常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文
图4-2 出入库梯形图
4.2 用户车位监控程序设计
在用户停车区域为防止乱停放及盗车现象发生，在车位上方设置车位传感器，检测车辆到位及离位状态，以输出信号作为监控车辆、车位动态的基本信息。当用户停车超过限定车位，蜂鸣器报警提示司机调整停车位置。
1、车位检测流程
根据要求分析出车位检测流程图如图4-3所示。
图4-3 车位检测流程图
2、车位检测梯形图
图4-4 车位检测梯形图
14
常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文
第5章 数据采集系统与计算机的通信
随着计算机通信网络技术的日益成熟及监控设备自动化程度要求的提高，自动控制系统从传统的集中式控制向集散式或分布式控制方向发展，这就要求构成控制系统的数字设备必须具有联网通信的功能。以便实现不同地理位置的计算机、现场控制器及数据采集设备的互相连接，构成数据通信系统，高效地完成数据传送、信息交换和通信处理任务。数据通信系统一般由传送设备、传送控制设备和传送协议及通信软件组成。
本文监控系统中读卡器及现场控制器主要负责现场数据信息的采集并传送给通信接口程序，由通信接口程序将数据信息处理后分送数据库或控制器。在本文系统中不是多个计算机或PLC联网，而是一个PLC与一个计算机，或一个数据终端与一个计算机建立连接，可称为链接。
本章介绍现场控制器PLC与计算机通信的实现。
5.1 网络通信技术
通信的根本目的是交换数据，增强控制功能，实现控制的信息化、智能化或远程化。
本文系统中读卡器系统与PC机通信可以实现PC机对用户卡的数据信息的采集与写入，实现对用户卡数据信息的管理与使用。PLC与PC机的联网与数据交换可实现扩大控制地域；实现系统的综合及协调控制；简化布线系统，提高可靠性；实现PLC用计算机编程及调试。
数据通信系统中数据的传输方式根据传输数据的时空顺序可分为串行传输和并行传输两种。其中，并行传输时的数据在多个信道同时传输，数据传输速度快，但需要的数据传输线多、成本高，通常用于传输速率要求高的近距离传输。串行传输时的数据在一个信道上按位顺序传输，通常只需要一到两根传输线，成本低但传输速度慢，常用于速度要求不高的远距离传输。
数据在在通信线路上传输有方向性。按照数据在某一时间传输的方向，线路通信方式可分为单工通信、半双工通信和全双工通信。单工通信时信息的传送始终保持同一个方向，不能进行反向传送；半双工通信时数据流可以双向传输，但同一时刻只限于一个方向传送；全双工通信方式能在两个方向上同时发送和接收数据。
在本文系统中现场控制器PLC及数据采集终端读卡器与PC机的通信都采用串行通信接口。常用的串口有RS-232C接口及RS-422、RS-485接口。
RS-232C是1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的，用于串行通信的标准，其全名是“数据终端设备和数据通信设备之间串行二进制数据交换接口技术标准”，它规定了终端和通信设备之间信息交换的方式和功能。RS-232C接口连接器一般使用25针的连接器，也有9针的，传输线采用屏蔽双绞线。最大传输距离为15m，最高传送速率为20kbit/s。
RS232C是目前广泛应用的串行通信接口，但其传送速率和距离有限。抗干扰能力较差。针对RS232C的不足，一些新的接口标准不断出现，RS485就是其中之一，其抗噪声干扰性强，最高数据传输速率可达10Mbit/s，最大传输距离标准值为1200M，实际上可达3000M，且具有多站能力，可利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。RS-485接口的上述特点使其成为广泛应用的串行
15
常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文
接口，它与RS-422接口的不同则在于RS-422是全双工工作需要4根线而RS-485接口组成的是半双工网络，一般只需要二根连线。所以RS-485接口均采用屏蔽双绞线传输并采用DB-9的9芯插头座。
串口通信硬件协议除了以上这些，还要考虑通信速度（波特率）多少、起始位几个及是否进行校验？奇校验还是偶校验？这些参数在参与通信的各方都应一致。除了口的硬件选用及设定一致，在软件上，通信双方都得有串口通信指令。否则双方也无法通信。
在本文系统中读卡器与PLC的串行通信口都采用RS-485接口与PC机的RS-232C接口通信。西门子PLC配件中可选用PC/PPI连线，但该连线长度有限。因此可选用RS-232/RS-485转换器。该转换器可将RS-232通信距离延长至1200米（9600BPS）。可应用于PC机之间、PC机与测控终端之间构成远程多机通信网络。能代替西门子S7—200PLC PC/PPI编程通讯转换电缆使用。做PC/PPI电缆使用时将转换器RS485（9脚公头）一侧插入西门子S7-200 PLC通讯口中，另一侧通过延长电缆和PC机的串行通讯口相连，也可将转换器RS232（9脚母头）一侧插入PC串行通讯口中，另一侧通过延长电缆和西门子S7-200 PLC相连，上下载程序和监视等，与PC/PPI电缆使用方法完全相同。
5.2 数据通讯相关接口
根据管理系统及监视控制系统需要对数据信息进行分类处理后，将相关数据传送给PC内机的数据库及管理软件或再调用相关类库函数启用串口通讯操作，发送数据信息给现场控制器或读卡器系统。操作过程中只用到了打开、写、读、关闭串口四个功能。图5-1是对这四个功能的定义。
图5-1 串口操作基本流程
5.3 读卡器与管理PC机通信
本文用户控制系统读卡器选用Sense-182X型多天线口读卡器系统。该读卡器系统按通信口功能分有A、B、C三种型号，其中A型为韦根26通信口、B型为RS-232通信口、C型为RS-485通信口，本文选用的182x C型读写器。182x C型读写器的读卡工作式有“定时”和“触发”两种工作方式：定时方式是指按读写器设定的时间间隔“定时”读取标签的ID数据；触发方式是指使用外部的触发信号“触发”读写器去读取标签ID数据并即时送出。本文根据实际应用的需要选择使用其中的触发工作方式。用户选用按键触发读卡器读卡。Sense-182X型读卡器系统采用RS485先施协议输出数据的格式见表5-1。
16
常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文
BODY STX 02 UIAH 读写器地址编码 UIAL ANT DATA ETX 03 CHECK BCC 校验码 天线标签编号（8字OA/ 号 节ASCII码） OD 表5-1 RS485先施协议 根据天线号编码则可判断用户是入库刷卡还是出库刷卡或是备出库刷卡，从而启动不同的信息处理流程。对上述信息进行处理并分送管理软件及现场控制器PLC。
5.4 PLC与管理PC机通信
链接或联网是PLC通信的物质基础，而实现通信才是PLC联网的目的。PLC通信的实现在硬件上需要使用链接或网络；在软件上，要有相应的通信程序。
当前PLC、智能装置、计算机都配备有通信串口，所以都可通过各自的串口进行一对一链接或接成网络实现通信。串口通信速度低，交换的数据量小，当有高性能的通信需要时则要用到专门的通信网络。
本文采用西门子S7-200系列PLC现场控制器，系统控制信息以开关量数据信息为主，数据信息交换量不大，故采用PC机与S7-200系列PLC链接，通过串口通信完成数据交换。
S7-200 PLC支持点对点（PPI）接口协议、多点接口（MPI）协议、PROFIBUS等多种协议，在本文系统中S7-200 PLC作为现场控制器与管理PC机即采用PROFIBUS通信模式交换数据信息。
17
常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文
第6章 结束语
停车场管理控制系统是现代信息社会最重要的基础设施之——智能建筑中不可或缺的一部分。其管理控制系统的功能及软硬件设施需伴随着计算机控制术的发展而不断改进。
在对停车场管理及控制系统基本功能详细的需求分析基础上依据典型停车场建筑的特点对控制功能需求进行研究，模块化设计管理流程的同时改进其系统构成及控制流程。选定PLC作为现场控制器，对现场设备进行信号采集与控制。在选用PLC作为现场控制器的基础上，研究PLC网络的构成技术及其网络通信协议。
根据控制需求对PLC控制器的相关软硬件进行组态，并完成PLC控制程序的设计。改进停车场车路控制系统功能并完成控制程序设计。
最终实现停车场入口有一个红灯和一个绿灯，红灯亮时车停满不能停车，绿灯亮表示可以停车。停车过程：车来取卡，PC机记录卡号及入场时间，车辆检测器检测到车辆入口道闸打开，记录车位的计数器加一，车辆开过后入口道闸关闭。车到入口后将卡交给管理人员，管理人员通过停车时间计算出停车费，司机缴费后管理人员按下按钮出口道闸打开，车辆过后出口道闸关闭，记录车位的计数器减一。
18