引言

隨著城市交通的日益發(fā)展和車輛的激增，車輛通行和停 放都成了一個難題。本文針對停車困難的問題，設計了一套結 合射頻模塊、PLC控制模塊、視頻監(jiān)控模塊、溫度測控模塊、 道閘控制模塊、顯示模塊和音頻模塊于一體的智能化車庫系 統(tǒng)。

1系統(tǒng)硬件設計

1.1系統(tǒng)工作原理

當車輛到達小區(qū)門口 3?5 m時，射頻閱讀器讀取射頻 書簽中的信息，同時壓力傳感器作為熱備用感應車輛，閱讀 器和壓力傳感器協(xié)同將信息傳送給可編程序控制器PLC，PLC 經(jīng)過判斷將信息傳送給上位機，上位機識別射頻書簽為本系 統(tǒng)卡后采集信息，向可編程序控制器發(fā)送指令，PLC控制車位 顯示屏顯示可停車號碼，控制閘門打開，控制車庫內(nèi)安裝的信 號指示燈和音頻設備使車主更快地完成停車過程。車庫內(nèi)還 配置了溫度傳感器，上位機連接了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可實時監(jiān) 控車庫內(nèi)的狀態(tài)，防止火災和其他危害的發(fā)生，如果發(fā)生危害, 上位機可以將信息發(fā)送給PLC，控制信號指示燈和音頻設備 發(fā)出警報。系統(tǒng)硬件結構如圖1所示。

1.2系統(tǒng)硬件選擇

1.2.1射頻芯片

本系統(tǒng)中的射頻芯片采用ADI公司的ADF7021，它是一 款低功耗、高性能的收發(fā)器。工作頻率為80?650 MHz和 862?940 MHz,符合ISO14443和IS018000系列的技術標準。 具有高斯和升余弦兩種數(shù)據(jù)濾波選項，用以改善窄帶應用的 頻譜效率。ADF7021只需少量外部分立器件便可構建一個完 整的收發(fā)器。片內(nèi)ADC提供集成溫度傳感器、外部模擬輸入、 電池電壓和RSSI信號的回讀，因而可減少ADC開銷。溫度 傳感器在40?+85 °C的整個工作溫度范圍內(nèi)精度達到±10 °C。 在室溫下進行1點校準并將結果存儲在存儲器內(nèi)，即可提高此 精度。

1.2.2壓力傳感器

系統(tǒng)中的壓力傳感器采用huba511系列，使用壽命長、精 度高、溫度穩(wěn)定性好和優(yōu)秀的電磁兼容性，因此使用于范圍 廣泛且要求嚴格的工業(yè)應用。

1.2.3可編程序控制器PLC

可編程序控制器PLC采用西門子S7-300系列，模塊化, 無排風扇結構，易于實現(xiàn)分布，易于用戶掌握;多種的性能遞 增的CPU和豐富的且?guī)в性S多方便功能的I/O擴展模塊，使 用戶可以完全根據(jù)實際應用選擇合適的模塊。當任務規(guī)模擴 大并且愈加復雜時，可隨時使用附加模塊對PLC進行擴展。 可編程序控制器PLC與上位機之間要用RS232/485轉(zhuǎn)換器, 且RS485抗干擾能力強，同時也增加了通訊距離，滿足系統(tǒng) 的需要。視頻監(jiān)控系統(tǒng)與上位機的連接采用串行接入的方式。 顯示屏和道閘由PLC發(fā)出指令控制。

1.2.4溫度傳感器

溫度傳感器采用EGA的EWS系列壁裝式溫度傳感器, 價格低廉，與大多數(shù)過程儀表、控制器、記錄儀、數(shù)據(jù)記錄 器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)兼容。精度：量程的±1%@25。。(77 °) ±0.11%/°C (0.06%/°F),工作溫度范圍 0 ?60 °C(32 ?140 °F)。 1.2.5信號指示燈

系統(tǒng)的信號指示燈采用LCD和雙色LED顯示。

1.2.6語音芯片

系統(tǒng)中的語音芯片采用TLFP0001芯片。超強ESD抵抗 能力(可以抵抗2 kV)、超低功；待機電流小于5 uA ；內(nèi)部 集成16級音量調(diào)節(jié)，最小可以調(diào)節(jié)到靜音狀。高清音質(zhì)，內(nèi) 部采用D-TO-D數(shù)字音頻轉(zhuǎn)；支持ISP在線燒錄聲音。

2系統(tǒng)軟件設計

系統(tǒng)軟件采用模塊化設計，包括上位機軟件和下位機軟 件兩部分。上位機軟件主要針對計算機平臺，可采用C++語 言編寫，主要用于控制節(jié)點終端設備和接收節(jié)點終端設備發(fā)送 數(shù),以及進一步的處理。下位機軟件設計主要針對PLC控制器, 使用STEP7 Professional V11編程，主要是各功能模塊的驅(qū)動, 如射頻模塊的控制、道閘控制、顯示屏指示燈控,、音頻控,、 數(shù)據(jù)存儲與傳送控制等。系統(tǒng)軟件流程圖如圖2所示。

在數(shù)據(jù)的傳輸過程中，不管是閱讀器和電子標簽之間的 無線通信，還是閱讀器與PL、PLC和上位機之間的通信，都 難免會遇到干擾而使數(shù)據(jù)發(fā)生變化，這是通信中既不愿意但 又無法避免的情況。數(shù)據(jù)的接收方都必須對接收的數(shù)據(jù)進行 檢驗，來識別傳輸錯誤。一般的校驗有奇偶校驗,、縱向冗余 校驗法(LRC)和循環(huán)冗余校驗(CRC)法。

3結語

與以往的車庫系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)免去了車主停車刷卡方可 通行的環(huán)節(jié)，因而節(jié)省了入庫時間，也防止了撞擊事件的發(fā)生。

本系統(tǒng)具有良好的人際互動功能，既人性化，又讓車主 更順暢地完成停車過程。

由于采用了智能化的操作流程，大大減少了人力資源的 浪費，同時也為調(diào)度部門緩解了壓力。

本系統(tǒng)具有實時監(jiān)控的視頻功能和溫度測控功能，為緊 急災害(如火,、盜竊)等的處理提供了方便。

系統(tǒng)采用了 PLC控制器和上位機連接，具有良好的擴展 功能，可與其他系統(tǒng)組成更強大的智能管理系統(tǒng)。與以往系 統(tǒng)相比，本系統(tǒng)受到自然環(huán)境的影響比較小，更加穩(wěn)定。

20211120_6198ca11778e5__基于RFID的智能車庫系統(tǒng)設計