基于ARM的升降横移式智能立体车库控制系统设计

发布时间：2017-06-18 15:14

  本文关键词：基于ARM的升降横移式智能立体车库控制系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着国民经济的快速发展,私人汽车保有量不断上升,各大中城市停车位数量不足,停车难成为城市中急待解决的问题。兴建机械式立体停车库是解决这-难题的有效办法,其中以升降横移式立体车库应用最为广泛。目前立体车库的上位机控制系统通常以单片机或工业PC机为核心进行设计。单片机由于性能差、数据存储能力不足,不能够满足高速发展的立体车库对大量信息管理的需要,而工业PC机存在成本高、体积大的缺点。针对立体车库控制系统当前存在的问题,本文设计了基于ARM的升降横移式智能立体车库控制系统。本文的主要研究内容包括三个方面：第一,根据需求对车库嵌入式上位机控制系统的软硬件进行设计。在硬件方面,以S3C6410为ARM车库控制器核心处理器,并设计了电源模块、串口通信模块、网络模块、音频模块、LCD显示接口、CAN总线接口等相关模块电路；以STM32为外部通信控制器核心处理器,并设计了RFID识别模块、SIM900A无线通信模块等相关模块电路。在软件方面,选择Linux作为嵌入式操作系统,用Qt进行软件开发,并简要介绍了嵌入式操作系统和Qt/Embedded运行库的编译与移植过程；对外部通信控制器IC卡识别及短信报警功能程序进行设计。第二,以升降横移式立体车库为研究对象,根据排队论对该类型服务系统进行分析,通过对各类存取方式数学模型的仿真结果选择最优的自动控制策略。第三,以欧姆龙公司的CP1E-N40DR-A作为底层设备控制器设计车库自动控制系统,根据升降横移式立体车库运行原理以及存取车操作流程,对PLC控制程序进行设计。本文对设计的立体车库上位机控制系统进行了软硬件测试,并对上位机控制系统与PLC车库自动控制系统下位机之间的数据通讯进行测试,最后完成了立体车库现场的整体测试。经过测试,本系统软硬件工作正常,稳定可靠,整体系统控制效果良好。
【关键词】：升降横移式立体车库 S3C6410 GSM PLC 排队论
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.71;TP273
【目录】：

• 学位论文的主要创新点3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 论文的研究背景10
• 1.2 立体车库的国内外发展现状及发展趋势10-12
• 1.3 立体车库控制系统的国内外研究现状12-14
• 1.4 本文的研究目的及意义14-15
• 1.5 本文主要研究内容15-16
• 第二章 升降横移式立体车库结构及控制系统总体设计16-22
• 2.1 升降横移式立体车库概述16-17
• 2.2 升降横移式立体车库的结构及工作原理17-19
• 2.2.1 升降横移式立体车库工作原理17
• 2.2.2 升降横移式立体车库的结构17-19
• 2.3 立体车库控制系统设计19-21
• 2.3.1 立体车库控制系统功能需求19-20
• 2.3.2 立体车库控制系统总体框架20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第三章 升降横移式立体车库存取策略的研究22-36
• 3.1 排队论概述22-26
• 3.1.1 排队论的基本概念22-23
• 3.1.2 排队系统的组成结构23-24
• 3.1.3 排队系统的主要参数及指标24
• 3.1.4 排队模型及主要符号表示24-26
• 3.2 升降横移式立体车库排队系统模型分析26-27
• 3.3 立体车库存取策略的选择27-31
• 3.3.1 车库存取策略类型27-28
• 3.3.2 存取策略耗时数学模型的建立28-31
• 3.3.3 立体车库各时段汽车流量分析31
• 3.4 仿真结果及分析31-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第四章 立体车库上位机控制系统硬件设计36-52
• 4.1 上位机控制系统硬件电路总体设计36
• 4.2 ARM车库控制器电路设计36-45
• 4.2.1 ARM11核心板36-37
• 4.2.2 底板电路设计37-45
• 4.3 STM32F103外部通信控制器电路设计45-49
• 4.3.1 微处理器选型45-46
• 4.3.2 RFID射频通信模块46-47
• 4.3.3 GSM/GPRS无线通信模块47-49
• 4.4 ARM控制器及外部通信控制器PCB设计49-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第五章 立体车库控制系统软件设计52-76
• 5.1 立体车库控制系统软件框架52-53
• 5.2 ARM车库控制器嵌入式操作系统配置及应用软件设计53-68
• 5.2.1 嵌入式Linux操作系统的移植53-54
• 5.2.2 嵌入式软件开发平台搭建54-58
• 5.2.3 ARM车库控制器应用软件设计58-68
• 5.3 外部通信控制器软件设计68-70
• 5.4 PLC控制程序设计70-75
• 5.4.1 PLC选型70
• 5.4.2 I/O点分配70-71
• 5.4.3 车库底层设备的控制原理71-74
• 5.4.4 PLC控制程序设计74
• 5.4.5 PLC与上位机的通信设计74-75
• 5.5 本章小结75-76
• 第六章 系统测试76-82
• 6.1 上位机控制系统硬件测试76-77
• 6.1.1 ARM车库控制器硬件测试76-77
• 6.1.2 外部通信控制器硬件测试77
• 6.2 上位机控制系统总体测试77-79
• 6.3 现场测试79-80
• 6.4 本章小结80-82
• 第七章 总结与展望82-84
• 7.1 总结82
• 7.2 展望82-84
• 参考文献84-88
• 发表论文和参加科研情况88-90
• 致谢90

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