1、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
2、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AbstractThe subject of counter intelligence car-park, the article focused on the use of the parking area, analysis of its work processes and principles, and as the basis for
3、 discussion of its use. The whole design from the following components: power supply, Photometric, to identify the direction of interlocking circuit (even rising edge of D flip-flop), reversible counter, preset number of circuits, decoding circuitry, show circuit. The main principle is to discuss th
4、e vehicles entering or leaving, after all Photometric the process, from Photometric output level of potential changes to the rising edge of the double-D trigger signal, according to the traffic passing vehicles Out, the output will be sent corresponding to the pulse signal to the counter, will be ir
5、reversible counter to the pulse of the receiving signals or by counting and counting, and the decoder, from forepart digital display of the existing car parks The number of parking spaces. At the same time the use of circuit switching codes to be reversible counter to the preset number, and in this
6、counting on the basis of addition and subtraction. Key Words: photometric trigger reversible counter pulse 目录摘 要 I第1章 绪论 11.2常用计数器件 11.3电路结构 2第2章 直流稳压电源 32.1直流稳压电源的组成 32.2原理与分析 32.3稳压电流的性能指标及测试方法 43.1基本驱动方式 63.2光敏二极管 6图3-2光电二极管外形图 73.3特性参数 7第4章 电路原理分析 124.1过程介绍 124.2原理分析 124.3计数电路 17第5章 电路原理图 22致 谢
7、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
8、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
9、099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，
10、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
11、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
12、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=P2/ P1，式中是变压器的效率。 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
13、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（35）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1.25V37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：Uo1.25（1R2/R1）式中R1一般取120240欧
14、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
15、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
