thiết kế bãi đỗ xe tự động lấy thông số từ máy tính

CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ ĐK BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG Hiện nay, các bãi đỗ xe công cộng nhu ở các khu phố, khu chung cư, hội chợ...việc quản lý gặp nhiều khó khăn. Số lượng xe vào và xe ra là ngẫu nhiên, có lúc nhiều xe, có lúc ít xe, nhiều khi lại ách tắc quá tải. Công việc quản lý tưởng chừng như đơn giản song lại tốn nhiều nhân lực: người thì bán vé, người thu vé người thì phải thường xuyên giám sát số lượng xe có trong bãi...bên cạnh đó việc kiểm soát vé là cũng khó khăn. Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà trong đó là kỹ thuật số đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin…. do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điện tử nói riêng.

MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ ĐIỀU KHIỂN BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG…………………………………………………………… 2 1.1. MỞ ĐẦU…………………………………………………………………………………2 1.2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ……………………………………………… 3 1.3. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI………………………………………………… 5 CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ KẾT NỐI PHẦN CỨNG…………………………………………… 7 2.1. CẤU TRÚC HỆ THỐNG……………………………………………………………… 7 2.2. SƠ ĐỒ HOÀN CHỈNH …………………………………………………………………20 CHƯƠNG 3 :THIẾT KẾ PHẦN MỀM………………………………………………………21 3.1. LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN……………………………………………………………… 21 3.2. PHẦN MỀM 23 3.3 Kết luận 27 3.4 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………………… 28 1 CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ ĐK BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG Hiện nay, các bãi đỗ xe công cộng nhu ở các khu phố, khu chung cư, hội chợ việc quản lý gặp nhiều khó khăn. Số lượng xe vào và xe ra là ngẫu nhiên, có lúc nhiều xe, có lúc ít xe, nhiều khi lại ách tắc quá tải. Công việc quản lý tưởng chừng như đơn giản song lại tốn nhiều nhân lực: người thì bán vé, người thu vé người thì phải thường xuyên giám sát số lượng xe có trong bãi bên cạnh đó việc kiểm soát vé là cũng khó khăn. Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà trong đó là kỹ thuật số đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin…. do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điện tử nói riêng. Áp dụng những thành tựu khoa học ta có thể sử dụng các phương tiện hoàn toàn tự động để điều khiển bãi đỗ xe tự động, không những giảm được nhân lực , đáp ứng được kinh tế mà còn có thể kiểm soát được số lượng vé trong ngày, tháng quý Trong giới hạn đề tài em chỉ thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe với việc đếm số lượng xe ra vào hay quản lý số chỗ đỗ xe, số xe có trong bãi và điều khiển thanh chắn ra vào. Để thực hiện được điều đó cần phải thiết kế hai phần chính sau: bộ phận cảm biến và bộ phận đếm. * Bộ phận cảm biến: gồm phần phát và phần thu. Thông thường người ta sử dụng phần phát là led hồng ngoại để phát ra ánh sáng hồng ngoại mục đích để chống nhiễu so với các loại ánh sáng khác, còn phần thu là transistor quang để thu ánh sáng hồng ngoại. * Bộ phận đếm: có nhiều phương pháp thực thi đó la -Lắp mạch dùng kỹ thuật số với các IC đếm, chốt, so sánh ghép lại -Lắp mạch dùng kỹ thuật vi xử lí -Lắp mạch dùng kỹ thuật vi điều khiển 2 1.2. PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1.2.1. Với mạch đếm dùng IC rời • Ưu điểm: -Cho phép tăng hiệu suất lao động -Đảm bảo độ chính xác cao -Tần số đáp ứng của mạch nhanh, cho phép đếm với tần số cao -Khoảng cách đặt phần phát và phần thu xa nhau cho phép đếm những sản phẩm lớn. -Tổn hao công suất bé, mạch có thể sử dụng pin hoặc accu -Khả năng đếm rộng -Giá thành hạ -Mạch đơn giản dễ thực hiện Với việc sử dụng kỹ thuật số khó có thể đáp ứng được việc thay đổi số đếm. Muốn thay đổi một yêu cầu nào đó của mạch thì buộc lòng phải thay đổi phần cứng. Do đó mỗi lần phải lắp lại mạch dẫn đến tốn kém về kinh tế mà nhiều khi yêu cầu đó không thực hiện được bằng phương pháp này. Với sự phát triển mạnh của nghành kỹ thuật số đặc biệt là cho ra đời các họ vi xử lí và vi điều khiển rất đa chức năng do đó việc dùng kỹ thuật vi xử lí, kỹ thuật vi điều khiển đã giải quyết những bế tắc và kinh tế hơn mà phương pháp dùng IC rời kết nối lại không thực hiện được. 1.2.2. Với mạch đếm dùng kỹ thuật vi xử lí Ngoài những ưu điểm như đã liệt kê trong phương pháp dùng IC rời thì mạch đếm sản phẩm dùng kỹ thuật vi xử lí còn có những ưu điểm sau: -Mạch có thể thay đổi số đếm một cách linh hoạt bằng việc thay đổi phần mềm, trong khi đó phần cứng không cần thay đổi mà mạch dùng IC rời không thể thực hiện được mà nếu có thể thực hiện được thì cũng cứng nhắc mà người công nhân cũng khó tiếp cận, dễ nhầm. - Số linh kiện sử dụng trong mạch ít hơn. -Mạch đơn giản hơn so với mạch đếm sản phẩm dùng IC rời và có phần cài đặt số đếm ban đầu 3 -Mạch có thể lưu lại số liệu của các ca sản xuất -Mạch có thể điều khiển đếm được nhiều dây chuyền sản xuất cùng lúc bằng phần mềm -Mạch cũng có thể kết nối giao tiếp được với máy tính thích hợp cho những người quản lí tại phòng kỹ thuật nắm bắt được tình hình sản xuất qua màn hình của máy vi tính. Nhưng trong thiết kế người ta thường chọn phương pháp tối ưu nhưng kinh tế do đó chúng em chọn phương pháp đếm sản phẩm dùng kỹ thuật vi điều khiển 1.2.3. Phương pháp đếm dùng vi điều khiển Ngoài những ưu điểm có được của hai phương pháp trên, phương pháp này còn có những ưu điểm : -Trong mạch có thể sử dụng ngay bộ nhớ trong đối với những chương trình có quy mô nhỏ, rất tiện lợi mà vi xử lí không thực hiện được. -Nó có thể giao tiếp nối tiếp trực tiếp với máy tính mà vi xử lí cũng giao tiếp được với máy tính nhưng là giao tiếp song song nên cần có linh kiện chuyển đổi dữ liệu từ song song sang nối tiếp để giao tiếp với máy tính. 1.3. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU CỦA ĐẦU BÀI Trong bài tập này em thực hiện mạch đếm số lượng xe ra vào bằng phương pháp đếm xung. Như vậy mỗi xe đi qua cửa phải có một thiết bị để cảm nhận xe ra vào, thiết bị này gọi là cảm biến. Khi một xe đi qua cảm biến sẽ nhận và tạo ra một xung điện đưa về khối xử lí để tăng dần số đếm hoặc giảm dần số đếm. Tại một thời điểm tức thời, để xác định được số đếm cần phải có bộ phận hiển thị. Tuy nhiên mỗi bãi đỗ xe lại yêu cầu với số đếm khác nhau vì thế phải có sự linh hoạt trong việc chuyển đổi số đếm. Bộ phận chuyển đổi trực quan nhất là bàn phím. Khi cần thay đổi số đếm người sử dụng chỉ cần nhập số đếm ban đầu vào và mạch sẽ tự động đếm. Khi số xe được đếm bằng với số đếm ban đầu thì mạch sẽ tự động dừng. Từ đây suy ra mục đích yêu cầu của đề tài: -Số đếm phải chính xác, và thay đổi việc cài đặt số đếm ban đầu một cách linh hoạt. -Bộ phận hiển thị phải rõ ràng ( máy tính) 4 -Mạch điện không quá phức tạp, bảo đảm được sự an toàn, dễ sử dụng. -Giá thành không quá đắt => Ta có mô hình tổng quan chung về bãi đỗ xe tự động như sau: 5 CHƯƠNG II CƠ SỞ THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 2.1. CẤU TRÚC HỆ THỐNG Sơ đồ cấu trúc tổng quát: Hệ thống gồm 4 khối chính: - Khối cảm biến: Khối cảm biến có nhiệm vụ phát hiện đối tượng (xe ra, vào) và biến đổi thành tín hiệu điện để truyền tới khối vi xử lý. - Khối xử lý: Khối xử lý có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ khối cảm biến, nhận biết đối tượng xử lý thông tin và đưa ra các lệnh điều khiển tới khối chấp hành,và khối hiển thị. - Khối hiển thị: Khối hiện thị có nhiệm vụ hiển thị trạng thái của hệ thống ,số lượng xe vào số lượng xe ra và số chỗ còn trống trong bãi trên máy tính. - Khối chấp hành: có nhiệm vụ nhận thông tin từ khối xử lý sau thực hiện việc đóng mở cho xe vào ra bãi nếu hết chỗ trong bãi thì bật đèn báo và không cho phép xe vào bãi nữa. 2.1. 1 Khối cảm biến 6 1. Hệ thống phát hồng ngoại -Để có thể nhận biết được sản phẩm có rất nhiều phương pháp như siêu âm, laser hay hồng ngoại mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm riêng. Với ưu điểm giá thành và dễ dàng thiết kế và thi công phương pháp cảm biến bằng hồng ngoại được chọn. Tuy nhiên phương pháp này cho ta độ ổn định và tin cậy không cao.Với hồng ngoại có rất nhiều cách có thể được sử dụng để cảm biến. Với các sản phẩm có độ bóng cao có thể ứng dụng đặc tính phản xạ của hồng ngoại để cảm biến, bằng phương pháp này chúng ta sẽ bố trí cặp thu phát ở cùng một phía, rất dễ cho lắp đặt, nhưng với các sản phẩm có độ phản xạ không cao thi ta sẽ bố trí cặp thu phát ở hai phía, phương pháp này cho chúng ta độ tin cậy cao hơn tuy nhiên khi lắp đặt thiết bị sẽ phức tạp hơn. H2.1: Mạch tạo dao động Hoạt động của mạch điện này như sau: - Ngay khi cung cấp điện lần đầu cho mạch này, điện áp trên tụ C1 bằng 0V nên mạch ở trạng thái ban đầu như sau: R = 0, S = 1 ⇒ Q của FF ở mức logic cao ⇒ Q bù của FF ở mức logic thấp (0V) dẫn đến T1 tắt mức điện áp ra ở chân 3 ở mức cao. Tụ C1 bắt đầu nạp điện qua điện trở R1, R2 cho đến khi điện áp trên C1 tăng đến trị số 2/3Vcc ( lúc điện áp trên tụ C1 tăng quá Vcc/3, mạch so sánh 2 đổi trạng thái R = S = 0 nên FF vẫn giữ nguyên trạng thái cũ chân 3 vẫn ở mức cao) ở thời điểm này 7 mạch so sánh 1 đổi trạng thái nên R = 1, S = 0 FF đổi trạng thái tức là Q bù ở mức cao phân cực cho T1 dẫn bão hoà làm cho chân 3 chuyển trạng thái về mức thấp, tụ C1 phóng điện qua R1, chân 7 và T1cho đến khi điện áp trên tụ giảm xuống còn 1/3Vcc mạch so sánh 2 đổi trạng thái S = 1, R = 0 Q bù của FF chuyến lên mức điện áp cao T1 tắt tụ C1 lại bắt đầu nạp đến điện áp 2/3Vcc. Chu trình cứ lặp đi lặp lại tại chân 3 sẽ tạo dao động xung vuông. Vì R2 rất lớn hơn R1 nên thời gian nạp lớn hơn rất nhiều thời gian phóng nên một chu kỳ của bộ định thời t = R2.C1 = 0,01 s Vậy tần số phát là f = 1/t = 100Hz. 2. Hệ thống thu - Phía thu ta dùng mạch điện như sau: - - H2.2: Mạch điện phía thu Mạch điện phía thu gồm có ba khối chính như sau: Khối 1: có nhiệm vụ tạo dao động theo tín hiệu của Diot thu hồng ngoại, lọc và khuếch đại sơ bộ tín hiệu thu được. Như vậy khối một sẽ gồm các linh kiện: Diot thu D2, bộ khuếch đại thuật toán (IC1), tụ C2, C3, điện trở R4, R5. Trong đó IC1, điện trở R4, tụ C2 đóng vai trò là bộ lọc tích cực thông thấp một cực dùng hồi tiếp âm. Khối 2: Có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu gồm IC 2 , tụ C4, R6, R7. Với hệ số khuếch đại tính theo công thức: 8 Z R 1K 6 u += Yêu cầu cần hệ số khuếch đại cỡ 150 lần ta chọn R7 = 330K, R6 = 1K, tụ C4 = 1µF suy ra Z ≅ 2K. Tín hiệu sau khi được khuếch đại qua tụ nối tầng C5 đưa vào khối 3. Khối 3: Có nhiệm vụ tách sóng tạo tín hiệu một chiều để đưa vào bộ so sánh tạo mức điện áp ra một chiều ở mức logic 0, 1 có thể tích hợp với bộ xử lý số. Để thực hiện tách sóng ta dùng một Diot D3 (1N4148) và tụ lọc C6(1µF). D4(1n4148), R8(1K), R9(1K) tạo thành một mạch phân áp có nhiệm vụ bù sụt áp tín hiệu xoay chiều được chỉnh lưu bởi D3. H2.3: Sơ đồ bố trí cảm biến 2.1.2:Khối hiển thị Ta sử dụng chuẩn giao tiếp RS232 9 Đầu thu Đầu phát Chiều xe đi *Đặc Điểm Chuẩn RS232 Chuẩn RS232 được nối ra một giắc cắm (gọi là cổng COM).Khi sử dụng có thể sử dụng 2 hay tòan bộ chân (pin) của cổng này (có nhiều loại cổng COM phục vụ các chức năng khác nhau gồm loại 4, 9, 15, 37 chân). Nếu mục đích chỉ truyền hoặc nhận tín hiệu giữa hai thiết bị thì ta chỉ cần sử dụng 2 dây (một dây truyền hoặc nhận) và một dây nối đất (GND – ground, hay mass). RS 232 sử dụng phương thức truyền thông không đối xứng, tức là sử dụng tín hiệu điện áp chênh lệch giữa một dây dẫn và đất. Các cổng của RS – 232 có ngưỡng điện áp qui ước là -15V (volt) tới -3V , và 3V tới 15V (hoặc -5V, +5V, sự khác biệt giữa hai giá trị 3, và 5V này được gọi là noise magin - biên độ dao động của nhiễu). Tín hiệu có áp lớn +3V được coi có logic 0 hoặc có giá trị cao (H) Tín hiệu có áp nhỏ hơn –3V được coi có logic 1 hoặc giá trị thấp (L). Điện áp từ -3V tới +3V không có ý nghĩa. Chính vì từ – 3V tới 3V là phạm vi không được định nghĩa, trong trường hợp thay đổi giá trị logic từ thấp lên cao hoặc từ cao xuống thấp, một tín hiệu phải vượt qua quãng quá độ trong một thơì gian ngắn hợp lý. Điều này dẫn đến việc phải hạn chế về điện dung của các thiết bị tham gia và của cả đường truyền. Tốc độ truyền dẫn tối đa phụ thuộc vào chiều dài của dây dẫn. Đa số các hệ thống hiện nay chỉ hỗ trợ với tốc độ 19,2 kBd (chiều dài cho phép 30 – 50 m). Sơ đồ ghép nối 10 [...]... có thể chứa của bãi đỗ xe. Hiển thị số lượng xe đi vào xe đi ra và báo hết chỗ để xe khi trong bãi đã hết chỗ trống bằng đèn báo hiệu hoặc còi báo hiệu.Ngun lý của bãi đỗ xe sẽ là: mỗi xe vào sẽ tương đương với 1 xung ở mức cao ,số lượng xung cao đếm được sẽ tươn đương như số xe đi vào,tương tự số lượng xe ra cũng vậy 3.2 Phần Mềm Mơ phỏng đếm số lượng xe ra va báo hiệu khi bãi đỗ đã đầy xe: Chương trình... số lượng chỗ trống trong bãi -Hiển thị các thơng số của bãi đỗ xe trên lcd -Ra thơng báo còn hoặc hết chỗ trong bãi => Ta có lưu đồ thuật tốn chung như sau: 19 Begi n Nạp các giá trị ban đầu Nhập số liệu từ bàn phím Hiển thị số liêu đã nhập Khơng có xe Kiểm tra chu trình xe ra vào Có xe qua Nâng thanh chắn Gọi chương trình đếm S Chờ xe qua Hạ thanh chắn Hiển thị Hết chỗ để xe Đ Hạ thanh chắn End 3.1.2... đồ kết nối phần cứng Mạch mơ phỏng số lượng xe đi vào CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ PHẦN MỀM 3.1 LƯU ĐỒ THUẬT TỐN 3.1.1 Chương trình chính 18 Trong giới hạn của đề tài chúng ta phải giải quyết những cơng việc chính sau trong việc thiết kế phần mềm điều khiển: -u cầu về nhập các thơng số ban đầu từ bàn phím -Điều khiển rào chắn nâng ,hạ cho phép hoặc khơng cho phép xe đi qua -Hiển thị số lượng xe đi vào ,ra và số. .. điều khiển từ 89C51 để điều khiển chiều quay động cơ (chiều dịch chuyển của thanh chắn) 16 Sơ đồ khối VI ĐIỀU KHIỂN Điều khiển chiều quay động cơ Động cơ Bao gồm các phần tử cơ cấu chấp hành như động cơ để đóng mở barie cho phép xe vào ,ra bãi. Đầu vào là tín hiệu từ khối xử lý trung tâm gửi tới để điều khiển chiều quay của động cơ để đóng mở thanh của rào chắn Sơ đồ mạch điều khiển chiều quay động cơ... chiều quay động cơ Hình 2.10 Mạch động lực của cơ cấu đóng mở +Ngun lý hoạt động : Đầu A, B lấy tín hiệu từ 89C51 +Khi A=1, B=0 , thì đầu ra của mạch điều khiển sẽ đặt lên động cơ một điện áp 1 chiều  Làm động cơ quay theo 1 chiều nhất định +Khi A=0, B=1 , thì đầu ra của mạch điều khiển sẽ đặt lên động cơ một điện áp 1 chiều ngược cực tính với trường hợp trước  Làm động cơ quay theo chiều ngược với... làm ngõ vào xung lập trình ( PROG ) trong thời gian lập trình cho Flash Khi hoạt động bình thường ngõ ALE có tần số khơng đổi là 1/6 tần số của mạch dao động, có thể dùng cho mục đích định thời từ bên ngồi và tạo xung clock.Tuy nhiên ALE có thể bị bỏ qua trong mỗi chu kì truy xuất của bộ nhớ dữ liệu ngồi.Khi cần, hoạt động ALE có thể được vơ hiệu hóa bằng cách set bit 0 củ đặc biệt có địa chỉ 8Eh.Khi... cao.Việc set bit khơng cho phép hoạt động chốt byte thấp của địa chỉ sẽ khơng có tác dụng nếu bộ vi điều khiển đang ở chế độ thực thi chương trình ngồi - PSEN (29) PSEN (Program Store Enable) là xung điều khiển truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài Khi AT89C52 đang thực thi chương trình từ bộ nhớ chương trình ngoài, PSEN được kích hoạt hai lần mỗi chu kỳ máy, nhưng hai hoạt động PSEN sẽ bò bỏ qua mỗi khi truy... một bộ khuếch đại đảo của mạch dao động, được cấu hình để dùng như một bộ dao động trên chip Không có yêu cầu nào về chu kỳ nhiệm vụ của tín hiệu xung clock bên ngoài do tín hiệu này phải qua một flip-flop chia hai trước khi đến mạch tạo xung clock bên trong, tuy nhiên các chi tiết kỹ thuật về thời gian mức thấp và mức cao, điện áp cực tiểu và cực đại cần phải được xem xét Tacó sơ đồ mạch như sau: Hình... setb tr1 back: mov a,tl1 mov p0,a jnb tf1,back clr tr1 clr tf1 end chương trình hiển thị: #include org 300h mydata: db "soxedivao",0 org 0 ;khoi dong truyen thong noi tiep mov tmod,#20h 21 mov p1,#0ffh mov th1,#-98 mov scon,#50h setb tr1 ;hien thu chu soxedivao mov DPTR,#mydata h_1: clr a movc a,@a + DPTR acall send inc DPTR jz b_1 sjmp h_1 ;nhan du lieu di tu p1 vao(so xung dem) va hien . ĐỖ XE TỰ ĐỘNG Hiện nay, các bãi đỗ xe công cộng nhu ở các khu phố, khu chung cư, hội chợ việc quản lý gặp nhiều khó khăn. Số lượng xe vào và xe ra là ngẫu nhiên, có lúc nhiều xe, có lúc ít xe, . tiếp song song nên cần có linh kiện chuyển đổi dữ liệu từ song song sang nối tiếp để giao tiếp với máy tính. 1.3. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU CỦA ĐẦU BÀI Trong bài tập này em thực hiện mạch đếm số lượng xe. Trong giới hạn đề tài em chỉ thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe với việc đếm số lượng xe ra vào hay quản lý số chỗ đỗ xe, số xe có trong bãi và điều khiển thanh chắn ra vào. Để thực hiện