无线车库门自动控制系统毕业论文.doc
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1、摘要 针对目前私家车自动车库门问题,结合AT89S51单片机以及PT2262/PT2272无线收发功能,在普通车库门的控制基础上,增加了红外发射与接收电路,防盗报警电路等。设计出一种新型无线车库门自动控制系统,该系统具有结构简单,价格低廉,可靠性高等优点。车库门全自动门控装置,其特征在于设有置于车库内和车库外的主控制器以及安装在车辆内的密码标识器,主控制器由单片机、315M无线接收器、解码器和红外对管组成,密码标识器由无线发射器和编码器。PT2262与PT2272地址和数据状态一模一样,PT2262电源端平时断开,若快到了车库门则按下按钮通电,编码器PT2262将地址和数据通过无线发射模块发射
2、,同时无线接收器的输出端接解码器的输入端,解码器的输出端VT接单片机,若数据完全正确则车库内的单片机启动电机开启车库门,同时红外对管感应次数计数,出车库门后门自动下降。 关键词:单片机 无线接收模块PT2262/PT2272 红外对管AbstractIn view of the present private cars automatic control problems, combined with AT89S51 and PT2262 / PT2270 wireless transceiver functions, in ordinary garage door control found
3、ation, increased infrared emission and receiving circuit, anti-theft alarm circuit, etc. Design a kind of new wireless garage door automatic control system, the system has simple structure, low price, high reliability etc. Garage door full automatic control device, its character is placed in a garag
4、e inside and outside the garage of the main controller and installation in vehicles password marker, main controller by single chip microcomputer, 315m wireless receiver, decoder and infrared pipe composition, password marker by wireless transmitter and encoder. PT2262 and PT2272 address and data st
5、ate as like as two peas, PT2262 power end off at ordinary times, if is coming garage door is a button energizing, encoder PT2262 will address and data through the wireless transmitting module emission, and at the same time, the wireless receiver output terminal decoder input end, decoder output end
6、VT joint single-chip microcomputer, if the data is completely correct in the garage of the single chip microcomputer start motor open the garage door, at the same time infrared pipe induction frequency count, out of the garage door automatic falling back door. Keywords: singlechip Wireless receiving
7、 module PT2262 / PT2272 Infrared pipe目 录第1章 绪 论- 1 -1.1车库门研究现状- 1 -1.2车库门研究意义- 2 -第2章 方案论证- 4 -2.1设计任务及基本要求- 4 -2.1.1系统的基本设计要求- 4 -2.1.2主要功能及技术指标- 4 -2.2结构示意图- 5 -2.3硬件的选择方案- 5 -2.2.1微控制器的选择方案- 5 -2.2.2传感器的选择方案- 6 -2.2.3电机的选择方案- 6 -2.2.4电机驱动方案- 7 -第3章 系统硬件设计- 8 -3.1单片机最小系统电路- 8 -3.1.1AT89S51主要功能列举如下
8、- 8 -3.1.2AT89S51各引脚功能介绍- 8 -3.2无线遥控模块 PT2262/PT2272 控制电路图- 11 -3.2.1无线遥控模块的构成- 12 -3.2.2编码解码芯片PT2262/PT2272- 13 -3.3直流稳压电路图- 14 -3.4光耦隔离驱动继电器- 15 -3.4.1光耦的工作原理- 15 -3.4.2光耦的优点- 15 -3.4.3光耦的种类- 15 -3.5红外发射接收对管- 16 -3.6限位开关- 17 -第4章 系统程序设计- 18 -4.2程序流程图- 18 -4.1电机正反转程序- 19 -结 论- 21 -致 谢- 22 -参考文献- 23
9、 -附录1:车库门自动控制原理图- 24 -附录2:系统源程序- 25 - 44 -长春工业大学人文信息学院毕业设计(论文)第1章 绪 论1.1 车库门研究现状车库的发展,应该说从第一辆汽车诞生以来就随之产生。公安部交通管理局的统计显示,截至2006年底,我国汽车保有量为2420万辆,与2005年相比,增长279万辆,增长率为13%。在汽车快速增加的同时,“停车难”的问题越来越严重的凸显出来。以长春市为例,截止2006年底,长春市己拥有机动车辆150万辆,其中汽车80万辆。而目前全市各类停车场停车位加起来约为49万个。而这种情况也挡不住长春市机动车辆以每年7万辆的数量迅猛增长。据预测,到201
10、2年机动车拥有量将达到200多万辆。停车泊位的现状及发展速度远远不能适应客观发展的需求。而对于快速发展的中国各个城市,停车难也随着城市经济的快速发展和汽车数量的激增接踵而来。资料显示,全国36个大中城市停车位满足率不足20%,也就是说,目前我国城市每5辆机动车辆只有1个停车位。国内家用汽车拥有量的迅速增加,使城市道路交通变得十分拥挤,各大城市高峰时塞车已经成为天天可见的一道景观。家用汽车的停放也逐渐成为一个社会问题。我国大城市中由于停车位少,而土地越来越紧缺的情况下,停车位价格十分昂贵,为解决城市停车难的问题,家用车库是必然出路。我国家用车库发展虽经历了近几十年的发展,但仍处于初级的停车功能,
11、是最原始的使用阶段,它的设计水平、经济价值还有待于完善和开发。为此对家用车库设计方案优化具有重大的现实意义和潜在的市场经济效益。1.2 车库门研究意义随着生产力和科学技术的不断发展,人们的日常生活和生产活动大量的使用了自动化控制,不仅节约了人力资源,而且很大程度上提高了生产效率,又进一步的促进了生产力的快速发展,并不断的丰富着人们的生活。近20年来,随着我国城市建设速度的加快,城市交通需求量也日益增大,城市人口相对密集,无论是私家车辆还是公交车辆都不能真正满足正常的停放,公交需求更很大。因此车辆停放依旧是市民最关注的问题。随着私家车数量的不断增加,车库成为人们谈论得越来越多的话题。各小区的车库
12、由原来没人要,慢慢成为紧俏品,价格也日益攀升,买房,买车,买车库。车库门的问题怎么办?卷闸门很容易坏,防盗性差、噪声大,铁门容易生锈,还要手动打开,或手动关上,很是麻烦,尤其是大热天或雨雪天气,经这么一折腾,所有的驾乘乐趣则荡然无存,于是自动车库门应运而生。 房子盖的再好,没有一套坚实的支架,也是徒劳无功。车库门做的再坚实,再美观。没有一款高质量,高技术的开门机来辅助,不但会使其黯然失色,还会缩短车库门的使用寿命。因此,很多屋主在选择车库门开门机的时候,就会非常慎重。车库门开门机-在十多年前,遥控车库门流入中国,今日据统计,全国有五十多家开门机生产厂家。我们国内的开门机虽然能独立生产,但是总体
13、上还没有成熟的技术。随着车库门市场的发展,有质量保证且技术高端的进口车库门电机已出现供不应求的现状,像许多大公司要提前一个星期预订。 目前,车库门电动开门机标准的启动情况目前由于没有相关的技术标准,各厂家的产品都按照自己的企业标准进行生产,对各项技术指标的要求和测量方法都不尽相同,如提升力等参数,差别较大,在市场上造成了较大的混乱,给用户选择带来不便,也不利于行业的发展。因此,有必要制定车库门开门机的技术标准,明确规定开门机的主要技术指标以及测试方法等,引导市场有序竞争,促进行业发展。当前车库门开门机的主要发展方向是: 1、智能化,多功能:今后的车库门开门机还将进一步提高智能化程度,如自动检测
14、开关门行程位置,自动适应门体阻力的变化,以始终保持较高的遇障保护灵敏度等。还将增加一些新的功能如和住宅安防系统配合使用等。2、免维护:采取多种措施,减少使用过程中的维护工作。3、多样化:将会有各种各样不同外观和功能的产品,满足用户的不同需要。4、高安全性:随着用户安全意识的提高,安全性将是用户非常注重的一项指标,也将是一项基本要求。第2章 方案论证2.1 设计任务及基本要求2.1.1 系统的基本设计要求本设计要求学生能够实现车库门的智能化使用。具体要求如下:1、车行驶至门前,车感传感器接收特定的信号,并向车库门发开门信号;2、接收到开门信号后,车库自动开门,此时开门指示灯亮;车库门全部打开时,
15、开门指示灯灭,门停止运作;3、车进入车库内,车位传感器感测到车停到停车位置,并且门口的红外传感器判断车主走出车库后,向车库门发关门信号;经延时一段时间,车库自动关门,此时关门指示灯亮4、车库门全部关闭时,关门指示灯灭,门停止运作;5、在传感器失效时,可手动开关车库门。2.1.2 主要功能及技术指标1、 使用电源:180-240/50-60Hz2、 最大负载功率:120W3、 控制器自身消耗功率:5W4、 控制方式:无线遥控:频率315MHz/433MHz,采用编码加密控制信号转换时间:1-0.5S自动停机:具有限位停机和35S5、 报警控制:输出接口:控制器报警探头可提供5V或12V直流电源
16、输入借口:报警器输出为继电器触点报警器探头:可使用红外线热释、光电对射、声波振动、多普勒雷达探测、电磁感应等类型。门体开关时报警功能自动解除。探头监测距离不小于67m。2.2 结构示意图图2-1车库门自动控制2.3 硬件的选择方案2.2.1 微控制器的选择方案方案一:At89s51单片机是美国ATMEL公司生产的低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含4K bytes的可系统编程的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度,非易失性存储技术生产,兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器,既可在线编程(ISP)也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中,
17、ATMEL公司的功能强大,低价at89s51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合,可灵活应用于各种控制领域。方案二:PLCPLC不需要大量的活动元件和连线电子元件。它的连线打打减少。与此同时,系统的维修简单,维修时间短。PlC采用了一系列可靠性设计的方法进行设计。对PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。程序的输入直接可接显示,更改程序的操作也可以直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或程序寻找,然后进行更改。PlC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言。编程方法的多样性使编程简单、应用而拓展。所以,鉴于单片机性价比比较高,可进行在线编程等优点,采用方案
18、一。2.2.2 传感器的选择方案方案一:MC2833和MC3363无线通信芯片,MC2833内置了可变电抗器、射频震荡器,输入型号放大器和功率放大电路;MC3363内置了高频放大器,2个混频器与振荡器、中频限幅放大器、频率解调器、音频前置放大器和幅度比较器等电路只要很少的外围器件就可以实现语音通信和短消息通信,而且提高了整个系统的稳定性方案二:PT2262和PT2272发射部分由,按键,编码芯片,315M调制器,功率放大电路等构成接收部分由无线信号接收电路,解码芯片构成,D0,D1,D2,D3 为按键状态输出端,当某个按键按下后,相应的数据端口就输出高电平,在这几个端口加一级放大就可以驱动继电
19、器,功率三极管,进行负载遥控开关控制。也可以直接连到单片机的I/O脚上,通过单片机采集数据端口状态,然后进行外部控制。所以,PT2262/PT2272就比较简单了,更适合作简单遥控用,采用方案二。2.2.3 电机的选择方案方案一:直流电机减速电机结合国际技术要求制造,具有很高的科技含量,节省空间,可靠耐用,承受过载能力高,功率可达95KW以上,能耗低,性能优越,减速机效率高达95%以上,振动小,噪音低,节能高,选用优质段钢材料,钢性铸铁箱体,齿轮表面经过高频热处理,经过精密加工,确保定位精度,这一切构成了齿轮传动总成的齿轮减速电机配置了各类电机,形成了机电一体化,完全保证了产品使用质量特征。方
20、案二:交流电机体积大、笨重,搬运不方便,耗能 电费多,一般只能焊酸性焊条 422,电流调节不方便,得使劲摇手柄,单相供电,造成电网不平衡,影响其他设备工作。所以,综上所述采用方案一。2.2.4 电机驱动方案方案一:光耦合器的主要优点是:信号单向传输,输入端与输出端完全实现了电气隔离,输出信号对输入端无影响,抗干扰能力强,工作稳定,无触点,使用寿命长,传输效率高。光耦合器是70年代发展起来产新型器件,现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离 、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微
21、机接口中。在单片开关电源中,利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路,通过调节控制端电流来改变占空比,达到精密稳压目的。方案二:MOS的导通压降下,导通电阻小,栅极驱动不需要电流,损耗小,驱动电路简单,自带保护二极管,热阻特性好,适合大功率并联,缺点开关速度不高,比较昂贵方案三:三极管开关速度高,大型三极管的Ic可以做的很大,缺点损耗大,驱动复杂。所以,采用方案一。 第3章 系统硬件设计3.1 单片机最小系统电路 AT89S51 为 ATMEL 所生产的可电气烧录清洗的 8051 相容单芯片,其内部程序代码容量为4KB3.1.1 AT89S51主要功能列举如下1、为一般控制应用的 8 位单芯片2、晶
22、片内部具时钟振荡器(传统最高工作频率可至 12MHz)3、内部程式存储器(ROM)为 4KB4、内部数据存储器(RAM)为 128B5、外部程序存储器可扩充至 64KB6、外部数据存储器可扩充至64KB7、32 条双向输入输出线,且每条均可以单独做 I/O 的控制8、5 个中断向量源9、2 组独立的 16 位定时器10、1 个全多工串行通信端口11、8751 及 8752 单芯片具有数据保密的功能12、单芯片提供位逻辑运算指令3.1.2 AT89S51各引脚功能介绍VCC:AT89S51 电源正端输入,接+5V。VSS:电源地端。XTAL1:单芯片系统时钟的反相放大器输入端。XTAL2:系统时
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