公共自行车站点控制器毕设说明书

南京工程学院工业中心毕业设计说明书（论文）目录前言.............................................错误!未定义书签。第一章绪论........................................错误!未定义书签。1.1引言.......................................错误!未定义书签。1.2课题背景与意义.............................错误!未定义书签。1.3公共自行车租凭控制的现状...................错误!未定义书签。1.4论文研究的主要内容........................错误!未定义书签。第二章公共自行车租凭控制系统总体设计方案........错误!未定义书签。2.1公共自行车租凭控制要求....................错误!未定义书签。2.2公共自行车租凭控制系统通行方案............错误!未定义书签。2.3公共自行车租凭控制系统流程图.............错误!未定义书签。第三章公共自行车租凭控制系统硬件设计............错误!未定义书签。3.1硬件系统总体设计...........................错误!未定义书签。3.2硬件接线图.................................错误!未定义书签。3.3PLC介绍...................................错误!未定义书签。3.3.1PLC的基本概念和基本组成..............错误!未定义书签。3.3.2PLC的工作原理........................错误!未定义书签。3.3.3PLC的分类............................错误!未定义书签。3.4PLC的输入/输出分配表......................错误!未定义书签。3.5硬件设备选型...............................错误!未定义书签。3.4.1LED数码管...........................错误!未定义书签。3.4.2激光传感器...........................错误!未定义书签。第四章公共自行车租凭控制系统软件设计..............错误!未定义书签。4.1控制程序设计分析...........................错误!未定义书签。4.1.1公共自行车租凭检测车流量.............错误!未定义书签。4.1.2各个路口交通灯循环通行..............错误!未定义书签。4.1.3数码管显示...........................错误!未定义书签。4.1.4强制通行交通功能.....................错误!未定义书签。4.1.5监控摄像显示.........................错误!未定义书签。南京工程学院工业中心毕业设计说明书（论文）4.2程序的检查和编译..........................错误!未定义书签。4.3调试程序的下载.............................错误!未定义书签。第五章控制系统调试过程分析......................错误!未定义书签。5.1软件调试过程...............................错误!未定义书签。5.2硬件制作调试过程...........................错误!未定义书签。5.3软硬件调试................................错误!未定义书签。第六章结论........................................错误!未定义书签。致谢...............................................错误!未定义书签。参考文献........................................错误!未定义书签。附录1电气原理图..................................错误!未定义书签。附录2硬件接线图..................................错误!未定义书签。附录3部分程序源代码..............................错误!未定义书签。南京工程学院工业中心毕业设计说明书（论文）前言公共自行车具有便捷的特点它是短距离范围内最好的交通工具；80%以上的成年市民会自行使用；且能与各种交通方式的实现对接。公共自行车交通还有人性化的优点，它简单易用，自由线路；通过自行车的定制，可以更加方便老人、儿童、家庭以及残障人士选择合适的车型。设施更加人性化，更加体现以人为本的精神。再者它更加关注人和自然的关系，自行车交通系统不需要能源，是最绿色的交通方式之一；它代表未来城市自行车的发展趋势，运用各种可持续的交通技术、交通方式和交通理念使城市更加美好。最后自行车交通系统与其它交通工具联合组成综合的交通网：可以满足各种交通联合的方式；无需额外的资源，可实现交通的融合；是各种短途交通方式有利的补充。第一章绪论南京工程学院工业中心毕业设计说明书（论文）1.1、引言自行车站点控制系统由触摸屏、PLC、数据采集卡、POS机等设备组成。这样可以总线联网控制，如此可解决了传统自行车租凭系统必须要哪里借哪里还的问题，从而实现了异地借还车，异地退款的的问题，我们在借还车的同时都必须要使用到IC卡。在实地考察过我校大门前的过程中，我发现有故意损坏公共财产的行为，故设置以下功能，借车的时候刷卡机先扣下IC卡中的部分数额的钱以作为押金，只有按照规定的要求退还车才能退还押金，如此可解决车被盗和规范停车等问题。本课题研究的是公共自行车租凭系统，是实现自行车与其他交通方式对接的重要环节，采用可编程逻辑控制器(PLC)来实现租凭系统的控制，可编程逻辑控制器(PLC)是一种专用于控制制造过程及机构的运行的处理器,它使用可编程存储器存储指令并且执行功能，其中包括开/管控制，计时，计数，排序，算术以及数据处理[3]。可编程逻辑控制器(PLC)应用于广泛的离散事件，比如用输入输出口和顺序控制器控制复杂的生产流程[4]，它居有编程方法简单易学的优点，梯形图是使用最多的可编程逻辑控制器(PLC)编程语言，其电路符号和表达方式与继电器控制电路原理图相似，梯形图语言形象直观，易学易懂，熟悉继电器控制电路图的电气技术人员只要花几天的时间就可以熟悉PLC梯形图语言，并用来写用户程序[5]。此外它功能强大，性能价格比高，一台小型PLC内有成千上万个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，与相同的继电器控制系统比，具有很高的性价比，PLC可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理[6]。还有PLC硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强,PLC产品已经标准化，系列化，模块化，配备有品种齐全的硬件装置可供用户使用，PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。又有它可靠性高，抗干扰能力强，PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，PLC已被公认为最可靠的工业控制设备之一。再者PLC系统的设计、安装、调试工作量少，PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。PLC的梯形图程序一般用顺序控制设计法来设计，这种编程方法很有规律，容易掌握，节省大量的设计时间。PLC的用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关或按钮来模拟，通过PLC上的发光二极管可观察输入、输出信号的状态[8]。最后PLC系统的维修工作量小，维修方便，它的故障南京工程学院工业中心毕业设计说明书（论文）率很低，且有完善的自诊断和显示功能。PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据PLC上的发光二极管或编程软件提供的信息迅速查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故障[10]。可编程程序控制器把微计算机的功能完备、通用性和灵活性好的优点和继电器控制系统的操作方便、简单易懂、价格低廉等优点结合起来[6]。因此它是一种较适用于本课题的的控制装置。本课题就基于PLC的应用上，使用PLC来实现公共自行车站点控制器系统的控制，能够实现简单化操作及系统控制的自动化。1.2、课题背景与意义公共自行车租赁系统是将自行车纳入到城市的公共交通系统，基于“随用随借、方便快捷”的开发理念，解决城市“最后1-3公里”的交通问题。利用公共自行车出行，能够提高道路资源利用率，缓解交通拥堵，另一个特色是使用自行车能促进节能减排、减少尾气污染，再者骑自行车可以强身健体、修身养性。公共自行车站点控制器是城市自行车租凭系统的重要组成部分，也是自行车租凭系统的关键技术。本论文致力于研究更加完善自行车站点控制器系统，系统采用可编程序控制器（PLC）来控制，方法新颖，可作为普通学生在学习可编程序控制器时的实践项目。1.3、公共自行车租凭系统控制的现状发达国家在城市公共系统的绿色交通环境方面做了大量工作，欧盟国家、英国和日本等国先后作为国家政策对发展城市自行车修订了相关法规，积累了丰富的整备理念、规划理论和设计方案[1]。随着人们对节能环保的重视，自行车租赁将会越来越广泛的出现在我们日常生活中，成为日后短距离出行代步的重要角色[2]，并且自行车租凭越来越受到社会的普遍关注，完善的租赁系统和人性化的设计为居民出行带来了方便，为城市城市的交通减少了负担，增加了一份秩序感将使我们的生活变得更加美好。目前国内外许多城市，如巴黎、马赛、华盛顿、里昂、北京、杭州等众多城市都实施了公共自行车项目，取得了非常好的环保和社会效应。南京工程学院工业中心毕业设计说明书（论文）1.4、论文研究的主要内容本课题要完成的内容包括自行车站点控制器总体方案设计、自行车站点控制器的电器原理图设计、PLC程序设计、研究的系统是采用西门子公司的S7-200系列的PLC控制器来实现控制的。公共自行车站点控制器系统可分为以下几个部分：租赁锁柱控制系统、管理柱系统、后台管理系统、计费系统。租赁锁柱控制系统实行永久网点采用分散式锁柱管理，每个锁柱都能独立实现借车和还车。管理柱系统是网点对外实现互动交流的设施，可以对用户实现查询、用户卡管理、充值等功能。管理柱设有与中央数据中心的网络连接，可以实时检索用户卡及网点信息。后台管理系统是通过网络间的协议转换，管理中心可以直接查询每个租赁终端(锁柱)的状态，甚至可以控制终端设备的远程操作。计费系统设有多种计费功能，满足不同场合需要如学生卡、老人卡、工作人员卡等。第二章公共自行车站点控制系统总体设计方案南京工程学院工业中心毕业设计说明书（论文）2.1公共自行车租凭系统控制要求及技术规范公共自行车站点控制系统由现场服务子系统、通讯子系统、后台管理子系统及服务点设备、设施构成。介绍如下2.1.1现场服务子系统的构成由锁止器控制单元、现场通讯控制单元、锁止器执行单元、自助服务单元和安防单元等构成。2.1.2现场服务子系统的功能能实现租车卡信息读写、储存及异常处理、公共自行车自助式通租通还及安防等现场服务功能。2.1.3现场服务子系统的适应性要求现场设备应能在交流供电220V±22V，环境温度-20℃～+70℃和环境湿度20%～90%的情况下正常运行。当有停车棚时，设备防水等级应不低于IP4级。无停车棚时设备防水等级应不低于IP6级。特殊环境宜提高现场设备的防雷及防腐要求。2.2.4锁止器控制单元能实时接收租车卡和公共自行车的状态信息，向现场通讯控制单元传输数据，接收其反馈信号，同时向锁止器执行单元发出指令，实现租车卡数据读写。2.1.5现场通讯控制单元能实时接收锁止器控制单元传输的数据，通过工业现场总线向锁止器控制单元