时 进行通信处理PLC联机离线编程循环扫描程图1・1示
图11 PLCI作原理图
PLC中户程序先序存放CPU第条指令开始执行程序直遇 结束符返回第条周复始断循环输入处理执行户程序输 出处理程原理图1・2示
图12 PLC程序执行原理
13 PLC优点
编程逻辑控制器早期继电器逻辑控制系统发展微型计算机 基础种工业环境设计数字式电子系统种系统编程序存储面 户指令部寄存器完成规定功逻辑序定时计数数字运 算数处理等通数字量输入输出控制种类型机械生产程具 显著特点
(1) 实时性
控制器产甜设计开发基控制前提信号处理吋间短速度快基 信号处理程序运行速度PLC常处理工业控制装置安全联锁保护更 满足领域中型工业控制项目
(2) 性高抗干扰力强
PLC专门工业控制设计设计制造程屮均采诸屏蔽滤 波隔离触点精选元器件等层次效抗干扰措施IO输入输出 信号均采光电隔离工业现场外电路控制器部电路间电气隔离
(3) 控制功强
PLC具基木逻辑控制定时计数算术运算等功外配特殊功 模块实现位控制PID运算程控制数字控制等功
(4) 配置灵活
控制器产品种类繁根控制工程实现功求进行配置 控制器部件包括CPU电源IO等均采模块化设计机架电缆 模块连接起系统规模功根户需行组合
(5) 方便
PLC安装简单维修方便种工业环境直接运行吋需现 场种设备PLC相应IO端相连接投入运行种模块均运行 障指示装置便户解运行情况查找障
(6) 设计施工高度周期短
PLC许方面软件编程取代硬件接线PLC构成控制系统较 简单编程容易安装方便
14 PLC编程语言
PLC编程语言计算机工作原理样PLC操作程序求进行 程序程序语言表达表达方式种样PLC生产厂家 机种采表达方式基木纳字符表达方式（文字符号 表达程序语句表程序表达方式）图形符号表达方式（图形符号表达程序 梯形图程序表达方式）两类梯形图编程语言种图形语言具继电器 控制电路形象直观优点语句表编程语言类似计算机汇编语言助记符來 表示种指令功PLC户程序基础元素⑸
15 PLC发展趋势
PLC总发展趋势高集成度体积容量高速度易高性 方发展具体表现方面：
（1） 高速度容量方发展
（2） 性进步提高
（3） 增强外部障检测处理力
（4） 力开发智模块
（5） 提供更方便灵活编程方法PLC更加方便
（6） 超型超型两方发展
（7） PLC更加规范化标准化
（8） PLC联网通信功更加强⑹
2基PLC停车场车位系统总体设计
21系统实现功
系统体满足求：
（1） 假设停车场168空位停车场I •字路口设车辆信息提示 显示屏显示空余停车位
（2） 入口处装设车辆传感器來检测车辆进入通PLC进行计 数车进入吋计数减1
（3） 出口处装设车辆传感器检测车辆出通PLC进行计 数车开出时计数加1
（4） 车位空余吋入口闸栏开启车辆进入停放通显示屏 显示欢迎光时指示灯绿灯亮表示尚车位通七段数码显示停车 场空余车位数车位已满时显示屏显示车位已满时指示灯红灯亮表 示车位已满入口闸栏关闭车辆进入停放
（5） 三位七段数码显示停车场剩余车辆数七段数码分显示剩余 车位数位十位百位数
（6） 车进入停车场够通停车场引导屏引导车空位停放 停车场盲口寻找车位
22系统设计方案
221系统总体设计方案
木课题基PLC停车场车位控制系统设计入口系统出口系统泊车引 导系统车辆显示系统四系统组成
首先车辆入口理屮心系统记录车辆信息吋车场显示系统根记录车 辆数量信息决定否开启道闸允许进入车辆进入车辆显示系统记录停车场车位 数目然车辆进入停车场根泊车引导系统停车车辆出库时车辆 出口理系统核车辆信息收费开启道闸车辆显示系统记录车辆出入情况 显示系统总体结构框图图2・1示
图21系统总体结构框图
系统总体框图出系统四系统：入口控制系统出口控制 系统车辆显示系统车位引导系统组成进步总体停车场分成两 块停车场外车辆出入口控制系统车辆显示系统二停车场车位引 导系统
车辆进入停车场停车整程图22表示
机
ft 2
M示
卄显
机
额fin
§
□
图22停车流程图
停车流程系统组成功模块图23示
图23系统功模块图
功模块图出系统总体说分成两块：停车场 外围绕计数模块组成场外控制系统二车进入停车场车位引导系统 中场外控制系统包括传感检测模块计数模块车位指示灯模块显示模块 场车位引导系统包括传感器检测模块车位引导模块
传感器检测模块利传感器检测入口出口处车辆计数模块精确 计数车位指示模块停车场位置时发出绿灯位置饱吋发出红灯警示 显示模块七段数码核心显示停车场已停车数目场车位引导系 统刚rfl传感器检测模块车位引导模块组成传感器检测模块负责检测停车 位状态车位引导模块负责第时间引导汽车开空余车位停放
222子系统实现功
(1) 停车场入口系统
车辆进入停车场吋设车道车辆检测传感器检测车辆时启动入口 摄系统摄录车辆图车牌号等信息时户车入口控制机询键取出 吋卡长期户车固定卡通远距离读卡器读卡身份识道闸升 起放行车辆车辆通道闸动放
(2) 停车场出口系统
车辆出库吋车辆检测器感应出库信号吋启动出口摄系统摄录车辆图 车牌号等信息车停车卡通远距离读卡器读卡识进口吋信息 核时检测否交费道闸升起放行车辆车辆通道闸动放
（3） 停车场显示系统
显示系统七段数码核心显示停车场剩余车位数口车辆进入车库 吋车辆出入感应器感应出车辆进入剩余车位数量减1样车辆出库吋 剩余车位数加k车库中剩余空位时红灯亮道闸控制器开启禁止车 辆停车车库屮空位吋绿灯亮道闸控制器开启允许停车
（4） 停车场泊车引导系统
停车场车位引导系统够检测停车场车位否停车状态时 车位状态通PLC检测传输计算机屮车位空余状态信息发布路 口显示屏引导车快速找空余车位停车
23系统设计方法
停车场理系统运行程顾客停车取车程基础停车场工作流 程始终户车辆进出停车场流程屮心停车场户般分吋户固 定户两类
吋户指吋停车场停车户类户停车行般具吋 性机性频次低特征吋户潜数量庞身份确定
固定户指长期固定停车场停车户类户停车行般具 长期性规律性频次高特征固定户般停车场附单位工作员 生活区住户数量定吋间确定
231入口控制系统设计方法
针停车场户般分吋户固定户实际情况系统出入场流程 分吋户固定户两种情况
（1）时车辆入场工作流程
吋车辆进入停车场吋设车道车辆感应线圈检测车辆 车信号传送入口控制器入口控制器获取车辆信号相关设备发出指 令启动摄系统车辆识系统计算机图进行处理记录车辆牌 信息颜色信息车型信息等然语音提示设备提示户动取卡钮入口 控制器检测取卡信号通串口发卡机发送发卡命令发卡机接命令 发出张时户卡刚系统获取信息卡ID号应起來时 语咅提示器提示户取走时卡果户规定时间
取卡发卡机口动吞 回户卡入口控制器取消次入场操作户取走卡发卡机发出户已取走 卡信号入口控制器入口控制器抬起栏杆户驾车驶入停车场⑺
入口道闸车辆传感器检测车——车信号变化通PLC控制 栏杆动放杜绝砸车事件发生PLC控制器接收入口栏杆出现升杆 ——降杆动作确认木次入场程已完成吋PLC控制器控制三位数码 剩余车辆显示数目减1
（2）长期卡车辆入场工作流程
持固定卡户车辆进入入口读卡器感应范围吋远距离读卡器射频 卡Z间建立起信息交换系统射频卡读卡器发送卡信息读卡器判断射频卡合 法性吋间效性效获取射频卡ID号送数处理屮心 吋摄系统车辆识系统启动摄入车辆图车辆识系统分析 获牌信息颜色信息车型信息等数处理中心根读卡器传ID号 查询数库屮ID号相关车辆信息刚实时获取信息进行 符合拒绝放行吋出告警信息出错提示信息外数处理屮心会 检查固定卡否期符合条件入口控制器效信号抬起栏杆 户驾车驶入停车场
入口道闸车辆检测器检测车——车信号变化通PLC控制 器栏杆放PLC控制器接收入口栏杆出现抬杆——落杆动作确认 木次入场程已完成吋PLC控制器控制三位数码剩余车位显示数口减1
长期卡读卡器信息交换距离I •米数I •米空间里 完成时间花销短车辆达口时电动栏杆已抬起样便实现固 定户停车操作 232出口系统设计方法
（1）时车辆出场工作流程
吋户驾驶车辆进入停车场离场通道停出口处车辆检测器检测车 PLC控制器发出车信号摄系统车辆识系统启动摄入车辆图 车辆识系统分析获牌信息颜色信息车型信息等户入场时取 户卡交理员理员通出口读卡机读取户卡ID信息 户卡收回循环数屮心通检索数库屮应ID号获该户卡类型 (吋卡)入场时间查询数库屮ID号相关车辆信息刚实吋获 取信息进行符合拒绝放行出告警信息出错提示信
息符 合数屮心根车辆场停留吋间计费费率计算出户应缴费额吋显 示金额显示器屏幕户交纳相应费理员开道闸开关通PLC 控制器道闸栏杆升起户驾车驶出停车场
出口车辆检测器车——车变化信号通PLC控制栏杆动放 PLC接收出口栏杆出现抬杆——落杆动作确认木次出场程已完 成先前获户卡号入场时间出场时间保存应数库中备查完成 次出场程吋PLC控制器控制三位数码剩余车位显示数口加1
(2)长期卡车辆出场工作流程
持长期卡户车辆达停车场出口时读卡器获取该卡信息信息送 数处理屮心启动车辆图识系统判断户卡效性数屮心查 询信息ID号相关车辆信息车辆识系统获取信息进行果 符合贝IJ出口控制器效信号出口控制器控制抬起出口电动栏杆户 驾车离开停车场完成次出场程时PLC控制器控制三位数码剩余车 位显示数口加1
233车辆显示系统设计方法
道闸前设车辆感应线圈道闸前感应线圈开关接PLC输入端 三位数码红绿指示灯接PLC输出端道闸前感应线圈感应车辆时显 示系统进入准备计数状态道闸感应线圈感应车辆开始计数入口处车辆 进入停车场数码显示系统通道闸前两车辆感应线圈开关变化通 PLC输出三位数码表示剩余车位数减1出口处车辆出库吋显示系统通 PLC输出三位数码表示剩余车位数加1时车辆进入停车场 果剩余车位数0指示灯红灯亮表示停车场空位吋驱动入口LED 显示屏显示车位已满字样果剩余车位数1指示灯显示绿色吋 驱动入口LED显示屏显示欢迎您光字样
234车位引导系统设计方法
停车场分布图图2・4示停车场车位屮装车位检测传感器 负责检测停车位停车状态空闲状态车辆停进车位时车辆感应开关 监测车位停车车位空闲时车辆感应开关样检测车位空余停车场 车位状态通开关元件输入PLC控制器输入端然PLC计 算机通信停车场车位状态传输计算机
屮计算机讲停车场空余车位 反映路口显示屏第时间引导车开空闲车位停放
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图24停车场分布图
24系统组成总体框图
停车场车位控制系统入口控制系统出口控制系统车辆识系统车 位引导系统户理系统组成入口控制系统入口控制车辆检测发卡读系 统组成出口控制系统出出口控制车辆检测收卡读卡系统组成车辆识系统 rti车位检测信息提示组成车位引导系统车位检测信息发布组成系统 间通计算机中心联体
系统组成结构图图2・5示
计算机控制系统
入口控制
车辆识
系统
系统
入
车
发
车
信
口
辆
卡
位
息
控
检
读
检
提
制
测
卡
测
示
系
系
统
统
图25系统组成结构图
出口控制
系统
出 车 收
口 辆 卡
控 检 读
制 测 卡
系 系 统 统
3控制系统硬件设计
31控制系统选取
停车场控制系统硬件组成图31示
图31控制系统硬件组成
控制系统駛件组成口J出：系统PLC控制中心停车场外入口控制 系统出口控制系统车辆显示系统通PLC输入输出实现控制停车场车 位状态通PLC实现车位检测PLC检测数串口传输计算机中计 算机系统实现停车场费收费理车辆信息检测停车场空余车位信 息发布
PLC实现输入输出控制硬件设备冇停车场外车辆感应线圈传感器出 入口道闸控制器动发卡收卡机远距离读卡器数码显示入口红绿指示灯 停车场车位传感器
32岀入口系统硬件组成
停车场出入口显示系统组成冇：PLC控制器车辆检测装置道闸控制器 数码显示LED显示屏指示灯出入口摄机出入口发卡收卡机远距离 读卡器
32 1入口系统组成
入口系统硬件组成框图图32示
图32入口系统硬件组成
停车场入口系统装PLC身份识IC读卡器时停车动发卡 机道闸车辆检测器红绿指示灯数码显示LED显示屏
322出口系统组成
出口系统组成框图图3・3示
图33出口系统组成
停车场出口控制系统装冇收费计算机出口摄机道闸前车辆检测器PLC
LED显示屏道闸控制器等
323出入口系统硬件电路图
基PLC停车场车位控制系统组成图34示
SB1
SB2
FR1
SB3
SB4
SB5
卜
SB6
SB7
SB9
\
SB
2 _
SB1
X0
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XI
Y1
Y2
X2
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X3
Y4
X4
Y5
Y6
X5
p
Y7
X6
X7
L
COMI
X10
C
Y10Y17
XII
X12
Y2()~Y27
X13
X14
Y3()~Y37
X15
COM
COM2
KM1
KM2
红灯
—0 绿灯
AC 220V
DC 24V
作
图34出入口系统硬件电路图
屮开关SB1系统动作总开关冇开关SB1闭合时系统正常工
SB1开时系统动作开关SB2系统复位开关SB3表示入口身份识开
关SB4表示入口道闸前车辆检测开关SB5表示入口道闸车辆检测SB6表示 入口道闸电机正转限位开关SB7表示入口道闸电机反转限位开关SB8表示出口 身份识开关SB9表示出口道闸前车辆检测开关SB10表示出口道闸车辆检 测开关SB11表示出口道闸正转限制位开关SB12表示出口道闸反转限位开关 开关FR1入口热继电器FR2出口热继电器
输出端继电器线圈KM1表示入口道闸电机正转线圈KM2表示入口道闸电 机反转线圈KM3表示出口道闸电机止转线圈KM4表示出口道闸电机反转线 圈KM5表示入口显示屏输出KM6表示出口显示屏输出红灯表示车位已满绿 灯表示停车场屮剩余车位三数码分显示停车场剩余车位十百位
入口系统输入输出点IO址分配表表31示
表31进库时输入输出点IO址分配
输入址
输入器件
X2
入口热继电器
X3
入口身份识
X4
入口道闸前车辆检测器
X5
入口道闸车辆检测器
X6
入口道闸正转限位开关
X7
入口道闸反转限位开关
输出址
输出器件
Y0
入口道闸电机正转
Y1
入口道闸电机反转
Y4
车位满指示灯
Y5
车位空余指示灯
Y6
入口显示屏输出
Y10—Y17
剩余车位数位
Y20—¥27
剩余车位数十位
Y30—Y37
剩余车位数市位
C220
增减计数器
出口系统输入输出点IO址分配表表32示
表32出库时输入输出点IO址分配
输入址
输出器件
X10
出口身份识
XII
出口热继电器
X12
出口道闸前车辆检测器
X13
出口道闸车辆检测器
X14
出口道闸正转限位开关
X15
出口道闸反转限位开关
输出址
输出器件
Y2
出口道闸电机正转
Y3
出口道闸电机反转
Y4
车位满指示灯
Y5
车位空余指示灯
Y7
出口显屏输 Il
Y10—Y17
剩余车位数位
Y20—¥27
剩余车位数十位
Y30—Y37
剩余车位数市位
C220
增减计数器
车辆停车库门口道闸前检测器检测车辆X4接通入口显 示屏输出欢迎光入口处识身份读卡器通身份验证X3接通 辅助继电器Ml线圈电接通触点Ml然辅助继电器M2线圈电触点 M2闭合Y0置位道闸电机正转正转正转限位开关吋X6闭合道 闸栏开启时Y1复位保证道闸电机没反转信号车辆进入通道闸 面车辆检测器吋触点X5闭合Y0复位道闸电机停止正转吋Y1置 位道闸电机反转反转道闸反转限位开关吋X5闭合Y1复位 道闸电机停止反转入口道闸车辆检测器检测车辆次X2闭合次 PLC置计数器C220减1C220等0吋表示停车场车位已满停车场门 口红灯亮
车辆出库程入库程基木相出口道闸车辆检测器 检测车辆
次X13闭合次PLC置计数器C220加k
324出入口系统硬件配置
(1) PLC选择
通面PLC外部硬件连接图输入输出IO点分配分析选择PLC 型号FX2N—64MR—00132输入点32输出点够满足系统 点数输入电源DC24V电压输入输出方式继电器输出⑻
(2) 传感器选择
实现系统功必须选择恰传感器力求准确行济 价格贵面传感器深入分析选择
适车辆检测常传感器种：
① 感应线圈检测器
感应线圈检测器交通屮应广泛检测传感器构成包括：埋路 面较浅处绝缘线圈路边拉紧盒控制箱数输入线装控制箱 电元件中绝缘线圈感应线圈检测器中振荡电路电磁感应部分工作 原理：汽车停驶绝缘线圈车辆金属部分产生涡流电流H电流方 线圈电流方相反引起涡流电流产生磁场线圈电流产生磁场方 反线圈磁场场强减线圈磁场场强减振荡电路振荡频率增 加引发电子元件控制箱发出脉表征车辆出现
感应线圈检测器提供车辆车辆出现车辆计数车道占率等交通流 信息单感应线圈直接测量车速感应线圈检测器种非常容易设置 安装检测装置应道口收费交通控制停车场车辆计数等方面
② 超声波检测传感器
超声波检测器波束检测装置种工作原理：利超声波传感器发射 脉波通测量路面车辆表面发射脉超声波波形确定传感器 路面车辆表面距离吋路车路车吋传感器测信号差 确定车辆出现传感器利接收声信号转换电信号通信号 处理模块进行分析处理出车辆数量车速车道占率等信息
③ 微波检测传感器
微波车辆检测传感器工作原理：通路面发射微波吋接收物体反射 回來信号
相应预处理放滤波含交通流信息频率段信 息AD转换器进行模数转换相应单片机DSP处理器转换数字信 息进行相关分析处理运算处理结果通部通信接口发冋系统终端 通分析微波车辆检测传感器接收波形获车辆出现车辆流量占 率车速等信息
④ 红外线检测传感器
红外线检测传感器波朿检测装置种动式动式交 通理动式红外检测器利红外线波长范围附工作激光二极发射低 红外线射检测区域车辆反射散射返冋传感器动式红外线检测 器提供车辆通存数没速度数实质探测器來测量物 体发出红外线量车辆进入检测范围测量表量发生变化 种检测器交通监应典型距离约61 m距离气组 成素会造成检测器明显性降
⑤ 视频检测传感器
视频检测传感器通分析交通场景图确定连续画面间变化达 检测车辆目黑白图图处理算法检测画面素灰度变化目前 图处理算法已天气条件等造成图背景灰度变化 连续画面滤信息计算出交通流参数
种传感器较选择里传感器输出信号作计数器计数來 需传感器输宙脉信号感应线圈检测器正满足点环形线圈 前端电路原理图图3・5示原理采电磁感应检测技术根车辆 通埋设道路环形感应线圈时引起电感量变化來检测车辆达 离开匝数专环形线圈线埋设路面等效传感器件耦合振荡 电路采集正弦振荡信号较器LM339初步整形进入信号整形电路 初步整形信号变成较标准方波信号
VC c
图35感应线圈检测器原理图
（3） 数码红绿灯
显示部分三七段数码分显示计数值位十位百位LED 数码根LED接法分阴阳两类LED阴极连起 阴式LED阳极连起阳式系统设计中选择阴式 七段数码阴极接相应段阳极接正电源该段会发光然 LED电流通常较般均需回路中接限流电阻阳
（4） 计数器
FX2N系列编程控制器部计数器分16位加计数器（200点）32 位加减计数器（35点）表3・1示叭
表31部信号计数器
设定值
通型
断电保持型
16位加计数器（200点）
设定值0〜32767
C0 〜C99 （ 100 点）
C100 〜C199 （ 100 点）
32位加减计数器（35点）
设定值2147483648〜
+2147483647
C200〜C219 （ 20 点）
加控制器（M8200〜M8219）
C220〜C234 （ 15 点）
加减控制器（M8200〜
M8219）
系统中求计数器具双计数功完成加计数减计数具断电 保持功软件设计屮选择计数器C220完成软件设计求
33停车场车位引导系统硬件组成
停车场部诱导系统直接功停车场理员停车需求司机 提供停车信息说明系统必须停车场获信息然通显示装置发布出 供需求者系统必须具备信息采集信息发布功采集设备 信息必须处理转换成信息合理控制发布出系统应 具备信息处理功釆集设备信息信息发布出必须定传播 方式信息达目系统应具备信息传输（通讯）功 击停车场部诱导系统组成•般包括信息采集信息处理信息传输信息发 布等系统四模块相互赖作实现停车诱导功
停车场车位引导系统结构框图图36示
图36车位引导结构框图
331信息采集模块
停车场信息采集功实现准确车位采集停车场进出口理收 费计算机化面较常见三种车位信息采集方式问
（1）电磁感应线圈
电磁感应线圈基电磁感应原理设计实吋交通流检测器具全天候 全天时准确度高造价低廉等特点种目前较广泛成熟产品根 检测原理户需求电磁感应线圈检测器般通型存型两类 环型线圈检测器两部分组成基木原理具定（根实际求确定） 电感环型线圈电容器组成谐振电路车辆通驻留环型线圈电磁场范围 吋环型线圈磁通量发生变化进产生振荡电压频移通振荡电压信号频移 量分析确定车辆通存状态
停车场信息采集采通型线圈检测停车场进出口数量存型线圈 检测场车位占状况
(2) 视频检测器
交通视频技术指计算机视频技术检测交通信息通视频摄象机计算 机模仿眼功视频范围划定虚拟线圈车辆进入检测区域背景灰度发 生变化感知车辆存检测车辆流量速度传统交通信息 采集技术相交通视频技术着直观安装维护方便检测范围广等优点 着计算机技术数字图象处理模式识技术发展计算机视频技术必交 通信息检测中占越來越重位
通常视频检测器作停车诱导系统采集器成系统视频检测 系统般包括视频图象处理视频图象压缩远程通讯传输屮心控制软件等组成 部分根户需求系统应方式采集组合模式视频检测器 号牌识系统联合实现停车场停车进出
(3) IC卡读写器
IC卡读写器通外界物实行车辆通式采集方式车辆进出停车场 吋通IC卡采集车辆进出吋间等信息IC卡读写器分接触式非接触 式两种形式
停车场采集方式优缺点见表32示
表32种常见停车场车位信息采集方式优缺点较
釆集方式
优点
缺点
感应线圈检测
线圈电子放器已标准化技术成熟
易掌握计数精确抗干扰性强
安装时破坏路安装质量 性寿命影响修理安装时 盂中断交通影响路寿命
视频检测
施T安装简单系统安装破坏路面 T•扰交通维护费低性高 系统兼容性预留通通信接口 扩展升级非常方便
成较高车牌号识別系统识率
存定误差
非接触式IC R
读卡器
技术成熟易掌握计数精确成
低
刷卡机易损坏动性较差
表较选择感应线圈检测车位信息
332信息处理模块
停车诱导系统信息处理仅提供车位状况信息担负着存储停车场路 边车位信息加工处理车位情况变化模式等务功未來提供停 车需求状况预报停车位
预约等服务奠定基础冋
停车诱导系统车位信息处理通理软件分两步实现前端处理系统 理中心系统
333信息发布模块
停车诱导理系统信息发布模块功实吋监测数库屮发送 数库存储表循环发送方式信息处理模块数发送发布点 显示屏该模块具通讯子系统接口数传递通讯子系统完成信息 发布模块需完成发端收端处理工作
停车信息发布停车场诱导信息系统部分诱导信息否变分 固定诱导信息变诱导信息固定诱导信息停车标志牌种信 息发布方式成木低廉作停车场诱导系统信息发布益补充变诱导信息 发布牌够提供变化车位车场信息变信息发布牌附带固定诱导 信息节约成木提高发布系统稳定性木文变诱导胸
334信息传输模块
停车诱导系统工作流程概述：停车诱导系统首先利检测监视系统采 集种停车信息然通讯系统送计算机屮心集中处理利通讯系统信 息发布系统信息传输停车诱导系统显示屏户提供效车位引导 信息
种信息传输停车诱导系统运行基础传输信息口通 讯系统体神系统样停车诱导系统屮起着关重作
335车位引导系统硬件配置
车位引导系统输入端元件X20X21X22X23……输出端 元件Y40Y4k Y42Y43……通感应线圈开关检测装置车位车辆 状态进行检测车位车辆时应输入继电器通电常闭接点处闭合状态 车位屮车辆吋常闭接点断开车位信息反映PLC'Po
车位引导系统硬件配置：
(1) PLC
车位引导系统输入点168考虑选择输入输出点数512256点输 入256点输出规格PLC基木单元型号FX2n512MR001时 种型号PLC性指标满足
冏
(2) 车位感应开关
表3・2较分析感应线圈检测器计数精确抗干扰性强检测方便口J满足车位 状态车位状态检测传感器开关选择感应线圈检测器
(3) LED显示屏
LED显示屏选择计算机控制通计算机发布信息显示屏满 足里选择2x8 (2行8字)全阵列屏幕显示容直观方便
4系统软件设计
41系统软件总体设计
411软件总体流程
系统软件总体流程图图4・1示
图41系统总体流程图
42停车场车位控制程序设计
4 21 PLC程序输入输出符号表
PLC硬件系统输入输出量符号表参见表31表32示
422系统子系统软件
(1) 入口系统程序
车辆进入停车场工作流程图4・2示
图42车辆入场工作流程
(2) 出口系统程序
车辆出停车场工作流程图牛3示
车辆检测器检 测车
图43车辆出场工作流程
(3) 车位显示系统程序
车位显示系统流程图图4・4示
数码显示程序程图45示
图45显示程序流程图
(4) 车位引导系统流程
停车场车位通车位检测器检测车位状态输入PLC中PLC输入 车位转台传输计算机中心算机中心通定程序软件处理路 口发布相应空位信息
(5) 停车场外出入口系统梯形图图4・6示
37
M8002
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X001
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K168
C220
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图46停车场出入口控制梯形图
木停车场车位控制系统基PLC设计控制较实现屮型停车场车位 理问题实现车辆进出停车场理车辆流量显示车位引导等功中 型停车场停车问题设计出较符合实际系统木系统设计简单易懂易实 现具较强实意义
木系统实现功分块模块化思想系统分成相独立两 块分块设计较实现硬件电路分配软件设计设计出较理想程 序PLC执行达系统设计求木文工作成果：
（1） 整体设计中系统分成两块停车场外部出入控制系统控制车 辆出入停车场部车位引导系统引导车辆第时间停适位置整 体设计结构清晰模块化
（2） 停车场外部出入控制系统完成硬件部分设计选择分配 PLCIO点基梯形图完成该部分软件设计实现系统求 车辆击入停车场计数控制功
（3） 停车场部车位引导系统完成硬件部分设计选择分配 PLCIO点基梯形图完成该部分软件设计完成系统求 第吋间引导车车停优位置功
通次毕业设计加深PLC设计应尤PLC梯形图软件 设计块巨进步限知识限设计系统•缺点 车位引导吋没加入语音功木系统设计较缺陷吋停车场 部车辆进入时车位引导系统直处工作状态利环保节老 师学提出指导意见学屮更层楼
首先感谢导师xx副教授予指导帮助木完成该毕业程屮 始终谭老师微关怀耐心指导整篇文撰写修改老师精心指导完成开始选题结构组织程序设计定稿 包含着心血吋导师耐心指导完成木次毕业设计程 中受启发严谨治学态度精深学术造诣忘工作作风 终身受益难忘怀生笔宝贵财富表示诚挚敬意 衷心感谢
时感谢帮助学感谢支持鼓励 文完成提出许宝贵意见感谢动化系位领导老师感谢 提供难学机会创造良学环境感谢母校xx科技学武昌 分校年來教育培养
感谢关心支持帮助老师学朋友
感谢亲年私支持帮助私爱信心 力量利完成学业
衷心感谢评阅阅读设计文老师付出辛勤劳动
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