基于光电传感器的立体车库控制系统设计-图文

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;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:1001—0785(201004—0024—04Abstract:Anewcontrolsystemisdesignedforverticalturntablestereogarages.WithallAT89C51singlechipmaochineasitscoreprocessor,thesystemconsistsofasensorcircuit,amotordrivecircuit,anIC—cardreader/writer,andamonitoringmoduleforthehostcomputer.Wheneveraccesssignalsfromavehiclea弛detected.thecontrolsystemreadsfromandwritestothedataontheICcard,andthenmakestheverticalturntableandcodeddiskrotatesynchronously,eaR-singthecontrolmotortorotatethevehiclepositiontothelevelofthesameelevationastheground.Theangulardisplace-mentoftherotationistransmittedviathesensorOilthephotoelectriccodeddisktothesinglechipmachine,whichthenout-putscontrolsignalstomakethecontrolmotorstop.Afteravehicleaccessiscompleted,thesinglechipmachineconlmuui-cateswiththehostcomputerviaallBS-232portandthenstoresacce端informationasrecordsinthedatabase.Asexperi-mentshaveproved,thissystemfeaturesasimplestructure,safeandreliableoperation,reducedvehicleaccesstime,andahishlevelofautomatedcontrolKeywords:stereogarage;controlsystem;singlechipmachine;photoelectriccodeddisk1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【1'2J。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、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:①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。②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。③单片机与上位机通过RS一232口将信息记录在数据库中。④存车成功,车库门关闭,司机带卡离开。(3如有取车请求:①申请取车,插入存车Ic凭证卡。②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。③单片机与上位机通过RS一232口将信息记录在数据库中。④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控制系统电路设计垂直转盘式立体车库自动控制系统结构如图2所示。单片机AT89C5l作为系统核心控制器,其P1口的P1.0一P1.4端连接传感器电路,P2口的P2.O、P2.1端连接电机驱动电路,P3口的P3.6、P3.7端连接电子卡读写机E2PROM芯片,RXD、TXD连接上位机监控中心,X1、X2口连接石英晶图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。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—万方数据耦合出各扇区的编码信号,集成电路u6把光电耦合器得到的信号经过整形后与单片机AT89C51的P1.0、P1.1和P1.2接口相接;光电耦合器U4、u5对应编码盘上的到位标志码条,该标志位于同一扇区的中间,运动的转盘在到位标志到来时。耦合出停车到位信号,提前半个扇区把扇区码送给单片机,通过调整到位标志的长度,可以调整到位精度;集成电路u7把耦合的信号经过整形与单片机AT89C51的P1.3和P1.4接口连接。图中的发光二极管可反映转盘的当前状态。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,Dl—D4用于保护三极管免受高压冲击。D3图5电机驱动电路当按下存/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HJ,容量为8kbitoI:C(Inter.IntegratedCircuit总线是一种由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。AT24C08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:1001—0785(20LO04—0027—03Abstract:Thisessaydiscussesthecalculationofthetractionforcefortheloadedcarpullerinac盯dumpersystem.88well船theoptimizationofthesystem'spowerandefficiency.,Keywords:cardumpersystem;loadedcarpuUer;driveunit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