公共自行車站點(diǎn)控制器畢設(shè)說明書

南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）目錄前言錯誤！未定義書簽第一章緒論錯誤！未定義書簽1.1引言錯誤！未定義書簽1.2課題背景與意義錯誤！未定義書簽1.3公共自行車租憑控制的現(xiàn)狀錯誤！未定義書簽1.4論文研究的主要內(nèi)容錯誤！未定義書簽第二章公共自行車租憑控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案錯誤！未定義書簽2.1公共自行車租憑控制要求錯誤！未定義書簽公共自行車租憑控制系統(tǒng)通行方案錯誤！未定義書簽公共自行車租憑控制系統(tǒng)流程圖錯誤！未定義書簽第三章公共自行車租憑控制系統(tǒng)硬件設(shè)計錯誤！未定義書簽3.1硬件系統(tǒng)總體設(shè)計錯誤！未定義書簽3.2硬件接線圖錯誤！未定義書簽3.3PLC介紹錯誤！未定義書簽PLC的基本概念和基本組成錯誤！未定義書簽3.3.2PLC的工作原理錯誤！未定義書簽3.3.3PLC的分類錯誤！未定義書簽PLC的輸入/輸出分配表錯誤！未定義書簽3.5硬件設(shè)備選型錯誤！未定義書簽3.4.1LED數(shù)碼管錯誤！未定義書簽3.4.2激光傳感器錯誤！未定義書簽第四章公共自行車租憑控制系統(tǒng)軟件設(shè)計錯誤！未定義書簽4.1控制程序設(shè)計分析錯誤！未定義書簽公共自行車租憑檢測車流量錯誤！未定義書簽各個路口交通燈循環(huán)通行錯誤！未定義書簽4.1.3數(shù)碼管顯示錯誤！未定義書簽4.1.4強(qiáng)制通行交通功能錯誤！未定義書簽4.1.5監(jiān)控攝像顯示錯誤！未定義書簽4.2程序的檢查和編譯錯誤！未定義書簽。4.3調(diào)試程序的下載錯誤！未定義書簽第五章控制系統(tǒng)調(diào)試過程分析錯誤！未定義書簽5.1軟件調(diào)試過程錯誤！未定義書簽5.2硬件制作調(diào)試過程錯誤！未定義書簽5.3軟硬件調(diào)試錯誤！未定義書簽第六章結(jié)論錯誤！未定義書簽致謝錯誤！未定義書簽參考文獻(xiàn)錯誤！未定義書簽附錄1電氣原理圖錯誤！未定義書簽附錄2硬件接線圖錯誤！未定義書簽附錄3部分程序源代碼錯誤！未定義書簽。南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）/—1—前言公共自行車具有便捷的特點(diǎn)它是短距離范圍內(nèi)最好的交通工具；80%以上的成年市民會自行使用；且能與各種交通方式的實(shí)現(xiàn)對接。公共自行車交通還有人性化的優(yōu)點(diǎn)，它簡單易用，自由線路；通過自行車的定制，可以更加方便老人、兒童、家庭以及殘障人士選擇合適的車型。設(shè)施更加人性化，更加體現(xiàn)以人為本的精神。再者它更加關(guān)注人和自然的關(guān)系，自行車交通系統(tǒng)不需要能源，是最綠色的交通方式之一；它代表未來城市自行車的發(fā)展趨勢，運(yùn)用各種可持續(xù)的交通技術(shù)、交通方式和交通理念使城市更加美好。最后自行車交通系統(tǒng)與其它交通工具聯(lián)合組成綜合的交通網(wǎng)：可以滿足各種交通聯(lián)合的方式；無需額外的資源，可實(shí)現(xiàn)交通的融合；是各種短途交通方式有利的補(bǔ)充。第一章緒論1.1、引言自行車站點(diǎn)控制系統(tǒng)由觸摸屏、PLC、數(shù)據(jù)采集卡、POS機(jī)等設(shè)備組成。這樣可以總線聯(lián)網(wǎng)控制，如此可解決了傳統(tǒng)自行車租憑系統(tǒng)必須要哪里借哪里還的問題，從而實(shí)現(xiàn)了異地借還車，異地退款的的問題，我們在借還車的同時都必須要使用到IC卡。在實(shí)地考察過我校大門前的過程中，我發(fā)現(xiàn)有故意損壞公共財產(chǎn)的行為，故設(shè)置以下功能，借車的時候刷卡機(jī)先扣下IC卡中的部分?jǐn)?shù)額的錢以作為押金，只有按照規(guī)定的要求退還車才能退還押金，如此可解決車被盜和規(guī)范停車等問題。本課題研究的是公共自行車租憑系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)自行車與其他交通方式對接的重要環(huán)節(jié)，采用可編程邏輯控制器(PLC)來實(shí)現(xiàn)租憑系統(tǒng)的控制，可編程邏輯控制器(PLC)是一種專用于控制制造過程及機(jī)構(gòu)的運(yùn)行的處理器，它使用可編程存儲器存儲指令并且執(zhí)行功能，其中包括開/管控制，計時，計數(shù)，排序，算術(shù)以及數(shù)據(jù)處理[3]?？删幊踢壿嬁刂破?PLC)應(yīng)用于廣泛的離散事件，比如用輸入輸出口和順序控制器控制復(fù)雜的生產(chǎn)流程[4]，它居有編程方法簡單易學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，梯形圖是使用最多的可編程邏輯控制器(PLC)編程語言，其電路符號和表達(dá)方式與繼電器控制電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂，熟悉繼電器控制電路圖的電氣技術(shù)人員只要花幾天的時間就可以熟悉PLC梯形圖語言，并用來寫用戶程序⑸。此外它功能強(qiáng)大，性能價格比高，一臺小型PLC內(nèi)有成千上萬個可供用戶使用的編程元件，有很強(qiáng)的功能，與相同的繼電器控制系統(tǒng)比，具有很高的性價比，PLC可以通過通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理⑹。還有PLC硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng),PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，模塊化，配備有品種齊全的硬件裝置可供用戶使用，PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。又有它可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，PLC已被公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。再者PLC系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少，PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計、安裝、接線工作量大大減少。PLC的梯形圖程序一般用順序控制設(shè)計法來設(shè)計，這種編程方法很有規(guī)律，容易掌握，節(jié)省大量的設(shè)計時間。PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關(guān)或按鈕來模擬，通過PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸入、輸出信號的狀態(tài)⑻。最后PLC系統(tǒng)的維修工作量小，維修方便，它的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時，可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程軟件提供的信息迅速查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障［10］。可編程程序控制器把微計算機(jī)的功能完備、通用性和靈活性好的優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制系統(tǒng)的操作方便、簡單易懂、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來［6］。因此它是一種較適用于本課題的的控制裝置。本課題就基于PLC的應(yīng)用上，使用PLC來實(shí)現(xiàn)公共自行車站點(diǎn)控制器系統(tǒng)的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)簡單化操作及系統(tǒng)控制的自動化。1.2、課題背景與意義公共自行車租賃系統(tǒng)是將自行車納入到城市的公共交通系統(tǒng)，基于“隨用隨借、方便快捷”的開發(fā)理念，解決城市“最后1-3公里”的交通問題。利用公共自行車出行，能夠提高道路資源利用率，緩解交通擁堵，另一個特色是使用自行車能促進(jìn)節(jié)能減排、減少尾氣污染，再者騎自行車可以強(qiáng)身健體、修身養(yǎng)性。公共自行車站點(diǎn)控制器是城市自行車租憑系統(tǒng)的重要組成部分，也是自行車租憑系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。本論文致力于研究更加完善自行車站點(diǎn)控制器系統(tǒng)，系統(tǒng)采用可編程序控制器（PLC）來控制，方法新穎，可作為普通學(xué)生在學(xué)習(xí)可編程序控制器時的實(shí)踐項(xiàng)目。1.3、公共自行車租憑系統(tǒng)控制的現(xiàn)狀發(fā)達(dá)國家在城市公共系統(tǒng)的綠色交通環(huán)境方面做了大量工作，歐盟國家、英國和日本等國先后作為國家政策對發(fā)展城市自行車修訂了相關(guān)法規(guī)，積累了豐富的整備理念、規(guī)劃理論和設(shè)計方案［1］。隨著人們對節(jié)能環(huán)保的重視，自行車租賃將會越來越廣泛的出現(xiàn)在我們?nèi)粘Ｉ钪?，成為日后短距離出行代步的重要角色［2］，并且自行車租憑越來越受到社會的普遍關(guān)注，完善的租賃系統(tǒng)和人性化的設(shè)計為居民出行帶來了方便，為城市城市的交通減少了負(fù)擔(dān)，增加了一份秩序感將使我們的生活變得更加美好。目前國內(nèi)外許多城市，如巴黎、馬賽、華盛頓、里昂、北京、杭州等眾多城市都實(shí)施了公共自行車項(xiàng)目，取得了非常好的環(huán)保和社會效應(yīng)。南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)1.4、論文研究的主要內(nèi)容本課題要完成的內(nèi)容包括自行車站點(diǎn)控制器總體方案設(shè)計、自行車站點(diǎn)控制器的電器原理圖設(shè)計、PLC程序設(shè)計、研究的系統(tǒng)是采用西門子公司的S7-200系列的PLC控制器來實(shí)現(xiàn)控制的。公共自行車站點(diǎn)控制器系統(tǒng)可分為以下幾個部分：租賃鎖柱控制系統(tǒng)、管理柱系統(tǒng)、后臺管理系統(tǒng)、計費(fèi)系統(tǒng)。租賃鎖柱控制系統(tǒng)實(shí)行永久網(wǎng)點(diǎn)采用分散式鎖柱管理，每個鎖柱都能獨(dú)立實(shí)現(xiàn)借車和還車。管理柱系統(tǒng)是網(wǎng)點(diǎn)對外實(shí)現(xiàn)互動交流的設(shè)施，可以對用戶實(shí)現(xiàn)查詢、用戶卡管理、充值等功能。管理柱設(shè)有與中央數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)連接，可以實(shí)時檢索用戶卡及網(wǎng)點(diǎn)信息。后臺管理系統(tǒng)是通過網(wǎng)絡(luò)間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，管理中心可以直接查詢每個租賃終端（鎖柱）的狀態(tài)，甚至可以控制終端設(shè)備的遠(yuǎn)程操作。計費(fèi)系統(tǒng)設(shè)有多種計費(fèi)功能，滿足不同場合需要如學(xué)生卡、老人卡、工作人員卡等。第二章公共自行車站點(diǎn)控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案2.1公共自行車租憑系統(tǒng)控制要求及技術(shù)規(guī)范公共自行車站點(diǎn)控制系統(tǒng)由現(xiàn)場服務(wù)子系統(tǒng)、通訊子系統(tǒng)、后臺管理子系統(tǒng)及服務(wù)點(diǎn)設(shè)備、設(shè)施構(gòu)成。介紹如下現(xiàn)場服務(wù)子系統(tǒng)的構(gòu)成由鎖止器控制單元、現(xiàn)場通訊控制單元、鎖止器執(zhí)行單元、自助服務(wù)單元和安防單元等構(gòu)成?，F(xiàn)場服務(wù)子系統(tǒng)的功能能實(shí)現(xiàn)租車卡信息讀寫、儲存及異常處理、公共自行車自助式通租通還及安防等現(xiàn)場服務(wù)功能?，F(xiàn)場服務(wù)子系統(tǒng)的適應(yīng)性要求現(xiàn)場設(shè)備應(yīng)能在交流供電220V±22V,環(huán)境溫度-20°C?+70°C和環(huán)境濕度20%?90%的情況下正常運(yùn)行。當(dāng)有停車棚時，設(shè)備防水等級應(yīng)不低于IP4級。無停車棚時設(shè)備防水等級應(yīng)不低于IP6級。特殊環(huán)境宜提高現(xiàn)場設(shè)備的防雷及防腐要求。鎖止器控制單元能實(shí)時接收租車卡和公共自行車的狀態(tài)信息，向現(xiàn)場通訊控制單元傳輸數(shù)據(jù)，接收其反饋信號，同時向鎖止器執(zhí)行單元發(fā)出指令，實(shí)現(xiàn)租車卡數(shù)據(jù)讀寫。現(xiàn)場通訊控制單元能實(shí)時接收鎖止器控制單元傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，通過工業(yè)現(xiàn)場總線向鎖止器控制單元發(fā)出狀態(tài)判斷指令，同時通過通訊子系統(tǒng)向后臺管理子系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。應(yīng)能對單個鎖止器以先進(jìn)先出的方式保存至少45條交易數(shù)據(jù)。鎖止器執(zhí)行單元能執(zhí)行鎖止器控制單元的指令，實(shí)現(xiàn)鎖止器開啟/鎖止。自助服務(wù)單元由自助服務(wù)機(jī)等設(shè)備組成，能實(shí)現(xiàn)公共自行車租用者對租車卡信息自助查詢，并能夠?qū)ψ廛嚳ǖ漠惓＿M(jìn)行自助處理。安防單元由視頻監(jiān)控設(shè)備、視頻服務(wù)器、存儲設(shè)備、防盜報警器等組成。能實(shí)現(xiàn)對公共自行車服務(wù)點(diǎn)設(shè)施設(shè)備的視頻監(jiān)控及防盜管理。安防單元應(yīng)符合GB50348要求，每個服務(wù)點(diǎn)配置的視頻監(jiān)控設(shè)備不宜少于兩臺，監(jiān)控范圍應(yīng)覆蓋整個公共自行車服務(wù)點(diǎn)，可辨識區(qū)域內(nèi)的場景和相關(guān)人員的體貌特征。圖像分辨率不低于D1(4CIF)，每路記錄速度不低于25禎/秒，保存期限不少于為15d。6通訊子系統(tǒng)依托城市通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，構(gòu)建城市公共自行車系統(tǒng)專用網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場服務(wù)子系統(tǒng)和后臺管理子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。2.1.10后臺管理子系統(tǒng)構(gòu)成由運(yùn)營管理單元、運(yùn)營調(diào)度單元、交易單元、設(shè)備狀態(tài)管理單元、租車卡管理單元、熱線服務(wù)單元等構(gòu)成。功能應(yīng)能實(shí)時準(zhǔn)確接收并處理各服務(wù)點(diǎn)租/還車所產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對服務(wù)點(diǎn)調(diào)度，關(guān)鍵設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)控，租車卡管理、費(fèi)用結(jié)算、熱線服務(wù)等功能。適應(yīng)性要求計算機(jī)場地的環(huán)境要求應(yīng)符合GB2887的規(guī)定。運(yùn)營管理單元能準(zhǔn)確接收各服務(wù)點(diǎn)租/還車所產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合處理后生成報表。運(yùn)營調(diào)度單元能實(shí)時對公共自行車服務(wù)點(diǎn)進(jìn)行管理，調(diào)度、實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位狀態(tài)監(jiān)控報警功能。交易單元能實(shí)現(xiàn)接收現(xiàn)場通訊控制單元傳輸?shù)淖庥眯畔?，計算消費(fèi)金額，并向現(xiàn)場控制單元發(fā)送費(fèi)用結(jié)算指令，記錄租車卡的消費(fèi)數(shù)據(jù)，實(shí)時將數(shù)據(jù)發(fā)送到結(jié)算中心。設(shè)備狀態(tài)管理單元能對現(xiàn)場服務(wù)子系統(tǒng)的鎖止器、自助服務(wù)機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行管理。租車卡管理單元能實(shí)現(xiàn)租車卡的發(fā)售、充值、掛失、黑（白）名單、退卡、結(jié)算等功能，并進(jìn)行歸類整理后形成報表系統(tǒng)，且具備容錯機(jī)制。熱線服務(wù)單元具備自動派位和來電彈屏功能，具有定期進(jìn)行各類數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析及報表功能。8服務(wù)點(diǎn)設(shè)備、設(shè)施選點(diǎn)要求8.1.1服務(wù)點(diǎn)距離道路交叉路口應(yīng)不小于5m,距離機(jī)動車道或機(jī)動車泊位應(yīng)不小于1m,距離盲道應(yīng)不小于0.25m。服務(wù)點(diǎn)應(yīng)避開污水井、雨水井、煤氣管道、自來水管道、電力通訊管道、國防電纜等地下設(shè)施。服務(wù)點(diǎn)宜選擇靠近24小時常電電源的位置。南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）服務(wù)點(diǎn)宜設(shè)置服務(wù)亭、停車棚等設(shè)施，上述設(shè)施安全性應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范的要求，抗風(fēng)等級應(yīng)不低于10級。8.2.2服務(wù)點(diǎn)應(yīng)安裝防雷和接地設(shè)施，防雷和接地安全性應(yīng)符合GB50343要求。8.2.3服務(wù)點(diǎn)地面應(yīng)平整，鎖止器預(yù)埋件區(qū)域220mX320m范圍內(nèi)地面平整度偏差不大于5mm。各類設(shè)施、設(shè)備的安裝位置應(yīng)不影響自行車租/還。同類基礎(chǔ)設(shè)施宜保持在同一直線上，管道鋪設(shè)不應(yīng)影響電纜、網(wǎng)線及信號線的穿線。停車棚、服務(wù)亭宜采用鋼結(jié)構(gòu)，表面應(yīng)進(jìn)行防銹處理，漆膜均勻、美觀，無脫落，無褪色，施工質(zhì)量應(yīng)滿足GB50205的要求，停車棚照明應(yīng)符合國家相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。服務(wù)亭應(yīng)配置設(shè)備柜、消防和調(diào)溫設(shè)施，宜設(shè)置服務(wù)窗口。設(shè)備柜應(yīng)滿足本規(guī)范要求。8.2.7鎖止器應(yīng)固定在地面或移動平臺上，安裝牢固，無晃動，刷卡區(qū)域高度為600mm?1100mm。鎖止器與固定平面的垂直度偏差應(yīng)不大于60mm。鎖孔與自行車鎖舌高度偏差為土3mm。相鄰兩個鎖止器的中心距離宜在550mm?700mm。鎖止器鎖止器應(yīng)采用不高于36V直流電源供電。邊門鎖采用專用通配型號，用專用螺栓固定。鎖止器內(nèi)部電子控制設(shè)備應(yīng)安裝牢固，在公共自行車租/還等碰撞中不應(yīng)產(chǎn)生松動、脫落等現(xiàn)象。鎖止器在公共自行車租/還過程中應(yīng)有明顯的聲光提示。自助服務(wù)機(jī)設(shè)備防護(hù)等級應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)5.3條規(guī)定，結(jié)構(gòu)安全應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)8.2.1的要求，安裝高度應(yīng)不高于1500mm。公共自行車8.5.1車型宜采用24寸車型，其安全性能應(yīng)滿足GB3565要求。車身應(yīng)經(jīng)防銹處理，外觀統(tǒng)一噴涂設(shè)計，并配置電子標(biāo)識。鎖舌及其他各部件應(yīng)連接牢固，具有防盜功能。每輛公共自行車還應(yīng)配置臨時鎖具，臨時鎖具應(yīng)具有與鎖止器不同時鎖止的功能。2.2公共自行車站點(diǎn)控制通行方案借車流程：首先確定POS機(jī)在正常使用狀態(tài)，POS機(jī)向PLC發(fā)電借車卡是否有效，PLC判斷卡是否有效，無效則提示借車卡無效，有效則判斷卡內(nèi)是否有車號，若有車號則進(jìn)入還車狀態(tài)，若無車則進(jìn)入借車狀態(tài)，進(jìn)入借車狀態(tài)后，傳感器檢測判斷是否有車可借，無車可借則提示無車可借，若有車可借則判斷余額是否充足，否則提示余額不足請充值，余額充足則讀卡預(yù)扣款、然后綁定車號與卡號、綁定之后計時器開始工作，最后車鎖打開，30秒內(nèi)車未取走則提示車未取走，PLC檢測到車位無車后自動斷電。還車流程：首先確定POS機(jī)在正常使用狀態(tài)，POS機(jī)向PLC發(fā)電借車卡是否有效，PLC判斷卡是否有效，無效則提示借車卡無效，有效則判斷卡內(nèi)是否有車號，若無車號則進(jìn)入借車狀態(tài)，若有車號則進(jìn)入還車狀態(tài)，進(jìn)入還車狀態(tài)后，傳感器檢測判斷車位是否有車，車位有車則提示車位有車，若車位無車則提示還車開始，還車開始后，卡鎖首先關(guān)閉，然后傳感器檢測判斷車是否鎖好，否之則返回繼續(xù)還車，若還好后則解除車號與卡號的綁定、隨之計時器停止工作，再者顯示消費(fèi)金額，然后計費(fèi)退款，最后提示車已還好，提示結(jié)束好PLC自動斷電。公共自行車租憑控制系統(tǒng)流程圖第三章公共自行車租憑控制系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1硬件系統(tǒng)總體設(shè)計自行車站點(diǎn)控制系統(tǒng)需要對自行車的借車和還車實(shí)現(xiàn)控制且要對借車時間進(jìn)行計時計費(fèi)所以用可編程序控制器實(shí)現(xiàn)這些內(nèi)容的控制。在本控制系統(tǒng)中將會用到矩陣式鍵盤、LED數(shù)碼管、激光傳感器、POS機(jī)等工控元件。硬件接線圖PLC介紹PLC的基本概念和基本組成PLC的工作原理PLC的分類PLC的輸入/輸出分配表硬件設(shè)備選型3.5.1矩陣式鍵盤簡介工作原理南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)矩陣式鍵盤是相對于獨(dú)立式鍵盤而言的，也叫行列式鍵盤，是當(dāng)鍵數(shù)較多時為節(jié)省I/O點(diǎn)而采取的一種結(jié)構(gòu)。在微機(jī)系統(tǒng)中，矩陣式鍵盤的構(gòu)成方式如圖1所示。首先，判斷整個鍵盤上有無鍵按下。方法是:將列全輸出為0，然后讀入行的狀態(tài)，如果行讀入的狀態(tài)全為1，則無鍵按下，不全為1則有鍵按下。其次，若有鍵按下則逐列掃描。方法是:依次將列線送低電平0，檢查對應(yīng)行線的狀態(tài);若行線全為1，則按鍵不在此列;若不全為1，則按鍵必在此列，且是與0電平行線相交的那個鍵。最后，確定鍵值，并進(jìn)入鍵處理程序。3.5.2LED數(shù)碼管簡介led數(shù)碼管(LEDSegmentDisplays)由多個發(fā)光二極管圭寸裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。數(shù)碼管實(shí)際上是由七個發(fā)光管組成8字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點(diǎn)就是8個。這些段分別由字母a,b,c,d,e,f,g,dp來表示。當(dāng)數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會發(fā)亮，以形成我們眼睛看到的字樣了。如：顯示一個“2”字，那么應(yīng)當(dāng)是a亮b亮g亮e亮d亮f不亮c不亮dp不亮。LED數(shù)碼管有一般亮和超亮等不同之分，也有0.5寸、1寸等不同的尺寸。小尺寸數(shù)碼管的顯示筆畫常用一個發(fā)光二極管組成，而大尺寸的數(shù)碼管由二個或多個發(fā)光二極管組成，一般情況下，單個發(fā)光二極管的管壓降為1.8V左右，電流不超過30mA。發(fā)光二極管的陽極連接到一起連接到電源正極的稱為共陽數(shù)碼管，發(fā)光二極管的陰極連接到一起連接到電源負(fù)極的稱為共陰數(shù)碼管。常用LED數(shù)碼管顯示的數(shù)字和字符是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。特點(diǎn)1.LED數(shù)碼管以發(fā)光二極管作為發(fā)光單元，顏色有單紅，黃，藍(lán)，綠，白，黃綠等效果。單色，分段全彩管可用大樓，道路，河堤輪廓亮化，LED數(shù)碼管可均勻排布形成大面積顯示區(qū)域，可顯示圖案及文字，并可播放不同格式的視頻文件。通過電腦下flash、動畫、文字等文件，或使用動畫設(shè)計軟件設(shè)計個性化動畫，播放各種動感變色的圖文效果；2?可放在PCB電路板上按紅綠蘭順序呈直線排列，以專用驅(qū)動芯片控制，構(gòu)成變化無窮的色彩和圖形。外殼采用阻燃PC塑料制作，強(qiáng)度高，抗沖擊，抗老化，防紫外線，防塵，防潮。LED護(hù)欄管具有功耗小，無熱量，耐沖擊，長壽命等優(yōu)點(diǎn)，配合控制器，即可實(shí)現(xiàn)流水，漸變，跳變，追逐等效果。如果應(yīng)用于大面積工程中，連接電腦同步控制器，還可顯示圖案，動畫視頻等效LED數(shù)碼全彩燈管可以組成一個模擬LED顯示屏，模擬顯示屏可以提供各種全彩效果及動態(tài)顯示圖像字符，可以采用脫機(jī)控制或計算機(jī)連接實(shí)行同步控制；可以顯示各式各樣的全彩動態(tài)效果。控制系統(tǒng)采用專用燈光編程軟件編輯，數(shù)碼管控制花樣更改方便，只需將編輯生成的花樣格式文件復(fù)制進(jìn)CF卡即可，數(shù)碼管控制器可以單獨(dú)控制，也可多臺聯(lián)機(jī)控制，數(shù)碼管安裝編排方式任意，適合各種復(fù)雜工程需求。數(shù)碼管、控制器以及電源等以標(biāo)準(zhǔn)公母插頭連接，方便快捷，并具有獨(dú)特的外形設(shè)計，全新的戶外防水結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)原理ed數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類似于3位“+1”型。位數(shù)有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等，led數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解LED的這些特性，對編程是很重要的，因?yàn)椴煌愋偷臄?shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。圖2是共陰和共陽極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。顏色有紅，綠，藍(lán)，黃等幾種。led數(shù)碼管廣泛用于儀表，時鐘，車站，家電等場合。選用時要注意產(chǎn)品尺寸顏色，功耗，亮度，波長等。下面將介紹常用LED數(shù)碼管內(nèi)部引腳圖片。10引腳的LED數(shù)碼管圖1這是一個7段兩位帶小數(shù)點(diǎn)10引腳的LED數(shù)碼管圖2引腳定義每一筆劃都是對應(yīng)一個字母表示DP是小數(shù)點(diǎn)。透過分時輪流控制各個LED數(shù)碼管的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。每位元數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為1?2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O口，而且功耗更低。應(yīng)用主要用于樓體亮化，廣告招牌、高檔的DISCO、酒吧、夜總會、會所的門頭廣告牌等。特別適合應(yīng)用于廣告牌背景、立交橋、河、湖護(hù)欄、建筑物輪廓等大型動感光帶的夜景照明之中，可產(chǎn)生彩虹般絢麗的效果。用護(hù)欄管裝飾建筑物的輪廓，可以起到突出美彩亮化建筑物的效果。事實(shí)證明，它已經(jīng)成為照明產(chǎn)品中的一只奇葩，綻放在動感都市。激光傳感器簡介激光傳感器：利用激光技術(shù)進(jìn)行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表，它的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強(qiáng)等。主要分類及其特點(diǎn)激光器按工作物質(zhì)可分為4種。①固體激光器：它的工作物質(zhì)是固體。常用的有紅寶石激光器、摻釹的釔鋁石榴石激光器（即YAG激光器）和釹玻璃激光器等。它們的結(jié)構(gòu)大致相同，特點(diǎn)是小而堅固、功率高，釹玻璃激光器是目前脈沖輸出功率最高的器件，已達(dá)到數(shù)十兆瓦。②氣體激光器：它的工作物質(zhì)為氣體?，F(xiàn)已有各種氣體原子、離子、金屬蒸氣、氣體分子激光器。常用的有二氧化碳激光器、氦氖激光器和一氧化碳激光器，其形狀如普通放電管，特點(diǎn)是輸出穩(wěn)定，單色性好,壽命長，但功率較小，轉(zhuǎn)換效率較低。③液體激光器:它又可分為螯合物激光器、無機(jī)液體激光器和有機(jī)染料激光器，其中最重要的是有機(jī)染料激光器，它的最大特點(diǎn)是波長連續(xù)可調(diào)。④半導(dǎo)體激光器：它是較年輕的一種激光器，其中較成熟的是砷化鎵激光器。特點(diǎn)是效率高、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單，適宜于在飛機(jī)、軍艦、坦克上以及步兵隨身攜帶。可制成測距儀和瞄準(zhǔn)器。但輸出功率較小、定向性較差、受環(huán)境溫度影響較大。南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)南京工程學(xué)院工業(yè)中心畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)工作原理激光傳感器工作時，先由激光發(fā)射二極管對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標(biāo)反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器，因此它能檢測極其微弱的光信號，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號。常見的是激光測距傳感器，它通過記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時間，即可測定目標(biāo)距離。激光傳感器必須極其精確地測定傳輸時間，因?yàn)楣馑偬臁＠?，光速約為3*10"8m/s，要想使分辨率達(dá)到1mm，則傳輸時間測距傳感器的電子電路必須能分辨出以下極短的時間：0.001m/(3*10"8m/s