智能洗车控制系统设计与研究
分类号密级
UDC
学位论文
智能洗车控制系统设计与研究
作者姓名：韩晓成
指导教师：杨英教授
东北大学机械工程与自动化学院
申请学位级别：硕士学科类别：专业学位
学科专业名称：机械工程
论文提交日期：2011年6月论文答辩日期：2011年6月学位授予日期：2011年7月答辩委员会席：
评阅人：
东北大学
2011年6月
A Thesis in Mechanical Engineering
Intelligent Car Wash Control System Design
and Research
By Han Xiaocheng
Supervisor: Professor Yang Ying
Northeastern University
June 2011
独创性声明
本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。
学位论文作者签名：
日期：
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。
作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：
半年□一年□一年半□两年□
学位论文作者签名：导师签名：
签字日期：签字日期：
东北大学硕士学位论文摘要
智能洗车控制系统设计与研究
摘要
随着人们生活水平的稳步提高，轿车已逐渐走进家庭。汽车保有量在逐月攀高的同时，洗车耗水量亦大幅攀升。随着有关汽车的服务行业与日俱增，洗车行业悄然兴起。而现在市面上的洗车方式大多还是以人力为主。这种洗车方式有着许多缺点，如因水资源无法二次利用而造成水资源大量浪费、洗车过程长、投入的劳动力大，等等。
本文主要围绕智能洗车机的控制系统研究进行的，由于洗车机的毛刷运动采用电力和气压驱动两种驱动方式，即电动机带动毛刷旋转和依靠气缸推动毛刷的横向运动，因此本文根据三相异步电动机的数学模型和阀控气缸的数学模型建立起基于Simulink的仿真模型和传递函数，并对比例阀控气缸系统的特性进行了研究，分析了系统速度放大系数、固有频率和气动阻尼比、负载变化对系统稳定性的影响，验证了本文建立的阀控气缸系统的稳定性，介绍了模糊控制和PID控制的基本原理和内容，通过对模糊控制工程技术的研究，设计了应用最为广泛，理论最为成熟的二维模糊控制器。
本文对智能洗车机的毛刷运动控制系统进行Simulink仿真，通过对传统PID控制和模糊控制算法的比较，结果表明模糊控制算法优越于PID控制，因此验证了模糊控制方案的可行性与优越性，仿真结果表明毛刷可以与车身保持一定的安全距离。
本文应用传感器和可编程序控制器技术对洗车机的运动控制进行了编程，并采用模糊控制算法应用到PLC中对智能洗车机的毛刷运动控制系统进行了软件编程。智能洗车机PLC控制系统采用顺序控制编程方法，根据洗车机的控制系统的需求选取了适合的PLC类型，对PLC的输入输出以及内部继电器进行了地址分配，编写了部分PLC控制程序，同时也编写了在PLC中实现模糊控制的程序，其中包括输入量的模糊化程序以及模糊控制查询表程序。将模糊控制与PLC相结合，利用PLC实现模糊控制。
关键词：洗车机；自动控制；仿真；气动系统
Intelligent Car Wash Control System Design and Research
Abstract
With the steady improvement of living standards，the car has gradually gone into the family. The number of the car have gradually increased, the car has also increased water consumption. With the increasing of the motor vehicle service industry, car wash industry has begun to rise. Now most of the market’s way of washing need human-based.This approach has many shortcomings. As a result of econdary use of water resources can not be caused by a large number of waste water,long washing process,large labor inputs,etc.
This paper focuses on the research of intelligent car washer, mainly to the automatic car washing machine control system design, use two drive modes of electric and pneumatic driving, Therefore this paper accords to the three-phase asynchronous motor, the mathematical model and the cylinder valve control mathematical model are seted up through the simulation model of Simulink and the transfer function, and study the the characteristics of proportional valve-control cylinder, the paper analyzes the system speed amplification coefficient, natural frequency and pneumatic damping ratio, load change on the stability of the system is presented in this paper, and verifies the influence of the stability of the cylinder valve control system, this paper introduces fuzzy control and PID control the basic principle and content, through to the fuzzy control engineering technology research and design, the most widely used, the most mature theory of two dimensions fuzzy controller.
In this paper, I simulate the brush’s motion control system of washing machine intelligent through Simulink. Through the traditional PID control and fuzzy control algorithm, the results show that fuzzy control algorithm is superior to PID control, Therefore,I verified the feasibility and superiority of fuzzy control program. The simulation results show that the realization of the brush with the body to maintain a safe distance.
In this paper, I use sensors and programmable logic controller technology for the washing machine’s motion control to programme, and fuzzy control algorithm is applied to the PLC in the brush for intelligent washing machine motion control systems software programming. Intelligent washing machine PLC control system use sequential control programming, according to the washing machine's control system requirements for selecting the suitable PLC type, and allocate the PLC input and output and internal relay for the address,
and prepared part of control program of the PLC, and prepared to implement fuzzy control in the PLC program, including the input of the fuzzy process and fuzzy control query table program. Fuzzy control and PLC combination, the use of PLC for fuzzy control.
Key words: car washer; automatic control; the simulation; pneumatic system
目录
独创性声明.........................................................................................................................I 摘要.......................................................................................................................................II Abstract...............................................................................................................................III 第1章 绪论. (1)
1.1课题研究背景 (1)
1.2国内外研究现状及洗车方法 (2)
1.2.1 国内研究现状 (2)
1.2.2 国外研究现状 (2)
1.2.3 洗车机的清洗方法 (3)
1.2.4 洗车机的主要类型 (4)
1.3洗车机的主要结构分析 (5)
1.3.1 顶刷的运行分析 (6)
1.3.2 大侧刷的运行分析 (7)
1.3.3 小侧刷的运行分析 (7)
1.4研究内容和意义 (7)
第2章 PID和模糊控制算法理论分析 (9)
2.1传统PID控制 (9)
2.1.1 PID控制原理 (9)
2.2模糊控制综述 (10)
2.2.1 智能控制概述 (10)
2.2.2 模糊控制的基本思想 (10)
2.2.3 模糊控制的基本原理 (10)
2.2.4 模糊控制的基本要求 (11)
2.2.5 模糊控制器的基本结构 (12)
2.3本章小结 (14)
第3章 洗车机控制系统的分析 (15)
3.1三相异步电动机数学模型的建立 (15)
3.1.1 电动机电压的数学模型的建立 (15)
3.1.2 电动机磁链数学模型的建立 (17)
3.1.3 电动机电磁转矩数学模型的建立 (20)
3.1.4 电动机运动数学模型的建立 (20)
3.1.5 电动机仿真模型 (21)
3.2阀控气缸系统数学模型的建立 (22)
3.2.1 气缸两腔流量方程的建立 (22)
3.2.2 电气比例阀压力流量方程的建立 (23)
3.2.3 气缸活塞力平衡方程的建立 (24)
3.2.4 阀控气缸系统传递函数的建立 (25)
3.4洗车机气动系统的总体分析与原件选择 (26)
3.4.1 气动系统的设计 (28)
3.5传感器的选择 (30)
3.5.1 超声波测距传感器 (31)
3.5.2 接近开关 (32)
3.5.3 电流传感器 (33)
3.5.4 光电传感器 (34)
3.6电动机的选择 (35)
3.7气缸的选择 (36)
3.8比例电磁阀的选择 (37)
3.9本章小结 (38)
第4章 基于PID和模糊控制算法的设计与仿真 (39)
4.1阀控气缸系统特性分析 (39)
4.1.1 系统的稳定性分析 (41)
4.1.2 系统的响应特性分析 (42)
4.1.3 运行参数对被控对象特性的影响 (43)
4.1.4 负载变化对系统稳定性的影响 (45)
4.2基于PID控制算法的仿真 (46)
4.3基于模糊控制算法的仿真 (47)
4.3.1 模糊控制器的设计 (47)
4.3.2 论域的选择 (48)
4.3.3 量化因子的确定 (48)
4.3.4 模糊规则的确定 (48)
4.3.5 模糊控制仿真 (51)
4.4本章小结 (52)
第5章 模糊控制系统在PLC中的实现 (53)
5.1PLC的基本结构和工作原理 (53)
5.1.1 PLC的基本结构 (53)
5.1.2 PLC的工作原理 (54)
5.1.3 PLC的选择 (54)
5.1.4 PLC控制系统的整体设计 (56)
5.2PLC程序编程 (57)
5.2.1 I/O地址分配 (57)
5.2.2 部分运行程序 (60)
5.3模糊控制的PLC实现 (64)
5.3.1 输入量的模糊化研究 (65)
5.3.2 模糊控制查询表的研究 (69)
5.4本章小结 (72)
第6章 总结与展望 (73)
6.1总结 (73)
6.2展望 (73)
参考文献 (75)
致谢 (79)
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
改革开放以来，随着中国经济建设的迅速发展，人民生活水平的不断提高，特别是中国加入WTO之后我国汽车工业积极面对挑战，抓住机遇，出现产销两旺的局面。汽车已经逐渐走进千家万户，汽车的数量直线上升。据预测，未来五年内中国汽车保有量将增长四至六倍，汽车产业已成为新的经济增长点。其中，新车型不断下线，新的合资企业也不断涌现，汽车企业不断改组重组，设备不断更新、扩展。伴随着我国汽车市场的繁荣，也为发展汽车服务行业提供了巨大的发展空间。因此，车辆日常保养的服务市场前景非常广泛，而保证车辆清洗干净是其最基本的一点。由于车辆使用过程中遭遇的灰尘、泥泞、雨雪等方面的原因，使车辆每周都要清洗一次[5]。
伴随着汽车数量的日益增加，人们对汽车的消费观念有了极大的改变，从过去单一的功能追求为主迅速转变为追求个性化、舒适化、美观化的消费观念。这极大的带动了汽车清洗保养、美容护理等行业的发展。汽车改装、汽车美容、汽车保养等汽车相关产业已成为一个极具发展潜力的投资热点。汽车清洗可作为汽车美容、汽车保养的一个前期必须工序或一个独立的汽车服务项目有广阔的市场前景和可观的利润空间。
目前，大多数汽车清洗站点只是简单而粗糙的人工擦洗或采用高压水枪冲洗，没有自动清洗打蜡设备，没有污水处理设备和污泥处置措施。洗车污水不能循环使用，有些甚至随意排放，既浪费了大量的水资源。又造成环境污染，严重地影响了城市的市容卫生。所以近期国家相关管理部门都在陆续加紧清理非法洗车业者，使洗车业市场出现了一个较大的空白点，同时政府也鼓励加油站、大型停车场和有一定规模的汽车服务公司使用电脑全自动洗车设备从事洗车。电脑洗车机自90年代投入中国市场，逐步受到汽车行业的重视与推广。如今中国大陆的电脑洗车机数量达数千台，并且每年以15%~20%的发展速度猛增。据调查，北京地区电脑洗车机保有量约占全国的25%，高居全国洗车机市场之首。目前市场上的电脑洗车机主要产自德国、美国、荷兰、日本、和中国台湾地区等。引进国外技术并在中国大陆装配的设备保有量最大，而且维修费用要高出5—10倍，且维修周期要比国内产品长10—20倍以上，设备投资较大，投资回收期较长，这无疑限制了电脑洗车机的推广和使用[4]。
1.2 国内外研究现状及洗车方法
1.2.1 国内研究现状
国内洗车机设备性能不够稳定，故障率高，外观设计存在抄袭，粗糙等弊端。许多的洗车机公司没有自己过硬的品牌和独立的技术研发能力[2]。目前中国全自动洗车机业还处在产业发展的初期阶段，其经营模式主要是以洗车店（点）为车主提供洗车服务，其中以人工服务为主，自动化洗车服务为辅。整个洗车设备行业目前发展迅速，从十年前的路边人工擦车到现在的全自动电脑洗车机、蒸汽洗车机、无水洗车机。十年的时间使整个洗车机设备行业发生了巨大的变化。
现在国内的洗车机主要为仿形洗车机，但是品牌繁多。目前国产洗车机整体水平还不够高，而发达国家经过三十多年的发展，洗车机技术已经比较成熟了，比如日本洗车机已经是智能机第四代了，而国产洗车机机大部分还是仿形机。仿形机与智能机的区别有很多，主要是工作原理不同。仿形端洗技术是按毛刷电机电流的变化，控制毛刷上升/下降，前进/后退等，达到仿形清洗的目的。采用仿形端洗技术，可以实现多种不同类型车辆的端面洗涤要求，并且在洗车过程中起到车体保护的效果，但是由于国内的一些生产厂家使用的传感器品种少，同时没有运用先进的控制算法，基本上使用PLC根据电流传感器反馈毛刷电机的电流变化控制毛刷的运动，使洗车机的控制效果大打折扣，清洗效率低，安全性能差，同时没有先进的控制算法也使得仿形洗车不能达到很好的洗车效果[4]。
以上问题已严重影响了传统洗车业的进一步发展，一方面产业发展进入瓶颈，另一方面洗车市场巨大的隐性需求却得不到满足。社会在呼吁更安全的全自动洗车机方式，市场更是急待巨大消费需求的满足[3]。
本土洗车机的主要厂商包括上海艾旭亚洗净设备有限公司、天津国翔洗车设备有限公司、北京富来盈洗车设备有限公司、北京自然绿环境科技发展有限公司等。
1.2.2 国外研究现状
国外现在应用的洗车机是智能洗车机，智能洗车机在车辆进入洗车机之前就对整个车型进行了扫描，并把扫描的数据储存在中央处理器中。它拥有多种检测手段准确判断车型。内置光栅传感器，声波传感器，检测车门镜传感器，车辆安全退出传感器等50多对传感器。多种传感器把信息汇集到主板上的CPU进行处理，CPU准确识别车型，
在刷子接触车身之前就能判断出车身不同部位的高度以及各种装备品的位置，然后经过计算，提前规定好刷子的运动轨迹，真正做到安全、快速洗车。
另外，因为智能洗车机需要对采集到的数据进行整理分析，并且具有判断车型功能，所以需要更快的浮点运算速度，因此智能洗车机的中央处理器的运算速度比仿形洗车机的中央处理器的运算速度要快的多。而且智洗车机采用的先进技术使其在工作时不受电压波动、刷毛磨损、装备品干绕等因素的影响，从而大大提高了设备使用的安全性。
现在在国内市场上看到的洗车机产品大多属于仿形洗车设备，日本、欧美等技术发达国家的洗车机率先进入智能洗车机时代。青岛日森机电有限公司与日本MK精工公司合作，面向中国市场推出采用第四代车型识别技术的全自动智能洗车机，填补了国内空白，而且还采用CPU代替PLC进行信息处理，运算速度更快，识别非常精确，满足了人们对安全、高效洗车的需求。
智能全自动电脑洗车机取代仿形洗车设备已经成为必然，而且也顺应时代发展的趋势。在当今科技迅速发展的信息时代，机械化、自动化、高科技化的服务方式必将成为洗车业发展的主导方向。全自动洗车设备必将领导洗车行业的新潮流，成为以后中国最流行的新型洗车方式。
日本MK-精工有着35年做电脑洗车机的历史，目前在日本年产量1000台以上，电脑洗车机研发技术人员120名。日本大福做电脑洗车机也有30多年历史，研发团队也十分强大。CPU（单片机）技术只有在这样的团队下才能研发出来，如果研发团队不够强大，CPU（单片机）的性能则不够稳定反而适得其反。
1.2.3 洗车机的清洗方法
洗车方法主要有以下几种[3]：
（1）人工洗车：规范的洗车方法是先用抹布蘸上水润湿车身，再均匀涂上洗车液用抹布擦洗一遍，然后用清水冲洗，在用干抹布吸水，用麂皮将水完全吸干。这种洗车方法不仅存在损伤车身油漆，降低车身漆面光洁程度的缺点，而且会造成浪费水资源和污染环境的恶果。
（2）高压水枪洗车：高压水枪洗车是先用高压水枪喷洒水雾润湿车身，再用高压射流清洗车身，然后用清洗液清洗，最后用高压射流清洗干净，用麂皮将水吸干。高压水枪清洗速度快，效果好，但高压水枪压力大，容易对车漆造成损害，高压水柱的喷淋会改变空调冷凝器散热的方向，导致空调制冷失灵，会直接导致车灯胶条密封不良，影响车灯的正常工作，产生危险，会使密封不是很严的汽车侧门玻璃进水，锈蚀金属件，
造成电线短路，劣质洗涤灵会降低车漆的亮度，洗后用毛巾多次擦拭会使车身增加划痕。
（3）全自动智能洗车机：智能洗车机是利用PLC或者单片机控制毛刷和高压水枪来清洗汽车的一种设备。主要由电路、气路，水路和机械部分构成。它可通过编制多种洗车程序来完成不同要求的洗车效果。具有洗车效果好，效率高，节水等特点。
1.2.4 洗车机的主要类型
智能洗车机按功能类别主要分为汽车移动式智能洗车机(隧道式)和汽车固定式智能洗车机(龙门往复式)两类[3]。
（1）汽车移动式智能洗车机
汽车移动式智能洗车机用于清洗轿车等小型车的外表。工艺过程如图1.1所示，其特点是各机构按洗车工艺顺序分立布置，控制系统输送汽车依次进入高压喷淋、消洗液清洗、毛刷清洗车辆表面及轮毂、强力吹干等工位，最终完成汽车清洗的任务。由于它采用连续生产线布置，工序节拍较短，所以可进行在线洗车。生产效率高，可同时洗3台车，每小时最高洗车容量可达60辆，但由于各工序分开布置，设备占地面积和所需作业场地很大，设备前期投资较大，如图1.1。
图1.1 汽车移动式洗车机工艺过程示意图
Fig.1.1 Auto mobile washer process schematic drawing
（2）汽车固定式智能洗车机
汽车固定式智能洗车机用于清洗轿车等小型车的外表。工艺过程如图1.2所示，其特点是各工序机构集中于一个工位，同一工位需要完成所有工艺任务，各工序之间需要顺序进行。汽车定位后，洗车机启动。洗车机通过移动依次完成高压喷淋，清洗液清洗、毛刷刷洗和强力吹干等工艺。由于各工序顺序工作，与隧道式洗车机相比，洗车效率稍低，每小时最高洗车容量可达20辆，但由于机构紧凑，设备占地面积和所需作业场地较小，设备前期投资较小。其工艺过程示意图1.2。
图1.2 汽车固定式洗车机工艺过程示意图
Fig.1.2 Automobile stationary car washer process schematic drawing
1.3 洗车机的主要结构分析
本文研究的是汽车固定式智能洗车机的控制系统，由于汽车在整个清洗过程中是固定不动的，为完成汽车的清洗，清洗机的各部分均需完成各自相对独立的功能，由于各部分相对于汽车的相对运动轨迹不同，必须对洗车机各机构进行运行过程分析，以使各机构在时间和空间上能够协调工作，保证清洗过程的顺利进行。本自动洗车机的机械系统主要由机架、导轨、顶刷摆臂机构、小侧刷摆臂传动机构、大侧刷摆臂传动机构和吹干系统等构成，其总体布局如图1.3所示[3]。
图1.3自动洗车机的总体布局示意图
Fig.1.3 Automatic car washer of the general layout diagram
1导轨 2 机架3大侧刷4顶刷5小侧刷6吹干机
1.3.1 顶刷的运行分析
图1.4机架带动顶刷运动示意图
Fig.1.4 Rack driving the top brush movement schemes
顶刷的作用是对汽车上部进行刷洗，它的运动包括自身绕中心轴的回转运动。其回转中心运动轨迹应与车顶形状相近，如图1.4所示。
顶刷的运动方向分为水平和垂直两个方向，水平运动靠机架的运动来实现，垂直运动产用同转式顶刷结构形式，这样可使气缸的行程不至于过长，减少了成本和提高了气缸的使用寿命。其工作原理如图1.5所示[3]。
图1.5 顶刷工作原理
Fig.1.5 Top brush work principle
1平衡块2回转链轮3气缸4顶刷
通过调整配重大小和气缸工作压力，可使顶刷作用于车身的作用力达到较佳的水平，同时用电流传感器检测毛刷的旋转电流保证毛刷的正常清洗，并且利用超声波传感器检测毛刷到车身的距离，进一步保证了毛刷的正常清洗。
智能家居控制系统课程设计报告20
XXXXXXXXXXXXXX 嵌入式系统原理及应用实践 —智能家居控制系统（无操作系统） 学生姓名XXX 学号XXXXXXXXXX 所在学院XXXXXXXXXXX 专业名称XXXXXXXXXXX 班级XXXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师XXXXXXXXXXXX 成绩 XXXXXXXXXXXXX 二○XX年XX月
综合实训任务书
目录 前言 (1) 1 硬件设计 (1) 1.1 ADC转换 (3) 1.2 SSI控制数码管显示 (3) 1.3 按键和LED模块 (5) 1.4 PWM驱动蜂鸣器 (6) 2 软件设计 (7) 2.1 ADC模块 (7) 2.1.1 ADC模块原理描述 (7) 2.1.2 ADC模块程序设计流程图 (8) 2.2 SSI 模块 (8) 2.2.1 SSI模块原理描述 (9) 2.2.2 SSI模块程序设计流程图 (10) 2.3 定时器模块 (10) 2.3.1 定时器模块原理描述 (10) 2.3.2 定时器模块流程图 (11) 2.4 DS18B20模块 (11) 2.4.1 DS18B20模块原理描述 (11) 2.4.2 DS18B20模块程序设计流程图 (12) 2.5 按键模块 (13) 2.5.1 按键模块原理描述 (13) 2.5.2 按键模块程序设计流程图 (13) 2.6 PWM模块 (13) 2.6.1 PWM模块原理描述 (14) 2.6.2 PWM模块程序设计流程图 (14) 2.6 主函数模块 (14) 2.6.1 主函数模块原理描述 (14) 2.6.2主函数模块程序设计流程图 (15)
自动洗车机电气控制系统设计
自动洗车机电气控制系统 设计
1 系统概述 1.1 应用背景及意义 汽车行业随着科学技术的发展有了质的飞跃。随着时代发展，人们生活水平提高，人们对汽车的需求逐渐增加，随之而来的便是汽车的保养。其中汽车清洗便是不可或缺的一项内容。当今社会，高科技的发展实现了各行业的自动化控制，但是在汽车清洗行业，大部分仍是人工完成。传统洗车业利用人力，对汽车涂抹泡沫，然后利用水泵对汽车进行冲洗，再在自然光及风等条件下，使清洗后的汽车进行自然风干。虽然实现汽车清洗，但过分依赖人力，操作时间长，浪费大量水资源，经济性差，不利于洗车业的发展。目前比较大型的汽车美容公司，虽然实现了汽车的清洗、打蜡、喷漆等的自动化，但成本高，其自动控制系统不适合小型的、专门的汽车清洗行业。因此，对于中小型城市，汽车清洗业有着巨大的发展潜力。如何实现高效、高质量并且适用于小型汽车的自动清洗，就成了汽车清洗行业发展的必然要求。本次设计采用PLC控制，通过线路的通断来实现汽车自动清洗。它可以节省人力、物力资源，高效、准确的完成洗车任务，为客户提供便利，而且极大的节约水资源，符合建设节约型社会的时代需要。这套汽车自动清洗系统结构简单，成本低，适合不同场合的需求，尤其是中小型公司。
1.2系统描述及设计要求 自动洗车机由门式框架组成，门式框架有一台三相异步电机拖动，4KW 380V 50HZ ，在车头和车尾处分别设置有一个行程开关，门式框架上安装有3个刷子（上、左、右各1个），分别有1台单相电机拖动，1.5KW 220V 50HZ ，同时门式框架上安装有3组喷水喷头（上、左、右各1个），由一台水泵电机拖动1KW 220V 50HZ ，喷头由电磁阀控制DC24V 5W 。洗车机外部框架结构示意图如图1.2.1所示。 车头限位置开关 洗车机门式框架 门架前进 门架后退 图 1.1 洗车机外部框架结构图 具体功能实现： 1、按下启动按钮，洗车机框架开始由车头向车尾移动，喷水设备开始喷水。 2、门式框架移动到达车尾限位开关后，开始返回，并保持继续喷水。 3、门式框架移到车头限位置后，保持喷水，同时刷子开始工作，框架开始向车尾移动。 4、门式框架移到车尾限位置后，保持喷水，刷子转动，框架开始向车头移动。 5、重复上面第3、4步，框架向车头移动至限位开关停止。洗车整个过程完成。启动灯熄灭
智能家居控制系统-课程设计报告
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XXXXXXXXXXXXXX 嵌入式系统原理及应用实践 —智能家居控制系统（无操作系统） 学生姓名XXX 学号XXXXXXXXXX 所在学院XXXXXXXXXXX 专业名称XXXXXXXXXXX 班级XXXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师XXXXXXXXXXXX 成绩 XXXXXXXXXXXXX 二○XX年XX月
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目录 前言 (1) 1 硬件设计 (1) 1.1 ADC转换 (3) 1.2 SSI控制数码管显示 (4) 1.3 按键和LED模块 (6) 1.4 PWM驱动蜂鸣器 (7) 2 软件设计 (8) 2.1 ADC模块 (8) 2.1.1 ADC模块原理描述 (8) 2.1.2 ADC模块程序设计流程图 (9) 2.2 SSI 模块 (9) 2.2.1 SSI模块原理描述 (10) 2.2.2 SSI模块程序设计流程图 (11) 2.3 定时器模块 (11) 2.3.1 定时器模块原理描述 (11) 2.3.2 定时器模块流程图 (12) 2.4 DS18B20模块 (12) 2.4.1 DS18B20模块原理描述 (13) 2.4.2 DS18B20模块程序设计流程图 (13) 2.5 按键模块 (14) 2.5.1 按键模块原理描述 (14) 2.5.2 按键模块程序设计流程图 (14) 2.6 PWM模块 (15)
2.6.1 PWM模块原理描述 (15) 2.6.2 PWM模块程序设计流程图 (16) 2.6 主函数模块 (16) 2.6.1 主函数模块原理描述 (16) 2.6.2........................... 主函数模块程序设计流程图16 3．验证结果.. (17) 操作步骤和结果描述 (17) 总结 (18)
交通信号控制系统解决实施方案
交通信号控制系统解决方案 1概述 交通信号控制系统，是智能交通系统（ITS）在交通管理工作中的基本应用，也是城市智能交通管控系统中最直接、最基础的应用系统。通过建设信号控制系统，实现信号路口联网远程控制、交通流量的采集、路口自适应控制、绿波协调控制以及区域的自适应控制，有效减少车辆的停车次数，节省旅行时间；后台实时调整信号配时，采取多时段控制方式，必要时，可通过智能交通管理中心人工干预，直接控制路口交通信号机执行指定相位，有效的疏导交通，减少行车延误，提高通行能力，缓解日益严峻的城区道路交通拥堵压力，提高城区交通综合管理能力，减少汽车尾气排放，美化环境，提升城区形象。 2系统结构设计 系统结构划分为3级：分别为中心控制级设备、区域控制级设备以及路口控制级设备。交通信号控制系统设备主要包括中心设备、前段设备和通信设备。
（1）中心控制级设备 中心控制级设备作用主要是： ?监控整个系统的运行。 ?协调区域控制级的运行。 ?具备区域控制级的所有功能。（2）区域控制级设备 区域控制级设备作用主要是： ?监控受控区域的运行。
?对路口交通信号进行协调控制。 ?对路口交通信号机的工作状态和故障情况进行监视。 ?通过人机回话对路口交通信号机进行人工干预。 ?监视和控制区域级外部设备的运行。 ?进行交通流量统计处理。 （3）路口控制级设备 路口控制级设备即信号机，其作用主要是： ?控制路口交通信号灯。 ?接收处理来自车辆检测器的交通流信息，并定时向区域计算机发送。 ?接收处理来自区域计算机的命令，并向区域计算机反馈工作状态和故障信息。 ?具有单点优化能力。 3系统功能设计 3.1基础功能 （1）区域自适应控制 系统以控制子区作为基本控制单元，综合考虑子区内的交通运行状态（如交通阻塞、交通拥挤、交通顺畅）、交叉口的关联性大小、交叉口的实际交通量，确定公共信号周期与相位差的决策模型，并运用智能优化算法实时优化子区协调控制配时参数，实现控制子区交叉口的协调控制功能。 系统的区域交叉口协调控制能够确保控制区域内的交通流时刻处于最佳运行状态，相邻交叉口之间协调方向的行驶车流可以获得尽可能不停顿的通行权，大大降低车辆在交叉口频繁加减速所产生的交通污染，减少区域交通总的车辆燃油
自动洗车控制系统大学毕设论文
电气工程及其自动化专业课程设计任务书 系（部）：机电工程系专业：电气工程及其自动化班级：电气14专接本
目录 摘要................................ 错误！未定义书签。1绪论 .............................. 错误！未定义书签。2．系统的硬件配置.. (5) 2.1 编程原件地址分配 (5) 2.1.1 PLC的I/O分配表 (5) 2.1.2 自动洗车控制系统I/O接线图 (6) 2．3硬件接线图 (6) 3 系统软件设计 (7) 3.1 自动洗车控制系统流程 (7) 3.2 自动洗车控制系统梯形图 (14) 4 调试过程 (24) 4．1硬件调试 (24) 4．2软件调试 (24) 4．3整机调试 (24) 5 课设总结.......................... 错误！未定义书签。6参考文献 .......................... 错误！未定义书签。
摘要 自动洗车控制系统的设计思想、设计步骤以及可以实现的功能。自动洗车控制系统采用了四输入信号，分别为启动开关I0.0、右极限开关I0.1、左极限开关I0.2、原点复位按钮I0.3；九个输出信号，洗车机右移Q0.0、风扇动作Q0.1、刷子动作Q0.2、洗车机左移Q0.3、喷洒清洁剂Q0.4、喷水Q0.5、洗车机动作Q0.6、启动灯Q0.7、复位灯Q1.0。其中洗车机右移和洗车机左移由电动机1的正反转控制，刷子动作由电动机2控制，喷水及喷清洁剂由电磁阀控制。经启动后可自动完成清洗后自动停止，也可手动停止，但启动前必须复位。根据输入输出数量采用CPU224即可满足条件，自动洗车经启动后能顺序完成要求动作，结束后自行停止，若断电停止在得电后不会自行启动，实现了理论上的自动化。 关键词;自动洗车;PLC控制；顺序控制 1 绪论 当今的社会汽车行业发展迅猛，汽车维修保养行业竞争更是愈演愈烈，洗车机由此得以广泛应用。自助洗车机分为龙门往复式和隧道式两种机型，通过对毛刷，水泵，机体行走机构和风机等部件的驱动控制，全自动完成对车辆的刷洗和风干。龙门往复式洗一辆车仅耗时1.5min~4min，隧道式满负荷运行时每辆车仅耗时1.5min左右，避免了手工洗车用水的随意性。洗车机配备专用的水处理设备后，可对洗车污水进行回收净化循环利用，可以节约水资源，是一个很有发展前景的符合现代化建设需要的机电一体化产品。PLC可靠性高，编程简单且易维护，用作自助洗车机控制系统的核心，更能体现它的这些完美品质。以下是自助洗车机的优点： （1）使用自助洗车机效率高，能大大减少劳动力、降低劳动强度，节省成本。 （2）一般使用新科技研发的自助洗车机清洗与人员手洗比起来更容易吸引客户，在提高整体形象的同时，又能大幅度提高的经济收入。 （3）自助洗车机完全可以采用循环水设备，水用量在原有上可减少1/3，更可有效的合理利用水资源，节能环保。
智能照明控制系统方案设计
灯光控制系统方案
一、系统概述 系统原理概述 系统所有的单元器件（除电源外）均内置微处理器和存储单元，由一对信号线（UTP5）连接成网络。每个单元均设置唯一的单元地址并用软件设定其功能，通过输出单元控制各回路负载。输入单元通过群组地址和输出组件建立对应联系。当有输入时，输入单元将其转变为数字信号在系统总线上广播，所有的输出单元接收并做出判断，控制相应回路输出。 系统通过两根总线连接成网络。总线上不仅为每个组件提供24伏直流电源，还加载了控制信号。通过系统编程使控制开关与输出回路建立逻辑对应关系。 系统元件采用 模块化结构、并已 经有系统化产品、 系统扩展方便。同 时，通过专用接口 元件及软件，可能 直截接入电脑进行实时监控，或接入以太网进行远程实时监控。因此在设计时更加简单、灵活。 系统为分布式控制，模块化结构，可靠性高。任何控制模块均内置CPU，每个输入模块（场景开关、多键开关、红外传感器等）都可直接与输出模块（调光器、输出继电器）通讯（发送指令→接受指令→执行指令），避免了集中式结构中央CPU一旦出现故障造成整个系统瘫痪的弱点。 与BA系统的集成
诺雅照明控制系统是一个开放的系统，通过专用接口软件，可方便地与其他系统连接，如楼宇自控系统、门禁系统、保安监控系统、消防系统等。
系统结构图
二、系统功能和优点 智能照明控制系统在学校应用的功能和优点： 1、实现照明控制智能化 可用手动控制面板，根据一天中的不同时间，不同用途精心地进行灯光的场景预设置，使用时只需调用预先设置好的最佳灯光场景，使人产生新颖的视觉效果。随意改变各区域的光照度。 2、美化环境以达到吸引学生的注意力 好的灯光设计，能营造出一种温馨、舒适的环境，增添其艺术的魅力。良好的环境可以培养学生对其产生更大的兴趣，从而得到更好的学习效果。 利用灯光的颜色、投射方式和不同明暗亮度可创造出立体感、层次感，不同色彩的环境气氛，不仅使学生有个很好的学习环境，而且还可以产生一种艺术欣赏感，对课程产生强烈的研究精神。 3、可观的节能效果 由于智能照明控制系统能够通过合理的管理，根据不同日期、不同时间按照各个功能区域的运行情况预先进行光照度的设置，不需要照明的时候，保证将灯关掉；在大多数情况下很多区域其实不需要把灯全部打开或开到最亮，智能照明控制系统能用最经济的能耗提供最舒适的照明；系统能保证只有当必需的时候才把灯点亮，或达到所要求的亮度，从而大大降低了学校的能耗。 4、延长灯具寿命 灯具损坏的致命原因是电压过高。灯具的工作电压越高，其寿命则成倍降低。反之，灯具工作电压降低则寿命成倍增长。因此，适当降低灯具工作电压是延长灯具寿命的有
智能家居家电控制系统系统设计说明
xx家电控制系统设计说明 一、定义 智能家居又称智能住宅，在国外常用Smart Home表示。与智能家居含义近似的有家庭自动化（HomeAutomation）、电子家庭（ElecctronicHome、E-home）、数字家园（DigitalFamily）、家庭网络（Home Net/Networks for ome）、网络家居（Network Home）、智能家庭/建筑 （IntelligentHome/Building），在我国香港和台湾等地区，还有数码家庭、数码家居等称法。 智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。 智能家居是一个居住环境，是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境，实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。 智能家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成。由于智能家居采用的技术标准与协议的不同，大多数智能家居系统都采用综合布线方式，但少数系统可能并不采用综合布线技术，如电力载波，不论哪一种情况，都一定有对应的网络通信技术来完成所需的信号传输任务，因此网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一。安全防范技术是智能家居系统中必不可少的技术，在小区及户内可视对讲、家庭监控、家庭防盗报警、与家庭有关的小区一卡通等领域都有广泛应用。自动控制技术是智能家居系统中必不可少的技术，广泛应用在智能家居控制中心、家居设备自动控制模块中，对于家庭能源的科学管理、家庭设备的日程管理都有十分重要的作用。音视频技术是实现家庭环境舒适性、艺术性的重要技术，体现在音视频集中分配、背景音乐、家庭影院等方面。 二、表述 智能家居其实有两种表述的语意，定义中描述的，以及我们通常所指的都是智能家居这一住宅环境，既包括单个住宅中的智能家居，也包括在房地产小
智能交通信号灯控制系统设计
编号: 毕业论文(设计) 题目智能交通信号灯控制系统设计 指导教师xxx 学生姓名杨红宇 学号201321501077 专业交通运输 教学单位德州学院汽车工程系（盖章） 二O一五年五月十日
德州学院毕业论文（设计）中期检查表
目 录 1 绪论............................................................................................................................ 1 1.1交通信号灯简介...................................................................................................... 1 1.1.1 交通信号灯概述.................................................................................................. 1 1.1. 2 交通信号灯的发展现状...................................................................................... 1 1.2 本课题研究的背景、目的和意义 ......................................................................... 1 1. 3 国内外的研究现状 ................................................................................................. 1 2 智能交通信号灯系统总设计.................................................................................... 2 2.1 单片机智能交通信号灯通行方案设计 ................................................................. 2 2.2 功能要求 ............................................................................... 错误！未定义书签。 3 系统硬件组成............................................................................................................ 4 4 系统软件程序设计.................................................................................................... 5 5 结论和展望................................................................................................................ 6 参考文献...................................................................................... 错误！未定义书签。 杨红宇 要： 但是传统的交通信号灯不已经不能满足于现代日益增长的交通压力，这些缺点体现在：红绿 以及车流量检测装置来实现交通信号灯的自控制，随着车流量来改变红绿灯1 绪论 1.1 1.1.1 为现代生活中必不可少的一部分。
基于物联网技术的智能家居控制系统设计方案
基于物联网技术的智能家居控制系统设计方案 随着人们生活水平的提高和科技的发展，家庭智能化已成为一种必然趋势而深入千家万户。 家庭智能化即智能化家居 (Smart Home)，亦称数字家园(Digital Family )、家庭自动化(Home Automation )、电子家庭(E-home)、智能化住宅(Intelligent Home )、网络家居(Network Home )、智能屋(Wise House, WH)、智能建筑(Intelligent Building、等。它是利用计算机、通信、网络、电力自动化、信息、结构化布线、无线等技术将所有不同的设备应用和综合功能互连于一体的系统。它以住宅为平台，兼备建筑、网络家电、通信、家电设备自动化、远程医疗、家庭办公、娱乐等功能，集系统、结构、服务、管理为一体的安全、便利、舒适、节能、娱乐、高效、环保的居住环境。其从控制层次来分，一般由中央控制中心、家居智能控制终端、小区智能控制系统、家庭网关和外部网络几部分组成。 1智能家居系统体系结构 家居系统主要由智能灯光控制、智能家电控制、智能安防报警、智能娱乐系统、可视对 讲系统、远程监控系统、远程医疗监护系统等组成，框图如图1所示。 图1智能家居系统结构框图 2系统主要模块设计 2.1照明及设备控制 智能家居控制系统的总体目标是通过采用计算机、网络、自动控制和集成技术建立一个 由家庭到小区乃至整个城市的综合信息服务和管理系统。系统中照明及设备控制可以通过智 能总线开关来控制。本系统主要采用交互式通信控制方式，分为主从机两大模块，当主机触 发后，通过CPU将信号发送，进行编码后通过总线传输到从模块，进行解码后通过CPU触 发响应模块。因为主机模块与从机模块完全相同，所以从机模块也可以进行相反操作控制主
基于PLC的自动洗车机课程设计
电气控制与PLC课程设计 题目：自动洗车机 院系：工学院电气与电子工程系 专业：电气工程及其自动化 班级：电气工程XXXX班 姓名：XXXXXX 学号：XXXXXXXXXXXX 指导教师：XXXXXX 二〇一五年六月
PLC课程设计任务书 一、基本情况 学时：1周学分：1学分适应班级： 二、进度安排 本设计共安排1周，合计30学时，具体分配如下： 实习动员及准备工作：1学时 总体方案设计：4学时 硬件设计：10学时 软件设计：10学时 撰写设计报告：4 学时 总结：1学时 教师辅导：随时 三、基本要求 1、课程设计的基本要求 电气控制与PLC课程设计的主要内容包括：理论设计与撰写设计报告等。其中理论设计又包括总体方案选择，硬件系统设计、软件系统设计；硬件设计包括单元电路，选择元器件及计算参数等；软件设计包括模块化层次结构图，程序流程图，应用程序。程序设计是课程设计的关键环节，通过进一步完善程序设计，使之达到课题所要求的指标。课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计内容进行全面的总结，若有实践条件，把实践内容上升到理论高度。 2、课程设计的教学要求 电气控制与PLC课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到设计室进行。做到实训教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间累计旷课达到6节以上，或者迟到、早退累计达到6次以上的学生，该课程考核按不及格处理。在实训期间需要外出查找资料，必须在指定的时间内方可外出。 课程设计的任务相对分散，每3-4名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴
智能家居控制系统设计
智能生活智慧人生智能家居控制系统解决方案 广东领航者科技有限公司
一、概述 本方案设计采用witlife智能家居控制系统。 维德莱夫品牌源自澳大利亚，始创于1989年， Witlife维德莱夫—智能生活·智慧人生，系智能化酒店，智能化家居的领航者，在大洋洲和大中华地区设有研发和业务机构。在全球40多个国家和地区设有经销商和代表处。为智能化生活的进一步发展奠定了厚实的基础，为智能化领航起到了决定性作用。公司自创立以来始终不变的核心理念：为智能生活，提供人性化、专业化的全程智能服务，实现超乎客户满意的惊喜。 Witlife维德莱夫大中华地区总部成立于2010年，Wit life维德莱夫是一家专业从事家庭智能化控制产品与解决方案的研发、生产、销售和服务的全球知名企业，是全球知名的智能家居公司。 Witlife维德莱夫智能家居系统，是采用自动化控制系统、计算机网络系统、网络通讯技术、无线射频(RF)技术于一体的智能控制系统。具有实时显示、即时控制、预设控制、远程控制等功能，可以用家用电脑、手机、平板电脑、RF遥控器、触控面板等多种方式进行控制。通过网络可以完全掌控家庭、酒店所有的灯光、空调、电视、音响、热水器、饮水机、电饭煲、房门、窗帘、供养、浇花等。 Witlife维德莱夫，智能生活，智慧人生，一切尽在掌握之中。 推出的世界上最先进的网络家居控制系统，广泛应用于现代住宅中的安防监控、灯光窗帘、温度湿度、音乐影院等智能控制，并能无
缝接入小区网络对讲、家庭物联网。 二、网络家居控制系统的设计标准 本设计方案主要参照以下设计标准： 1、JGJ/T16-92 （民用建筑电气设计规范） 2、EN50090 （欧洲电工标准） 三、智能家居系统结构原理 智能家居控制系统采用目前最先进的网络架构，分散控制各个子系统，最适合现代家居的应用，其结构如下： 智能家居控制系统结构 智能家居控制系统的基本构成是网络点，网络点通过网络线接入路由器构成的家庭局域网。可以高速双向传输控制、信息、视频、音频等。 由上图可看出，智能家居控制系统平台能够搭载各种控制子系统，除了继电器控制信号，它能控制任何控制协议，传输任何音频、视频、信息数据，并能双向反馈。 智能家居控制系统具有： ?居家安防控制 ?居家监控系统 ?灯光智能控制
智能控制系统课程设计
目录 有害气体的检测、报警、抽排.................. . (2) 1 意义与要求 (2) 1.1 意义 (2) 1.2 设计要求 (2) 2 设计总体方案 (2) 2.1 设计思路 (2) 2.2 总体设计方框图 2.3 完整原理图 (4) 2.4 PCB制图 (5) 3设计原理分析 (6) 3.1 气敏传感器工作原理 (7) 3.2 声光报警控制电路 (7) 3.3 排气电路工作原理 (8) 3.4 整体工作原理说明 (9) 4 所用芯片及其他器件说明 (10) 4.1 IC555定时器构成多谐振荡电路图 (11) 5 附表一：有害气体的检测、报警、抽排电路所用元件 (12) 6.设计体会和小结 (13)
有害气体的检测、报警、抽排 1 意义与要求 1.1.1 意义 日常生活中经常发生煤气或者其他有毒气体泄漏的事故，给人们的生命财产安全带来了极大的危害。因此，及时检测出人们生活环境中存在的有害气体并将其排除是保障人们正常生活的关键。本人运用所学的电子技术知识，联系实际，设计出一套有毒气体的检测电路，可以在有毒气体超标时及时抽排出有害气体，使人们的生命健康有一个保障。 1.2 设计要求 当检测到有毒气体意外排时，发出警笛报警声和灯光间歇闪烁的光报警提示。当有毒气体浓度超标时能自行启动抽排系统，排出有毒气体，更换空气以保障人们的生命财产安全。抽排完毕后，系统自动回到实时检测状态。 2 设计总体方案 2.1 设计思路 利用QM—N5气敏传感器检测有毒气体，根据其工作原理构成一种气敏控制自动排气电路。电路由气体检测电路、电子开关电路、报警电路、和气体排放电路构成。当有害气体达到一定浓度时，QM—N5检测到有毒气体，元件两极电阻变的很小，继电器开关闭合，使得555芯片组成的多谐电路产生方波信号，驱动发光二极管间歇发光；同时LC179工作，驱使蜂鸣器间断发出声音；此时排气系统会开始抽排有毒气体。当气体被排出，浓度低于气敏传感器所能感应的范围时，电路回复到自动检测状态。
基于单片机的智能家居控制系统设计
基于单片机的智能家居控制系统设计 摘要 “智能家居控制系统”是以单片机为控制核心，通过红外遥控模块遥控单片机实现室温实时测量、时间日期显示、以及控制家庭用电器开关通断来实现家用电器自动控制的功能。其中温度测量是通过DS18B20芯片实现，日期时间是通过DS1302实现，家用电器开关通断是通过继电器实现，各项数据通过LCD1602液晶显示屏显示。该系统可以远程方便地控制家用电器的工作状况，既可以提升家居安全性、便利性、舒适性，又能实现环保节能的居住环境。是未来家电控制发展的主要趋势。 本文首先针对课题背景设计了一套总体的系统框图与方案，然后根据系统框图将系统分为控制、红外、时钟、温度、继电器和显示六个模块。分别针对后五个模块进行电路介绍、原理分析及软件设计，并用控制模块将这五个模块整理、整合到一个系统中成为最终的智能家居控制系统。本课题借助Proteus软件进行电路仿真，Keil软件进行程序设计编译，使用STC-ISP软件将程序烧录至单片机中，最终成果是使用MX-51开发板，外加SRD-05VDC型号继电器实现的。 最终成果现象为开机后液晶显示屏上显示当前日期、时间、环境温度以及当前工作的继电器编号，遥控器按“1”、“2”、“3”键分别控制继电器1、2、3的通断，按奇数次为通电，按偶数次为断电，继电器之间工作独立。 关键词：STC89C52单片机；继电器；DS18B20；DS1302；红外模块；LCD1602
Abstract The kernel control of IHCS(Intelligent Home Control System) is STC89C52. It can measure the current temperature, calculate Date and Time, control electrical components’switching to realize long-distance dominating the electrical components by using the infrared module controlling the STC89C52. Current temperature measuring is realized by DS18B20, while date and time displaying is realized by DS1302. Electrical components’ switching is decided by electromagnetic relay, when all of the information and data is displayed by LCD1602. The system may have a long-distance control of electrical components. It not only will improve the safety, convenience, comfort of our living condition, but also can it save the energy to be an environmental friendly living style. It is the main tendency of the future electricity control. It was firstly introduced in this essay that the IHCS block diagram and program. It dividing the system into controlling module, infrared, timing, temperature, electromagnetic relay and display module. And introducing the circuit, analyzing the theory, designing the software of them except controlling module one by one. After that, controlling module connects this five modules into a system, then births the IHCS. In this essay, it project background of the production and the concept and sense of IHCS. In the essay, it is simulated by Proteus, the program is designed by using Keil, the last but not the least is that it downloads the software by STC-ISP into MX-51development board and debugs. The final result is when it is starting up, the LCD1602 displays the current time date, time, environment temperature and the current working electromagnetic relays’number. The remote control button ’1’,’2’,’3’separately controls number’1’,’2’,’3’electromagnetic relay. When pushing odd times, the electromagnetic relay connects, when pushing even times, the electromagnetic relay breaks. Different electromagnetic relays work separately. The key words:STC89C52 singlechip; Electromagnetic relay;DS18B20；DS1302；analyze module；LCD1602
智能交通信号灯控制系统设计
智能交通信号灯控制系统设计 摘要：本文对交通灯控制系统进行了研究，通过分析交通规则和交通灯的工作原理，给出了交通灯控制系统的设计方案。本系统是以89C51单片机为核心器件，采用双机容错技术，硬件实现了红绿灯显示功能、时间倒计时显示功能、左、右转提示和紧急情况发生时手动控制等功能。 关键词：交通灯；单片机；双机容错 0 引言 近年来随着机动车辆发展迅速，给城市交通带来巨大压力，城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，特别是街道各十字路口，更是成为交通网中通行能力的“隘口”和交通事故的“多发源”。为保证交通安全，防止交通阻塞，使城市交通井然有序，交通信号灯在大多数城市得到了广泛应用。而且随着计算机技术、自动控制技术和人工智能技术的不断发展，城市交通的智能控制也有了良好的技术基础，使各种交通方案实现的可能性大大提高。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。本文设计的交通灯管理系统在实现了现代交通灯系统的基本功能的基础上，增加了容错处理技术（双机容错）、左右转提示和紧急情况（重要车队通过、急救车通过等）发生时手动控制等功能，增强了系统的安全性和可控性。 1 系统硬件电路的设计 该智能交通灯控制系统采用模块化设计兼用双机容错技术，以单片机89C51为控制核心，采用双机容错机制，结合通行灯输出控制显示模块、时间显示模块、手动模块以及电源、复位等功能模块。现就主要的硬件模块电路进行说明。 1.1 主控制系统 在介绍主控制系统之前，先对交通规则进行分析。设计中暂不考虑人行道和主干道差别，对一个双向六车道的十字路口进行分析，共确定了9种交通灯状态，其中状态0为系统上电初始化后的所有交通灯初试状态，为全部亮红灯，进入正常工作阶段后有8个状态，大致分为南北直行，南北左右转，东西直行，与东西左右转四个主要状态，及黄灯过渡的辅助状态。主控制器采用89C51单片机。单片机的P0口和P2口分别用于控制南北和东西的通行灯。 本文的创新之处在于采用了双机容错技术，很大程度上增强了系统的可靠性。容错技术以冗余为实质，针对错误频次较高的功能模块进行备份或者决策机制处理。但当无法查知运行系统最易出错的功能，或者系统对整体运行的可靠性要求很高时，双机容错技术则是不二选择。 双机容错从本质上讲，可以认为备置了两台结构与功能相同的控制机，一台正常工作，一台备用待命。传统的双机容错的示意图如图1所示，中U1和U2单元的软硬件结构完全相同。如有必要，在设计各单元时，通过采用自诊断技术、软件陷阱或Watch dog等系统自行恢复措施可使单元可靠性达到最大限度的提高。其关键部位为检测转换（切换）电路。
隧道式洗车机自动控制系统的设计论文简介 2
隧道式洗车机自动控制系统的设计 电气工程及其自动化讲师 摘要 本文介绍隧道式自动洗车控制系统的设计思想、设计步骤以及可以实现的功能。采用S7-200系列PLC来实现隧道式自动洗车机控制系统的设计，并利用STEP7-MICRO/MIN32软件完成梯形图、指令表的程序设计。使用超声波传感器和红外线传感器对车辆进行检测，超声波传感器输出信号通过模拟扩展模块输入PLC，红外线传感器、限位开关及各开关按钮信号以数字量的形式直接输入PLC。PLC输出信号主要控制洗涤刷电机、喷淋水电磁阀、热风烘干机和报警装置等。 关键词：自动洗车机、传感器、PLC Abstract This paper introduces the tunnel type automatic washing control system design idea, design procedures and functions can be achieved. The design uses S7-200 series PLC to implement tunnel type automatic washing machine control system, and complete the program design, instruction table ladder by STEP7-MICRO/MIN32 software. Detection of the vehicle using ultrasonic sensor and infrared sensor, ultrasonic sensor output signal through the analog input PLC expansion module, infrared sensor, limit switch and the switch button signal to digital form directly into PLC. The main PLC output signal control wash brush motor, water spray solenoid valve, hot air drying machine and alarm device. Keywords: automatic washing machine, sensor, PLC 一、绪论 利用全自动洗车设备来洗车可以节约用水，节约人工成本，节约时间，所以自动洗车设备将得到越来越多的应用。自动洗车设备成功运行的关键在于其控制系统，控制系统必须能够在顺利完成洗车各道工序的同时，保证绝对的安全，不能让车辆里的人员和设备受到伤害。全自动隧道式洗车机是自动洗车机中清洗工序最完备、最复杂的设备。 本设计取材于实际项目工程实例。系统涉及运动控制系统、电子技术、电器控制技术、PLC、自动控制原理、计算机网络技术、组态软件等多门课程知识和技术，要求控制系统技术先进、安全可靠、成本合理、满足行业规范。 二、
自动洗车机电气控制系统设计说明书
word 完美格式 题目：自动洗车机电气控制系统设计 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： 评语： 成绩： 指导老师签名： 目录 日期：
1系统概述 . (3) 1.1应用背景及意义 (3) 1.2系统描述及设计要求 (3) 2方案论证 . (4) 3硬件设计 . (6) 3.1系统原理方框图 (6) 3.2系统主电路原理图 (6) 3.3 I/O 分配 (7) 3.4 PLC 选择 (8) 3.5 PLC 控制原理图 (9) 3.6 PLC 控制接线图 (10) 3.7元器件选型 (12) 4软件设计 . (13) 4.1主流程图 (13) 4.2梯形图 (13) 5系统调试 . (18) 设计心得. (20) 参考文献. (20)
1系统概述 1.1 应用背景及意义 汽车行业随着科学技术的发展有了质的飞跃。随着时代发展，人们生活水平提高，人们对汽车的需求逐渐增加，随之而来的便是汽车的保养。其中汽车清洗 便是不可或缺的一项内容。当今社会，高科技的发展实现了各行业的自动化控制， 但是在汽车清洗行业，大部分仍是人工完成。传统洗车业利用人力，对汽车涂抹 泡沫，然后利用水泵对汽车进行冲洗，再在自然光及风等条件下，使清洗后的汽 车进行自然风干。虽然实现汽车清洗，但过分依赖人力，操作时间长，浪费大量 水资源，经济性差，不利于洗车业的发展。目前比较大型的汽车美容公司，虽然 实现了汽车的清洗、打蜡、喷漆等的自动化，但成本高，其自动控制系统不适合 小型的、专门的汽车清洗行业。因此，对于中小型城市，汽车清洗业有着巨大的 发展潜力。如何实现高效、高质量并且适用于小型汽车的自动清洗，就成了汽车 清洗行业发展的必然要求。本次设计采用 PLC控制，通过线路的通断来实现汽车 自动清洗。它可以节省人力、物力资源，高效、准确的完成洗车任务，为客户提 供便利，而且极大的节约水资源，符合建设节约型社会的时代需要。这套汽车自 动清洗系统结构简单，成本低，适合不同场合的需求，尤其是中小型公司。 1.2 系统描述及设计要求 自动洗车机由门式框架组成，门式框架有一台三相异步电机拖动，4KW 380V 50HZ，在车头和车尾处分别设置有一个行程开关，门式框架上安装有 3 个刷子（上、左、右各 1 个），分别有 1 台单相电机拖动， 1.5KW 220V 50HZ，同时门式框架上安装有 3 组喷水喷头（上、左、右各 1 个），由一台水泵电机拖动 1KW220V 50HZ，喷头由电磁阀控制 DC24V 5W。洗车机外部框架结构示意图如图 1.2.1 所示。
课程设计自助洗车机控制设计
第1章控制工艺流程分析 1.1 自主洗车控制过程描述 设计投币100元自助洗车机。 1．有3个投币孔，分别为5元、10元及50元3种，当投币合计100元或超过时，按启动开关洗车机才会动作，启动灯亮起。7段数码管会显示投币金额（用BCD码），当投币超过100元时，可按退币按钮，这时7段数码管会退回零，表示找回余额（退币选作）。 洗车机动作流程。 1）．按下启动开关之后，洗车机开始往右移，喷水设备开始喷水，刷子开始洗刷。 2）．洗车机右移到达右极限开关后，开始往左移，喷水机及刷子继续动作。 3）．洗车机左移到达左极限开关后，开始往右移，喷水机及刷子停止动作，清洁剂设 备开始动作——喷洒清洁剂。 4）．洗车机右移到达右极限开关后，开始往左移，继续喷洒清洁剂。 5）．洗车机左移到达左极限开关后，开始往右移，清洁剂停止喷洒，当洗车机往右移3s后停止，刷子开始洗刷。 6）．刷子洗刷5s后停止，洗车机继续往右移，右移3s后，洗车机停止，刷子又开始洗刷5s后停止，洗车机继续往右移，到达右极限开关停止，然后往左移。 7）．洗车机往左移3s后停止，刷子开始洗刷5s后停止，洗车机继续往左移3 s后停止，刷子开始洗刷5s后停止，洗车机继续往左移，直到碰到左极限开关后停止，然后往右移。 8）．洗车机开始往右移，并喷洒清水与洗刷动作，将车洗干净，当碰到右极限开关时，洗车机停止前进并往左移，喷洒清水及刷子洗刷继续动作，直到碰到左极限开关后停止，并开始往右移。 9）．洗车机往右移，风扇设备动作将车吹干，碰到右极限开关时，洗车机停止并往左移，风扇继续吹干动作，直到碰到左极限开关，则洗车整个流程完成，启动灯熄灭。 2．原点复位设计。 若洗车机正在动作时发生停电或故障，则故障排除后必须使用原点复位，将洗车机复位到原点，才能做洗车全流程的动作，其动作就是按下[复位按钮]，则洗车机的右移、喷水、洗刷、风扇及清洁剂喷洒均需停止，洗车机往左移，当洗车机到达左极限开关时，原点复位灯亮起，表示洗车机完成复位动作。 3. 自助洗车机的长处