停车场信息管理系统的研究本科学位论文.docx
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停车场信息管理系统的研究本科学位论文
编号
淮安信息职业技术学院
毕业论文
题目
停车场信息管理系统的研究
学生姓名
顾浩
学号
42911131
系部
电气工程系
专业
机电一体化
班级
429111
指导教师
龚希宾
顾问教师
揭志远
摘要
本题为“停车场智能计数器”,文章主要讨论在停车场方面的使用,分析研究其工作过程及原理,并以此为基础讨论其运行。
整个设计由以下几个部分组成:
稳压电源、光电耦合器、反向互锁识别电路、可逆计数器、预置数电路、译码电路、显示器电路等。
主要远离是讨论车辆在驶入或使出时,经过光电耦合器的各个过程,由光电耦合器输出高低电位的变化来给到双上沿D触发器信号,根据车辆的驶入使出,输出端将传送相对应的脉冲信号给计数器,可逆计数器将会根据接收到的脉冲信号进行加计数还是减计数,再经译码器后,由七段数码管显示停车场内现有的车位数量。
电路中同时运用了拨码开关来对可逆计数器做预置数,并在此基础上进行加减计数。
关键字:
光电耦合器、触发器、可逆计数器、脉冲
Abstract
Thesubjectof"counterintelligencecar-park",thearticlefocusedontheuseoftheparkingarea,analysisofitsworkprocessesandprinciples,andasthebasisfordiscussionofitsuse.
Thewholedesignfromthefollowingcomponents:
powersupply,Photometric,toidentifythedirectionofinterlockingcircuit(evenrisingedgeofDflip-flop),reversiblecounter,presetnumberofcircuits,decodingcircuitry,showcircuit.Themainprincipleistodiscussthevehiclesenteringorleaving,afterallPhotometrictheprocess,fromPhotometricoutputlevelofpotentialchangestotherisingedgeofthedouble-Dtriggersignal,accordingtothetrafficpassingvehiclesOut,theoutputwillbesentcorrespondingtothepulsesignaltothecounter,willbeirreversiblecountertothepulseofthereceivingsignalsorbycountingandcounting,andthedecoder,fromforepartdigitaldisplayoftheexistingcarparksThenumberofparkingspaces.Atthesametimetheuseofcircuitswitchingcodestobereversiblecountertothepresetnumber,andinthiscountingonthebasisofadditionandsubtraction.
KeyWords:
photometrictriggerreversiblecounterpulse
目录
摘要I
第1章绪论1
1.2常用计数器件1
1.3电路结构2
第2章直流稳压电源3
2.1直流稳压电源的组成3
2.2原理与分析3
2.3稳压电流的性能指标及测试方法4
3.1基本驱动方式6
3.2光敏二极管6
图3-2光电二极管外形图7
3.3特性参数7
第4章电路原理分析12
4.1过程介绍12
4.2原理分析12
4.3计数电路17
第5章电路原理图22
致谢26
参考文献27
第1章绪论
1.1前言
在商业竞争异常激烈的今天,汽车保有量越来越大,各类型零售商场,连锁店,超市,博物馆,公园,展览馆等,如何去处理好车辆的停放问题已经成为一个不得不面对的问题。
对于依赖客流量的产业来说,处理好停车问题显得尤为重要,意义也更大,这就要求有一个合适的计数器来完成这些工作。
本文所设计的计数器是采用双单束主动式红外计数器红外反射方式,抗干扰性好,可靠性高。
通过采用两路红外传感器,并结合方向互锁识别电路,对方向进行辨别,电路结构简单,同时也极大地降低了成本,适用范围较广。
本课题综合运用了以往所学的各科知识,能将其有机的整合起来,使之成为一个有机的知识体系,从而将课本知识融入到实践中去,以此来加深对所学知识的理解。
课题综合应用了数字电路、模拟电路及传感器的相关知识,如光电耦合器、集成触发器、可逆计数器、七段锁存译码器等组成的“停车场车位智能计数器”。
该设计应用广泛,可用于测量宾馆、饭店、商场、超市、博物馆、展览馆、车站、码头、银行等场所的停车场的车位数量,同时不会阻碍到车辆的进出。
本电路的指导思想是利用红外发光管发射红外线,红外接收管接收此红外线,并将其放大、整形。
当有车辆挡住红外光时,接收管没有接收到红外信号,放大器将输出低电平,同时计数器计数这个低电平脉冲,并经译码驱动电路使数码管显示相应数值。
这样就得到要停车场内现有的可停放位置数量。
计数范围在0~99之间,如果需要还可扩展。
其主要内容是在光电耦合器接收到信号后,驱动双上升沿D触发器,在将脉冲传送给可逆计数器,然后通过译码器显示出来。
1.2常用计数器件
当前市场上,已经有各种各样的计数器来满足不同使用群体的需求,但是他们都有优缺点,主要分析如下:
人工计数
优点:
适用于点检测,费用相对较小,从心理上觉得比较可靠。
缺点:
短时间(如半小时内)可靠性较高,但随着时间的延长误差大幅增加;当客流量增大时,误差率会变的更高。
单束被动式红外传感器
优点:
可以适用于有热释对象的场合。
缺点:
区别能力差,误差率高。
单束主动式红外计数器
优点:
价格相对较低,结构简单.
缺点:
不能辨别行进方向,车辆是进还是出,只适用于单一通道。
视频检测系统
优点:
可以辨别行进方向,隐蔽;可以与保安系统相连。
缺点:
识别系统较复杂,价格较高.
1.3电路结构
实际电路结构框图如下图所示。
图1-1实际电路结构框图
由图可知,本设计由以下几个功能模块组成:
稳压电路、光电耦合器、双上升沿触发器CD4013、可逆计数器CD40192、译码器CD4511、拨码开关、七段数码管等构成。
主要功能是当有车进入或驶出时,光电耦合器会接收到信号,输出一个低电平,然后驱动双上升沿D触发器,这时会有单个脉冲传送给可逆计数器,可逆计数器将会根据车辆的进入或驶出进行加减计数,再经译码器转换,最后由数码管显示出停车场内现有的可停放车辆数。
其中拨码开关是来进行预置数,设置场内可停放车辆的位置数。
电路设计中,要注意一个问题,由于光电耦合器件选用的是两个,其作用是用来辨别车辆是驶入还是驶出,所以两光耦间的距离一定要小于车辆的长度,否则将无法辨别。
第2章直流稳压电源
2.1直流稳压电源的组成
直流稳压电源是由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等四大部分组成。
交流电压变换部分:
将交流电网提供的电流电压变换到电子电路所需要的交流电压,同时还可起到直流电源与电网的隔离作用。
整流部分:
将变压器变换后的交流电压变为单向的脉冲电压(脉冲直流)。
滤波部分:
对整流部分输出的脉冲直接进行平滑处理,使之成为一个含纹波成分很小的直流电压。
稳压部分:
将滤波输出的直流进行调节,以维持输出电压的基本稳定。
由于滤波后输出直流电压受温度、负载、电网电压波动等因素的影响很大,所以要设置稳压电路。
2.2原理与分析
直流稳压电源的基本原理直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路所组成,基本框图如下:
图2-1直流稳压电源图
各部分的作用电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。
变压器副边与原边的功率比为η=P2/P1,式中η是变压器的效率。
整流滤波电路:
整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。
再经滤波电路滤除较大的纹波成分,输出纹波较小的直流电压U1。
常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。
图2-2整流滤波电路图
各滤波电容C满足RL-C=(3~5)T/2,或中T为输入交流信号周期,RL为整流滤波电路的等效负载电阻。
图2-3三端集成稳压器图
三端集成稳压器:
常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。
常用可调式正压集成稳压器有CW317(LM317)系列,它们的输出电压从1.25V-37伏可调,最简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只位器。
其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护,最大输出电流为1.5A。
其典型电路如图(4),其中电阻R1与电位器R2组成输出电压调节器,输出电压Uo的表达式为:
Uo=1.25(1+R2/R1)式中R1一般取120-240欧姆,输出端与调整端的压差为稳压器的基准电压(典型值为1.25V)。
图2-4基准电压图
2.3稳压电流的性能指标及测试方法
稳压电源的技术指标分为两种:
一种是特性指标,包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等;另一种是质量指标,用来衡量输出直流电压的稳定程度,包括稳压系数(或电压调整率)、输出电阻(或电流调整率)、纹波电压(纹波系数)及温度系数。
测试电路如图。
图2-5图稳压电源性能指标测试电路
纹波电压:
叠加在输出电压上的交流电压分量。
用示波器观测其峰峰值一般为毫伏量级。
也可用交流毫伏表测量其有效值,但因纹波不是正弦波,所以有一定的误差。
稳压系数:
在负载电流、环境温度不变的情况下,输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化。
电压调整率:
输入电压相对变化为±10%时的输出电压相对变化量,稳压系数和电压调整率均说明输入电压变化对输出电压的影响,因此只需测试其中之一即可。
输出电阻及电流调整率输出电阻与放大器的输出电阻相同,其值为当输入电压不变时,输出电压变化量与输出电流变化量之比的绝对值.电流调整率:
输出电流从0变到最大值时所产生的输出电压相对变化值。
输出电阻和电流调整率。
第3章红外器件与光电耦合器
3.1基本驱动方式
红外发光二极管是一种电流驱动器件。
基本驱动方式有恒定直流电流驱动、脉动直流电流驱动和交流电流驱动三种。
恒定直流电流驱动方式常用于简单红外光控电路。
为了减小发射器电源的消耗,延长红外发光二极管的使用寿命以及提高遥控发射的距离,在红外遥控发射器中,红外发光管一般都采用脉动直流电流驱动方式。
采用脉动直流驱动还有一个好处,就是提高了红外遥控系统的抗干扰性能。
交流电流驱动方式主要应用在近距离简单红外光通信电路中,如简单红外线耳机等。
在这种驱动方式中,要控制驱动交流电流的大小,以免发光二极管进入非线性区,产生非线性失真。
3.2光敏二极管
我们知道,在半导体中只有导带中的电子和价带中的空穴才能才能起导电作用。
而用光照射半
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- 停车场 信息管理 系统 研究 本科 学位 论文