小区车辆进出智能管理系统设计

小区车辆进出智能管理系统设计内容摘要：

关系 ， 通过参阅相关的文献材料如设计图、原理图和继电器电路图等对现有设备进行改造，并基本完成前期的方案准备工作 [3]。 车辆进出系统设计主要是对人机接口和通信方面的设计。 可以用计算机作为人机接口，普通的台式机价格比较便宜，对工作环境要求较高，通常放在小区控制中心使用。 通信方式的选择需要考虑网络允许的最大节点数和网络中单位时间可能的最大信息流量，并留有一定余地。 详细了解系统中应用的被控对象的基本功能，输入信号与 PLC 控制系统的兼容性，并掌握 PLC 驱动输出信号的基本运行方式。 车 辆 进 出 系 统 方 案 规 划车 辆 进 出 系 统 设 计P L C 硬 件 选 型硬 件 设 计 软 件 设 计硬 件 调 试 软 件 调 试系 统 总 体 调 试 图 系统方案设计流程图 7 指导思想 车辆出入管理系统作为一个典型的计算机网络应用系统，其方案设计应遵循实用、安全、先进、经济、可靠、可扩充原则，在确保系统性能有效、稳定可靠的基础上，考虑系统先进性的同时，在满足小区安全防范级别的要求前提下，尽量降低系统造价，以达到最佳的性能价格比。 充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现真正的 资源共享。 如图 所示为小区车辆进出控制流程图。 XXX：小区车辆进出智能管理系统设计 8 图 小区车辆进出控制流程图 设计原理 小区车辆进出系统是基于 PLC 的控制系统。 PLC 通过接受各个设备的输入信号从而控制自动道闸的升降达到进出系统的自动控制，输入设备主要包含地感线初始化 等待 等待 1入口地感线圈 1出口地感线圈 读卡 读卡 有卡。 有效。 有卡。 临时卡 道闸打开 道闸打开 2出口地感线圈 2入口地感线圈 道闸关闭 道闸关闭 结束 控制器记录车辆信息 长期卡。 临时卡 控制器比对车辆信息 有车位。 计数器自动加 1 计数器自动减 1 9 圈、发卡系统和自动防砸系统等。 各个输入系统通过自己的运行向 PLC 发出开关信号， PLC 依据接收的车辆信号来进行各部分的处理。 输出部分主要是控制自动道闸的电动机， PLC 通过对输入信号的响应控制自动道闸的直流电动机的 启动、停止、反转以及调速来驱动道闸的升起和降落，达到对出入口车辆的放行和禁止。 在车辆进出系统的输入系统中，采用了当前较为先进的 RFID 技术，通过远距离的读取识别电子标签实现小区业主的自动放行。 这种非接触式的 IC 卡，在应用RFID 技术的同时，融合了图像对比管理、字符叠加等先进技术，此种智能化系统主要由自动道闸、远距离读卡系统、系统控制主机、控制软件等部分组成，使小区车辆进出控制系统不断走向高度智能化和自动化管理。 RFID 技术发展的优势 RFID 射频识别技术和传统的识别技术相比，特别是与现在主流 的条形码技术进行比较，它具有以下七大优势： 1. 快速扫描 条形码一次只能扫描一个条形码；而 RFID 射频识别技术支持批量处理，RFID 阅读器可以同时处理 200 个以上的标签。 2. 体积小型化、形状多样化 RFID 在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。 此外， RFID 标签更可往小型化与多样形态发展，以应用于不同产品。 3. 抗污染能力和耐久性 传统条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但 RFID 对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性。 此外，由 于条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以特别容易受到折损； RFID 标签是将数据保存在芯片中，因此可以免受污损。 4. 可重复使用 现今的条形码印刷上去之后就无法更改， RFID 标签则可以重复地新增、修改、删除 RFID 卷标内存储的数据，方便信息的更新。 5. 穿透性和无屏障阅读 XXX：小区车辆进出智能管理系统设计 10 在被覆盖的情况下， RFID 能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质， 并能够进行穿透性通信。 而条形码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下， 才可以辨读条形码。 6. 数据的记忆容量大 一维条形码的容量是 50Bytes ，二维条形码最大的容量可存储 2020 至3000Bytes， RFID 最大的容量则有数 MB。 随着记忆载体的发展，数据容量也有不断扩大的趋势。 未来物品所需携带的资料量会越来越大，对标签所能扩充容量的需求也相应增加。 7. 安全性 由于 RFID 承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及编造。 近年来， RFID 因其所具备的远距离读取、高储存量等特性而备受瞩目。 它不仅可以帮助一个企业大幅提高货物、信息管理的效率，还可以让销售企业和制造企业互联，从而更加准确地接受反馈信息，控 制需求信息，优化整个供应链。 技术发展存在的问题 RFID 技术的优势是毋庸置疑的，并且已经有不少企业在使用这项技术，但是在应用过程中依然存在一些瓶颈问题。 （ 1） 技术不成熟 RFID 是个充满希望的行业，但它的推广需要下面每一步的坚定与成熟：标准的制订、芯片设计与制造技术、天线设计与制造技术、芯片封装技术、读写设备开发与生产技术、系统集成和数据管理软件平台、应用系统开发等。 最具潜力的UHF 频段市场上能支持的设备并不多，射频识别讯号容易被物体所阻断，这些都是技术上的挑战。 （ 2） 成本 居高不下 仅 RFID 标签一项的成本就达到十几元人民币，而条形码标签的单位成本只有 2 美分。 目前全球 RFID 标签的年需求量大约是 1000 万片，而只有需求量超过50 亿片后，价格才能降到 2 美分。 沃尔玛的 RFID 技术合作商 Tagistics 公司总裁克里斯多夫介绍说，一套 RFID 系统在美国定价（包括项目实施）一般在 250 万 11 美元左右，大型系统还要高得多。 中铁快运这几年不断测试 RFID 系统的效果，并将其小范围试点， 最终发现投入太大，作为一个企业无法单独承担这部分的投入。 中铁快运一位负责人抱怨，从 北京到上海，一个 10 万件货物总体运输应用RFID 的解决方案的投资要超过 1 千万，这是极不划算的。 （ 3） RFID 标签识别率不够 由于金属和液体对空间电磁波的吸收，使得 RFID 在这类商品上的识别遇到困难。 哪怕是 %的识别率，都不会有任何一家商场或超市贸然引入 RFID 系统。 提高 RFID 标签的识别率，成为技术上需要解决的紧迫问题。 目前国外在提高识别率方面做了许多努力，提出了无芯片标签技术，声表面波（ SAW）技术，纳米技术，基因技术和导电墨水技术。 某些技术已经从实验上证实可以在特定应用领域提高识 别率， 但仍未达到 100%的识别率。 也有其他厂商提出从工程上来提高 RFID 系统的识别率， 比如不同的应用采用不同频段的标签，比如多次读取RFID 标签等。 在技术上存在缺陷时，工程上的解决方案可以很大程度上提高系统识别率。 （ 4） 数据安全性有待增强 RFID 产业化受阻的另一个因素是欧美国家人们对安全性及个人隐私的考虑。 目前的 RFID 技术要想在对信息有保密要求的领域展开应用还存在一定障碍，因为当前广泛使用的无源 RFID 系统并没有可靠安全机制，无法对数据进行很好的保姆。 如果电子标签中的信息被窃取，复制并被 非法使用的话，将会带来无法估量的损失。 解决安全性的途径是设计更复杂的微处理器以及更大容量的内存，这样就可以进行更复杂的加密算法以防止数据的非法窃取。 如何在不增加太多成本的同时提高电子标签的安全性是一个有待进一步研究的问题。 同时， RFID 的使用受到了许多人权组织和个人的反对，他们示威甚至试图通过制订法律来阻止 RFID 产品的使用。 目前各大 RFID 厂商正努力寻找解决之道，他们希望通过使电子标签在商品销售到消费者手中后自动失效或者通过增加加密手段来保护个人隐私。 Inside Contactless 公司推出 的 RFID 芯片加入了加密算法，这些加密算法中，简单的采用普通的逻辑电路实现，复杂的则通过嵌入式的 RISC 微处理器来完成。 加入了微处理器的 RFID 芯片，片内还加入了 RAM 和 ROM。 这些措施保证了标签芯片能够与阅读器进行多重认证，实现复杂的加密算法。 XXX：小区车辆进出智能管理系统设计 12 （ 5） 没有统一的 RFID 标准 标准化是广泛获得市场接受的必要措施，但 RFID 读写器与标签的技术仍未见统一，不同制造商所使用的通讯协议、运作的频率、存储数据的格式等均不相同。 两大现有标准日本 UID 和欧美的 EPC 采用的频率不同。 标准不一，将影响 RFID 的市场前景和应用范围。 为此，解决标准不统一的措施来自两个层面，一方面要尽快制定统一的标准；另一方面在不损害既得利益集团利益的前提下，可以开展多协议、多频点读写器的研究和开发。 设计原则 本系统设计应以多用途、易扩展、简捷实用为目标，以小区进出车辆功能需求为主设计。 同时设计过程应遵循以下原则： (1)实用性 当今科技发展迅速，技术和产品可谓层出不穷，工程中选用的系统和产品都应能使用户得到实实在在的受益，并满足近期使用和远期发展的需要。 在多种实现途径中，选择最经济可行的途径。 （ 2） 先进性 系统的设 计和产品选用在投入使用时应具有一定的技术先进性，但不盲目追求尚不成熟的新技术或不实用的新功能，以充分保护用户的投资。 （ 3） 可靠性 系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能。 （ 4） 可行性 以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到环境的现状和技术的发展趋势，并考虑用户管理的要求，使设计的方案现实可行。 （ 5） 安全性 采取必要的措施保障各系统数据的安全。 设计充分考虑到防盗和防止人为破坏。 （ 6） 易操作性 系统是面向各种管理层次使用的系统 ，系统及其功能的配置以能给用户提供 13 舒适、安全、方便、快捷为准则，其操作应简便易学，而绝不能因“智能”而给用户带来不便，甚至烦恼。 （ 7） 针对性 系统的设置并非千篇一律的，而应根据工程的实际情况，如工程规模、配套设施、市场定位、用户对象、管理要求、规划及平面布局等等因素，作出有针对性的设计。 （ 8） 可扩充性 系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。 总之，从设计上来说，主要考虑到： 经济、实用； 物业管理便利；用户使用便利； 提升整个建筑群形象； 保护建筑群和周边环境 ，如减少车辆不必要的行驶，从而减少废气排放、噪音污染等； 小区出入口车辆性质划分 将可能的进出车辆的性质进行了统计，大致分类如下： 用户性质 具体分类 备注 固定停车用户 开发商和物业管理公司自用车辆 住户或者是租户的车辆 临时停车用户 来访的外来车辆 包括到物业管理部门办事的车辆 因到周边场所办事而须停车车辆 特种车辆 包括垃圾车、消防车、警车等等 由以上分析，我们可以知道固定停车用户和临时停车用户的特性如下： 固定停车用户特性：这些车辆一般每天都需要在小区内停车，并且 进出次数XXX：小区车辆进出智能管理系统设计 14 会比较频繁或停车时间比较长；而且其变动性不会太大，我们称这类停车用户为固定停车用户。 临时停车用户特性：这些车辆的性质决定了他们来得次数不会多，可能是偶尔来一次，而且每次停车的时间不会太长，因此统称为临时停车用户。 主要结构 机箱：结构坚实牢固，做防雨水、防振动和喷溅水保护，可用 特制钥匙方便地打开道闸机箱门，方便对道闸的安装及日后的维护， 特别设计一套卸荷装置，以防止外力损坏，色彩鲜明的国际标准化外形设计，具有较强的警示作用。 电动机：采用合资智能道闸专用直流电动机，具备开、关、停控制功能，另外还具备电机转速输出功能，便于控制系统对电机的运转情况加以检测和监控，同时根据力学平衡原理，闸杆在水平垂直状态变化过程中，力矩的变化曲线，设计平衡弹簧的平衡力矩。 平衡力臂相应变化。 确保了闸杆在任意状态，保持平衡电机最轻负荷，负载电流平稳，增加了电机使用寿命。 传动部分：根据力学平衡原理，闸杆在水平垂直状态变化过程中，力矩的变化曲线，设计平衡弹簧的平衡力矩。 平衡力臂相应变化。 确保了闸杆在任意状态，保持平衡电机最轻负荷，负载电流平稳，增加了电机使用寿命。 离合器：电动和手动两种工作方式，将电动机的驱动减速，从而 驱动传动机构，在停电时，方便采用摇杆控制闸杆的起落。 电子控制部分：以限位开关定位控制，全电路采用无触点控制，具备多种接口控制方式 ，按钮开关、红外或无线遥控、电脑监控，以弱电控制强电，内置 微电脑处理芯片，具备智能逻辑控制处理功能。 系统的基本功能 固定车辆全自动化管理，临时车辆半自动化管理，减少车辆通行时间，为车主争取时间，智能化管理。 智能自动道闸安装在小区大门的出入口处，由箱体、电动机、离合器、机械传动部分、栏杆、电子控。