49/49畢業(yè)設計（論文）智能家居中的智能車庫設計前言隨著經濟的開展和社會的進步，人民對物質生活與精神生活的要求也逐日高漲，對生產、生活場所的條件越來越要求方便、舒適、高效、平安以及環(huán)保節(jié)能，這些需求極大地促進了智能家居的應用。智能家居這個概念的形成并引入國內不過十來年的時間，但已在國內興起持續(xù)的浪潮，它的應用范圍包括了各個行業(yè)。智能家居是以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖO備、網絡通信、信息家電和設備自動化，集系統(tǒng)、結構、效勞、管理為一體的高效、舒適、平安、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。智能家居也可以定義為一個過程或者一個系統(tǒng)，即利用先進的計算機技術、網絡通信技術和綜合布線技術，將與家居生活有關的各種子系統(tǒng)有機地結合在一起，通過統(tǒng)籌管理，讓家具生活更加舒適、平安、有效。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適、平安、高品位且誼人的家庭生活空間，而且還由原來的被動靜止結構轉變?yōu)榫哂心軇又腔鄣墓ぞ撸峁┤轿坏男畔⒔粨Q功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效地安排時間，增強家居生活的平安性，甚至為各種能源費用節(jié)省資金。本次設計主要設計智能家居中的智能車庫，第一章介紹了智能建筑的開展情況。第二章大概的介紹了智能建筑的局部功能，也闡述了智能家居與智能建筑的關系。第三章重點講述了本次設計的主題：智能車庫的設計。第四章通過PLC實現(xiàn)了對整個智能車庫的控制。全文由王文清編寫，萬周老師詳細審閱，并提出了很好的建議。盡管如此，由于編者水平有限和時間倉促，難免有缺乏之處，歡送老師、同學批評指正。目錄摘要1Abstract2分析當前智能建筑的開展情況31.1智能建筑31.2智能家居5第二章分析當前智能建筑的局部功能92.1智能建筑的根本功能92.2BA系統(tǒng)在智能建筑中的應用102.3嵌入式系統(tǒng)在智能家居中的應用13第三章智能車庫的設計203.1設計目標203.2智能車庫門203.3智能車庫內檢測系統(tǒng)的重要作用243.4車輛移動裝置與輪胎壓力檢測283.5車輛的溫度檢測333.6庫內恒溫系統(tǒng)383.7庫內報警裝置39第四章PLC控制424.1PLC在車庫中的應用424.2PLC實現(xiàn)控制43第五章總結與體會475.1畢業(yè)設計小結475.2畢業(yè)設計體會47摘要智能車庫是智能家居中不可缺少的一個局部，它是現(xiàn)代智能家居中的一個縮影，它可以智能化的幫助人們完成取車、收車的過程，并且精確的檢測車的各方面參數(shù)，使得人和車的平安得到了很大的保證。本次設計中主要亮點為對車輛的檢測維護，所有的動作通過目前使用最廣泛的PLC來控制，提高了控制效率。此外論文還介紹了智能建筑的一些功能。關鍵詞：智能建筑,智能家居，PLC,智能車庫AbstractTheintelligentgarageisasectionthatshouldnotbeshortofintheintelligentstayidleathome,itistheminiatureinthecontemporaryintelligentstayidleathome,itcanhelppeoplecompleteputtingandgettingthevehicleintelligent,andexaminevarioussidesparametersofbusexact,causesthatmanandbus’securityobtainstheverygreatguaranty.Examiningandprotectingvehicleischieflyshinesinthisdesign,allthemovementisunderthecontrolofthemostwide-rangingPLC,liftsthecontroleffectiveness.Moreover,intellectstructuresomefunctionsisstillintroducedinthethesis.Keyword:IntellectStructure,TheIntelligentStayIdleAtHome,PLC,IntelligentGarage

第一章分析當前智能建筑的開展情況1.1智能建筑20世紀80年代，一個新的名詞“智能建筑〞在建筑界誕生。智能建筑（IntelligentBuildings）的概念是美國人最早提出的。1984年1月美國CONNETICUT洲HARTFORD市，建成了世界上第一座智能大廈-CityPlaceBuilding。該大樓采用計算機技術對樓內的空調、供水、防盜、防火、及供配電系統(tǒng)等進行自動化綜合管理，并為大樓的用戶提供語言、文字、數(shù)據等各類信息效勞，使客戶真正感受到了舒服、方便和平安。隨后日本、德國、英國、法國等西方國家的智能建筑相繼開展。我國智能建筑的建設起使于1990年，隨著國民經濟的開展和科學技術的進步，人們對建筑的功能要求越來越高，尤其是隨著國民經濟信息化的開展和互聯(lián)網技術的應用，社會經濟的各個環(huán)節(jié)都受益于信息網絡，智能建筑作為信息高速公路上的一個節(jié)點，90年代中后期在我國形成建設高潮。互聯(lián)網絡技術的開展和應用在改變人們工作、商務模式的同時，也改變著人們居家生活的模式，從而推動智能建筑技術的應用從商務辦公大樓開展到住宅小區(qū)，智能化住宅小區(qū)和智能大廈同屬于智能建筑。目前，國內已建與在建的樓宇中，帶有“智能建筑〞色彩的有數(shù)千幢，僅上海就有400幢。這些工程在智能化設備上的費用一般占總投資的4%~8%。從智能建筑物用戶分布的行業(yè)來看，目前主要用于金融、行政機構、商業(yè)、公共建筑、住宅小區(qū)、信息樞紐、交通樞紐等。由此可見，智能建筑的建筑規(guī)模是相當驚人的。但是由于智能建筑設定的標準與標準不齊全，管理制度尚未建立，因而在建設過程中出現(xiàn)了一些問題。某些重要工程工程的智能化設備因種種原因不能正常工作，上億的工程無法竣工，導致工區(qū)的延誤，投資浪費。有的建筑物雖然已投入使用，但智能化設備名存實亡，不能正常工作。通過對已建成與在建的智能建筑工程的調查與分析，目前智能建筑中主要存在以下三個問題：首先，設計質量低。許多建設單位對智能建筑的期望過高，通常都號稱要“跨世紀〞“世界一流〞、“十五年不落后〞，過分聽從設備供給商的導向，提出大大超過建筑物功能與規(guī)模實際的智能化要求。國內有些設計人員因不熟悉智能化設備的技術與智能建筑的方法，而不能完備地完成智能建筑的設計。于是有些業(yè)主轉而請境外設計單位承當設計，希望完成的好一些。但是出了高價，多數(shù)也未能取得滿意的效果，因為有不少境外設計單位也并非真是智能建筑設計的行家，圖紙與設計文件低于國內設計的水平，而且境內外的設計方法與國內的工程施工、承包方式有較大差異，結果拿到境外設計的圖紙卻無法實施的情況屢見不鮮。其次施工標準、驗收標準不全。智能建筑中的BA系統(tǒng)、車庫管理系統(tǒng)、安保系統(tǒng)、OA系統(tǒng)等都與計算機、通信等新技術有關，由于這些技術的開展很快有關的設備與系統(tǒng)的標準與標準在國內外都尚不齊全，不少工程的智能化設備是在無測試、無標準、無標準的情況下驗收的，再加上人情關系的影響，一些工程“竣工〞后智能化設備不能正常工作，便是十分自然的事情。第三，系統(tǒng)集成商的技術水平與職業(yè)道德良秀不齊。智能建筑中的智能化系統(tǒng)，目前主要還是采用進口設備。應該說大局部進口設備的技術與質量的水平是高的，在國外運行的業(yè)績也是良好的，但是，同樣的設備安裝到國內卻不能正常工作。近年來，上海就發(fā)生不少一留的設備經承包商安裝后出現(xiàn)不能正常工作情況。這三個問題的主要原因之一就是智能建筑的工程建設標準不完備，在設計、訂購設備、安裝施工、竣工驗收等各個工程環(huán)節(jié)中，缺少標準與標準來正確操作，因而嚴重影響了智能建筑的工程建設質量。因此就目前來說在智能建筑的工程建設過程中，十分迫切需要完整的標準與標準，尤其是設備驗收的標準，智能化系統(tǒng)施工的標準與智能化系統(tǒng)驗收的標準。從我們國家現(xiàn)行的有關標準與標準來看，在有些內容仍位能反映最新的技術開展，有的甚至走了彎路。智能建筑中設置最普遍的設備如BA系統(tǒng)、停車庫管理系統(tǒng)、通道管理系統(tǒng)、樓內移動通信系統(tǒng)、集成管理系統(tǒng)等至今無法完善的設計、施工、驗收的標準與標準。中國智能建筑的建設規(guī)模是很大的，將有一大批在世界上影響的智能大樓竣工投用，因此如何結合國情，迅速地編制相關的標準、標準，以滿足工程建設的西藥，這是十分重要的工作。1.2智能家居在智能建筑中，從目前來看，智能家居是開展最快和穩(wěn)定的。智能家居，或稱為智能住宅，在英文中常稱為SmartHome。與智能家居含義近似的還有家庭自動化（HomeAutomation）、電子家庭（ElectronicHome）、數(shù)字家園（Digitalfamily）、家庭網絡（Homenetworking）、網絡家居（NetworkHome）及智能家庭建筑（Intelligenthome/building）。智能家居以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖO備、網絡通信、信息家電和設備自動化，集系統(tǒng)、結構、效勞、管理為一體的高效、舒適、平安、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。智能家居也可以定義為一個過程或者一個系統(tǒng)，即利用先進的計算機技術、網絡通信技術和綜合布線技術，將與家居生活有關的各種子系統(tǒng)有機地結合在一起，通過統(tǒng)籌管理，讓家具生活更加舒適、平安、有效。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適、平安、高品位且誼人的家庭生活空間，而且還由原來的被動靜止結構轉變?yōu)榫哂心軇又腔鄣墓ぞ撸峁┤轿坏男畔⒔粨Q功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效地安排時間，增強家居生活的平安性，甚至為各種能源費用節(jié)省資金。要完整地理解智能家居，有必要先對幾個智能家居開展過程中有著重大影響的系統(tǒng)進行了解。它們分別是家庭自動化、家庭網絡、網絡家電和信息家電。家庭自動化（HomeAutomation）。家庭自動化系指利用微處理電子技術，集成或控制家中的電子電器產品或系統(tǒng)，例如：照明燈，咖啡爐，保安系統(tǒng)和冷暖氣系統(tǒng)等。家庭自動化系統(tǒng)主要是以一個中央微處理器CPU接收來自某一電子電器產品的信息后，再以既定的程序發(fā)送適當?shù)男畔⒔o其他電子電器產品。中央微處理器必須透過許多界面來控制家中的電器產品，這些界面可以是鍵盤，也可以是觸摸屏幕、按扭、電腦、電話及遙控器等。消費者可以發(fā)送信號至中央微處理器，也可以接收來自中央微處理器的信號。家庭自動化是智能家居的一個重要系統(tǒng)，在智能家居剛出現(xiàn)的時，家庭自動化甚至就等同于智能家居，今天它仍然是智能家居的核心之一。但隨著網絡技術的普遍使用，網絡家電。信息家電的成熟，家庭自動化產品的許多功能將融入到這些新產品中去，從而使單純的家庭自動化產品越來越少，其核心地位也將被家庭網絡所代替，在家庭網絡中的控制網絡局部發(fā)揮作用。家庭網絡（Homenetworking）。家庭網絡是在家庭范圍內，將電腦，家電，平安系統(tǒng)，照明系統(tǒng)和網絡相連接的一種新技術。家庭網絡是一個多子網結構的分別采用不同底層協(xié)議的混合網絡，與局域網和廣域網相比，在系統(tǒng)構成、網絡協(xié)議及用戶群體方面都具有自己的特點，實現(xiàn)家庭網絡必須具有完整的系統(tǒng)集成方案、高度的互操作性和靈活的網絡接口。家庭網絡所采用的連接技術可以分為“有線〞和“無線〞兩大類。有線方案主要包括：雙絞線或同柱電纜連接、電話線連接及電力線連接等；無線方案主要包括：紅外線連接、無線電連接、基于射頻技術的連接和基于PC的無線連接等。家庭網絡分為家庭控制網絡和家庭信息網絡，家庭控制網絡通常以總線控制協(xié)議為主，主要是對家庭自動化產品，如安防報警系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)、家用電器控制系統(tǒng)；家庭信息網絡通過以太網方式組網，完成與外界的網絡連接和家庭內部設備與信息的管理。網絡家電是利用數(shù)字技術、網絡技術及智能控制技術將普通家用電器進行設計改良的新型家電產品。網絡家電可以實現(xiàn)互聯(lián)，組成一個家庭內部網絡，同時這個家庭網絡又可以與外部互聯(lián)網相連接。網絡家電技術包括兩層面：第一個層面是家電之間的互聯(lián)問題，也就是使不同家電之間能夠互相識別，協(xié)同工作；第二個層面是解決家電網絡與外部網絡的通信，使家庭中的家電網絡真正成為外部網絡的延伸，如下圖：要實現(xiàn)家電間的互聯(lián)和信息交換，就西藥解決：（1）描述家電工作特性的產品模型，使得數(shù)據的交換具有特定含義：（2）信息傳輸?shù)木W絡媒介。在解決網絡媒介這一難點中，可選擇的方案有：電力線、無線射頻、雙交線、同軸電纜、紅外線及光纖。由于網絡同志為網絡家電的關鍵局部，所以基于家庭網絡互聯(lián)的網絡加電是將來的一個開展趨勢。信息家電是一種價格低廉、操作簡便、實用性強、帶有PC主要功能的家電產品，是將電腦網絡技術和通信技術與傳統(tǒng)家電相結合的創(chuàng)新產品，是為數(shù)字化與網絡技術更廣泛地深入到家庭生活而設計的新型家用電器。信息家電包括電腦、DVD、超級VCD、無線數(shù)據通信設備、視頻游戲設備、網絡電視、Internet電話等等，即所有能夠通過網絡系統(tǒng)交互信息的家電產品，都可以稱之為信息家電。信息家電由嵌入式處理器、相關硬件、嵌入式操作系統(tǒng)以及應用層的軟件包組成。信息家電把電腦的某些功能分解出來，設計成應用性強、更家電化的產品，使普通居民步入信息時代的步伐更為快速，是具備高性能、低價格、易操作特點的Internet工具。信息家電的出現(xiàn)將推動家庭網絡市場的興起，同時家庭網絡市場的開展又反過來推動信息家電的普及和應用的深入。廣義的信息家電應該包括網絡家電。在我們通常的理解中，信息家電主要指帶有嵌入式處理器的小型家用信息設備，它的根本特征是與網絡相連而有一些具體功能，可以是成套產品，也可以是一個輔助配件。而網絡家電則指一個具有網絡操作功能的家電類產品，這種家電可以理解為是我們原來普通家電產品的升級。通過對以上幾個系統(tǒng)名稱的介紹我們可以看出，實際上家庭自動化產品、家庭網絡產品、網絡家電產、信息家電產品都只是智能家居系統(tǒng)產品里的一種，它們有各自不同的產品特征，不能簡單地將它們劃等號。當然也有許多概念交叉的產品，如即頂盒可以理解為是一個家庭網絡的產品，但同時又是一個信息家電的產品。還有一點需要說明的是，目前國內很多媒體和廠家有意無意地將智能家居和信息家電這兩個概念混淆了。有些廠家干脆將一兩件信息家電的功能放大，稱擁有了這些信息家電的家庭也就實現(xiàn)了智能家居，這顯然是不可取的，這會給行業(yè)帶來一些不利的影響，使消費者最終對智能家居產生疑心。因此標準化是將來一段時間內智能家居開展的趨勢。第二章分析當前智能建筑的局部功能2.1智能建筑的根本功能智能建筑并不是特殊的建筑物，而是以最大限度鼓勵人的創(chuàng)造力、提高工作效率的中心，配置了大量智能型設備的建筑。在這里廣泛地應用了數(shù)字通信技術、控制技術、計算機網絡技術、電視技術、光纖技術、傳感器技術及數(shù)據庫技術等高新技術，構成各類智能化系統(tǒng)。就目前的技術開展水平來說，智能建筑的核心可歸納為4A+GCS+BMS，即：CNS通信網絡系統(tǒng)（CommunicationNetworksSystem）OA辦公自動化系統(tǒng)（OfficeAutomationSystem）BA建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)（BuildingAutomationSystem）SA平安防范系統(tǒng)（SecurityAutomationSystem）GCS綜合布線系統(tǒng)（GenericCablingSystem）BMS建筑物管理系統(tǒng)（BuildingManagementSystem）CNS——是通過數(shù)字程控交換機PABX來轉接聲音、數(shù)據和圖象，借助公共通信網與建筑物內部PDS的接口來進行多媒體通信的系統(tǒng)。目前，公共通信網在我國有城市電話網，可租用衛(wèi)星轉發(fā)器以實現(xiàn)C波段到CU波段的衛(wèi)星通信。為消除公共無線通信的盲區(qū)，樓內設置無線通信微蜂窩系統(tǒng)。隨著上海信息港工程的建設與全國通信基礎設施裝備水平的提高，光纖進大樓（FTTB）、光纖進小區(qū)（FTTZ）已成為現(xiàn)實，于是各種寬帶接入的駐地網更為拓展通信新業(yè)務提供了開展基礎。OA——按計算機技術來說是一個計算機網絡與數(shù)據庫技術結合的系統(tǒng)，利用計算機多媒體技術，提供集文字、聲音、圖象為一體的圖文式辦公手段，為各種行政、經營的管理與決策提供統(tǒng)計、規(guī)劃、預測支持，實現(xiàn)信息庫資源共享與高效的業(yè)務處理，OA系統(tǒng)已在政府、金融機構、科研單位、企業(yè)、新聞單位等的日常工作中起著極為重要的作用。在智能建筑中OA常由兩局部構成：物業(yè)管理公司為租戶提供的信息效勞和物業(yè)管理公司內部事物處理的OA系統(tǒng)，大樓使用機構與租用單位的業(yè)務專用OA系統(tǒng)。雖然兩局部的OA系統(tǒng)是各自獨立建立的，而且要在工程后期才實施，但它們的計算機網絡系統(tǒng)的結構應在工程前期做出規(guī)劃，以便設計PDS。BA——系統(tǒng)是通過中央計算機系統(tǒng)的網絡將分布在各監(jiān)控現(xiàn)場的區(qū)域智能分站連接起來，以分層分布式控制結構來完成集中操作管理和分散控制的綜合監(jiān)控系統(tǒng)。BA系統(tǒng)運行的目標是對建筑物內所有建筑設備進行全面有效監(jiān)控和管理，以保證建筑物內所有設備處于高效、節(jié)能和最正確運行狀態(tài)。通常在BA系統(tǒng)管轄下的有空調、給排水、冷熱源、變配電、照明、電梯、停車庫等設備。SA——系統(tǒng)主要有兩類。一類為消防系統(tǒng)，另一類為安保系統(tǒng)。消防系統(tǒng)具有火災自動報警與消防聯(lián)動控制功能，是一專用計算機系統(tǒng)。安保系統(tǒng)常設有閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）、通道控制（門禁）系統(tǒng)、紡盜報警系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)等。SA系統(tǒng)24小時連續(xù)工作，監(jiān)視建筑物的重要區(qū)域與公共場所，一旦發(fā)現(xiàn)危險情況或事故災害預兆，立即報警并采取對策，以確保建筑物內人員與財物的平安。GCS——是在智能建筑中構筑信息通道的設施。它采用光纖通信電纜、銅蕊通信電纜及同軸電纜，布置在建筑物的垂直管井與水平線槽內，一直通到每一層面的每個用戶終端。PDS可以以各種速率（從9600b/s到1000mb/s）傳送話音、圖象、數(shù)據信息。OA，CNS，BA及SA的信號從理論上都可由PDS傳輸。因而，有人稱之為智能建筑的神經系統(tǒng)。BMS——是為了對建筑設備實現(xiàn)管理自動化而設置的計算機系統(tǒng)，它把相對獨立的BA系統(tǒng)、SA系統(tǒng)和OA系統(tǒng)采用網絡通信的方式實現(xiàn)信息共享與互相聯(lián)動，以保證高效的管理和快速的應急響應。這一系統(tǒng)目前尚無統(tǒng)一的定義，有稱其為系統(tǒng)集成，有稱為IBMS（I-Intelligent）。2.2BA系統(tǒng)在智能建筑中的應用設備智能化集中監(jiān)控管理系統(tǒng)是智能建筑智能化系統(tǒng)的重要子系統(tǒng)，它能自動化集中監(jiān)控智能建筑的電梯、供電、供水、供暖等設備，設備故障時能及時發(fā)出故障報警，并提供故障點、故障類型等量化數(shù)據，摒棄了傳統(tǒng)的故障－報修－接修－查故障點－修理－排除故障低效模式，極大地縮短了發(fā)現(xiàn)故障－排除故障的時間。它還具有故障預警功能，通過系統(tǒng)統(tǒng)計數(shù)據、報表，及時發(fā)現(xiàn)潛在故障點，為設備的維護保養(yǎng)、大修更新提供科學依據，減少設備故障，提高完好率，是物業(yè)管理的好幫手。智能建筑設備智能化集中監(jiān)控管理系統(tǒng)是住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)的重要子系統(tǒng)，其主要功能如下：1．實時監(jiān)測 只需一個人在監(jiān)控室就能實時地監(jiān)測整個小區(qū)所有的電梯、供電、供水、供暖等設備的運行情況，可免去大量的設備運行巡視人員；2．自動報警無需專業(yè)人員在場，即可實現(xiàn)二十四小時設備故障智能診斷、自動報警，并提供故障點、故障類型等量化數(shù)據，摒棄了傳統(tǒng)的發(fā)生故障→發(fā)現(xiàn)故障→報修→接修→查故障點→修理→排除故障低效模式，極大地縮短了發(fā)生故障→排除故障的時間；3．遠程控制在監(jiān)控室的電腦上即可對整個小區(qū)的所有設備運行進行合理的調配。并可在設備故障時，及時切換啟動備用設備，將設備故障給用戶帶來的不便降到最低限度。4．科學管理系統(tǒng)自動記錄每臺設備的運行時間、運行次數(shù)、故障發(fā)生類型及次數(shù)等參數(shù)，提供統(tǒng)計數(shù)據、報表，為設備的維護、保養(yǎng)、大修、更新等提供科學合理的依據。減少設備故障，提高完好率，是物業(yè)管理的好幫手。它的特點為：①系統(tǒng)需具有較高的可靠性②系統(tǒng)需結合智能化住宅小區(qū)實際需求。③系統(tǒng)需可靠、成熟④系統(tǒng)需具有較強開的放性，通訊協(xié)議和接口按照國際標準和國家標準設計，標準的接口、協(xié)議、技術，通過數(shù)據庫開放，可以方便地與其他開放式系統(tǒng)兼容、集成。5．系統(tǒng)具有中文/圖形人機界面的上位機應用軟件，適應性強、操作容易（操作人員不需要具備很強的專業(yè)知識）、維護方便。它的功能為：①系統(tǒng)需對智能建筑的公共設備運行實行計算機集中自動監(jiān)測控制。②系統(tǒng)能實時自動判別設備故障，及時將故障點/故障性質向上級計算機總站報警（故障時觸發(fā)語音報警，直至操作員干預），縮短故障－維修時間。③具有遠距離對設備運行（電梯、水泵、照明…）的切入/切出功能，在故障時將備用設備及時投入。④系統(tǒng)能自動記錄設備運行情況，建立數(shù)據庫、趨勢圖、統(tǒng)計報表等，為設備的維修、保養(yǎng)提供科學依據。并能按要求打印。⑤系統(tǒng)采用國際標準接口和協(xié)議設計，具有開放性、可擴展特點，還可以將其它信號（如：防盜報警、煤氣泄漏報警、消防報警、家庭緊急求助，…）參加系統(tǒng)。6．系統(tǒng)軟件在WINDOWS98/NT/2000平臺開發(fā)、運行，具有中文/圖形人機界面，形象直觀，具有易學、易維護、操作方便特點。其示意圖為：2.3嵌入式系統(tǒng)在智能家居中的應用根據IEEE（國際電氣和電子工程師協(xié)會）的定義，嵌入式系統(tǒng)是“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機器和設備的裝置〞。可以看出此定義是從應用上考慮的，嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機電等附屬裝置[3]。一般定義：以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、功能、可靠性、本錢、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的幾個重要特征：1．系統(tǒng)內核小。由于嵌入式系統(tǒng)一般是應用于小型電子裝置的，系統(tǒng)資源相對有限，所以內核較之傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)要小得多。比方ENEA公司的OSE分布式系統(tǒng)，內核只有5KB，而Windows的內核則要大得多。2．專用性強。嵌入式系統(tǒng)的個性化很強，其中的軟件系統(tǒng)和硬件的結合非常緊密，一般要針對硬件進行系統(tǒng)的移植，即使在同一品牌、同一系列的產品中也需要根據系統(tǒng)硬件的變化和增減不斷進行修改。同時，針對不同的任務，往往需要對系統(tǒng)進行較大的更改；程序的編譯下載要和系統(tǒng)相結合，這種修改和通過軟件的“升級〞是完全不同的概念。3．系統(tǒng)精簡。嵌入式系統(tǒng)一般沒有系統(tǒng)軟件和應用軟件的明顯區(qū)分，不要求其功能設計及實現(xiàn)上過于復雜，這樣一方面利于控制系統(tǒng)本錢，同時也利于實現(xiàn)系統(tǒng)平安。4．高實時性OS。這是嵌入式軟件的根本要求，而且軟件要求固態(tài)存儲，以提高速度。軟件代碼要求高質量和高可靠性、實時性。5．嵌入式軟件開發(fā)走向標準化。嵌入式系統(tǒng)的應用程序可以沒有操作系統(tǒng)直接在芯片上運行；但為了合理的調度多任務，利用系統(tǒng)的資源、系統(tǒng)函數(shù)以及專家?guī)旌瘮?shù)接口，用戶必須自行選配RTOS（Real-TimeOperatingSystem）開發(fā)平臺，這樣才能保證程序執(zhí)行的實時性、可靠性，并減少開發(fā)時間，保障軟件質量。6．嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要專門的開發(fā)工具和環(huán)境。由于嵌入式系統(tǒng)本身不具備自主開發(fā)的能力，即使設計完成以后，用戶通常也不能對其中的程序功能進行修改，因此必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進行開發(fā)，這些工具和環(huán)境一般是基于通用計算機的軟硬件設備以及各種邏輯分析儀、混合信號示波器等。開發(fā)時往往有主機和目標機的概念，主機用于程序的開發(fā)，目標機作為最后的執(zhí)行機，開發(fā)時需要交替結合進行[4]。嵌入式系統(tǒng)的核心是嵌入式微處理器。嵌入式微處理器一般具備以下4個特點：1．對實時多任務有很強的支持能力，能完成多任務并且有較短的中斷響應時間，從而使內部的代碼和實時內核心的執(zhí)行時間減少到最低限度。2．具有功能很強的存儲區(qū)保護功能。由于嵌入式系統(tǒng)的軟件結構已模塊化，為了防止在軟件模塊之間出現(xiàn)錯誤的交叉作用，需要設計強大的存儲區(qū)保護功能，同時也有利于軟件診斷。3．可擴展的處理器結構，以能開發(fā)出滿足應用最高性能的嵌入式微處理器。4．嵌入式微處理器必須功耗很低，尤其是用于便攜式的無線及移動的計算和通信設備中靠電池供電的嵌入式系統(tǒng)更是如此。如下圖：一般可以將嵌入式處理器分為4類，即嵌入式微處理器（MPU）、嵌入式控制器（MCU）、嵌入式DSP處理器（DSP）和嵌入式片上系統(tǒng)（SOC）。嵌入式實時操作系統(tǒng)在嵌入式應用系統(tǒng)的設計中，實時操作系統(tǒng)的應用越來越受到重視。μC-OSⅡ[6]是一個免費的源代碼公開的實時嵌入式內核，它提供了實時系統(tǒng)所需要的根本功能。其包含全部功能的核心局部代碼只占用8.3K字節(jié)，而且由于μC-OSⅡ是可裁剪的，所以用戶系統(tǒng)中實際的代碼最少可達2.7K字節(jié)，可謂短小精悍，μC-OSⅡ不僅使用戶得到廉價的解決方案，而且由于μC-OSⅡ的開源特性，用戶還可以對自己的硬件優(yōu)化代碼，以獲得更好的性能。μC-OSⅡ實際上是一個實時操作系統(tǒng)內核，只包含了任務調度、任務管理、時間管理、內存管理和任務間的通信與同步等根本功能。沒有提供輸入輸出管理、文伴系統(tǒng)、網絡之類的額外效勞。但是由于μC-OSⅡ的可移植性和開源性，用戶可以自己添加所需的各種效勞。目前，已經出現(xiàn)了第三方為開發(fā)的文件系統(tǒng)、TCP/IP協(xié)議棧、用戶顯示接口等。1．任務調度μC-OSⅡ的任務調度是按搶占式多任務系統(tǒng)設計的，即它總是執(zhí)行處于就緒條件下優(yōu)先級最高的任務。為了簡化系統(tǒng)的設計，μC-OSⅡ規(guī)定所有任務的優(yōu)先級必須不同，任務的優(yōu)先級同時也唯一地標識了該任務。即使兩個任務的重要性是相同的，它們也必須有優(yōu)先級上的差異，這也就意味著高優(yōu)先級的任務在處理完成后必須進入等待或掛起狀態(tài)，否則低優(yōu)先級的任務永遠也不可能執(zhí)行。系統(tǒng)通過兩種方法進行任務調度：一是時鐘節(jié)拍或其它硬件中斷到來后，系統(tǒng)會調用函數(shù)OSIntCtxsw（）執(zhí)行切換功能．二是任務主動進入掛起或等待狀態(tài)，這時系統(tǒng)通過發(fā)軟中斷命令或依靠處理器執(zhí)行陷階指令來完成任務切換，中斷效勞例程或陷阱處理程序的向量地址必須指向函數(shù)OSCtxSw（）。2．任務管理μC-OSⅡ最多可以管理64個任務，這些任務通常都是一個無限循環(huán)的函數(shù)。在目前的版本中，作者保存了憂先級為0、l、2、3、OS_LOWEST_PRIO_3、OS_LOWEST_PRIO_2、OS_LOWEST_PRIO_1、OS_LOWEST_PRIO的任務，所以用戶可以同時擁有56個任務。μC-OSⅡ提供了任務管理的各種函數(shù)調用，包括創(chuàng)立任務、刪除任務、改變任務的優(yōu)先級、掛起和恢復任務等。系統(tǒng)初始化時會自動產生兩個任務：一是空閑任務，它的優(yōu)先級最低為，該任務只是不停地給一個32位的整型變量加1；另一個是統(tǒng)計任務OSTaskstat（），它的優(yōu)先級為OS_LOWEST_PRIO_1，該任務每秒運行一次，負責計算當前CPU的利用率。3．時間管理μC-OSⅡ要求用戶提供一個稱為時鐘節(jié)拍的定時中斷，該中斷每秒發(fā)生10至100次，時鐘節(jié)拍的實際頻率是由用戶控制的。任務申請延時或超時控制的計時基準就是該時鐘節(jié)拍。該時鐘節(jié)拍同時還是任務調度的時間基準。提供了與時鐘節(jié)拍相關的系統(tǒng)效勞，允許任務延時一定數(shù)量的時鐘節(jié)拍或按時、分、秒、毫秒進行延時。4．任務間的通信與同步對于一個多任務操作系統(tǒng)來說，任務間的通信與同步是必不可少的。μC-OSⅡ提供了四種同步對象，分別是信號量、郵箱、消息隊列和享件。通過郵箱和消息隊列還可以進行任務間的通信。所有的同步對象都有相應的創(chuàng)立、等待、發(fā)送的函數(shù)。但這些對象一旦創(chuàng)立就不能刪除．所以要防止創(chuàng)立過多的同步對象以節(jié)約系統(tǒng)資源。5．內存管理為了消除屢次動態(tài)分配與釋放內存所引起的內存碎片，把連續(xù)的大塊內存按分區(qū)來管理。每個分區(qū)中都包含整數(shù)個大小相同的內存塊，但不同分區(qū)之間內存塊的大小可以不同。用戶需要動態(tài)分配內時，選擇一個適當?shù)姆謪^(qū)，按塊來分配內存。釋放內存時將該塊放回它以前所屬的分區(qū)。這樣，就能有效解決內存碎片的問題。μC-OSⅡ的大局部代碼是用ANSIC寫成的，只有與處理器硬件相關的一局部代碼用匯編語言編寫。所以μC-OSⅡ的移植性很強，可以在絕大多數(shù)8位、16位、32位微處理器、數(shù)字信號處理器上運行。μC-OSⅡ的移植并不復雜，只要編寫4個匯編語言的函數(shù)、6個C函數(shù)再定義3個宏和1個常量，這些宏和函數(shù)都非常簡單，其中的5個C函數(shù)甚至只需聲明不必包含代碼。用戶可以根據需要自己編寫移植代碼。μC-OSⅡ的網站上（www．μC-OSⅡ．com）有針對不同微處理器的移植代碼可供下載。目前網站上提供的移植實例包括Intel公司的8Ox86、8051、80196等，Motorola公司的PowerPC、68K、CPU32等，TI公司的TMS320系列，Zilog公司的z-80、z-180，還包括AnalogDevice公司、ARM公司、日立公司、三菱公司、飛利浦公司和西門子公司的各種微處理器。μC-OSⅡ是在PC機上開發(fā)的，C編譯器使用的是BorlandC/C++3.l版，而且PC機是大家最熟悉的開發(fā)環(huán)境，所以在PC機上學習和使用以μC-OSⅡ是非常方便的。KC／OS—11的網站上也提供了在PC機上運行μC-OSⅡ的源代碼。但是由干C/C++運行庫和DOS本身的限制，在PC上運行以μC-OSⅡ時需要注意兩個問題。第一，由于DOS下的C編譯器提供的運行庫沒有考慮多線程應用的問題，運行庫中的全局變量和局部函數(shù)只適用于單線程。這些變量和函數(shù)包括：errno、_doserrno、strtok、strerror、tmpnam、tmp、gmtime、ecvt、fcvt等。在μC-OSⅡ中使用這些函數(shù)時要小心，要防止兩個任務同時調用這些函數(shù)，或者用信號量同步對這些函數(shù)的調用。第二，DOS是不能重入的，就是說正在調用DOS效勞期間，是不能再次調用DOS的，如果又進行了DOS調用，那么肯定會引起系統(tǒng)崩潰。μC-OSⅡ啟動多任務后，如果兩個以上的任務進行了DOS調用或者調用了需要DOS的C/C++運行庫（如：Printf，scanf等等），就有可能引起DOS重人。所以在*中，可以調用BIOS或直接操縱硬件，但要盡量減少DOS調用。如果必須要用DOS，最好只有一個調用DOS的任務，或者用信號量進行同步。嵌入式系統(tǒng)的應用領域嵌入式系統(tǒng)技術具有非常廣闊的應用前景，其應用領域可以包括[7]：工業(yè)設計基于嵌入式芯片的工業(yè)自動化設備具有很大的開展空間，目前已經有大量的8、16、32位嵌入式微控制器應用在工業(yè)過程控制、數(shù)控機床等領域。2.交通管理在車輛導航、流量控制、信息監(jiān)測與汽車效勞方面，嵌入式系統(tǒng)技術已經獲得了廣泛的應用，內嵌GPS模塊，GSM模塊的移動定位終端已經在各種運輸行業(yè)成功運用。目前，GPS設備已經從尖端產品進入了普通百姓的家庭。3．信息家電這將成為嵌入式系統(tǒng)最大的應用領域，冰箱、空調等的網絡化、智能化將引領人們的生活步入一個嶄新的空間。即使不在家里，也可以通過電話線、網絡進行遠程控制。機器人嵌入式芯片的開展將使機器人在微型化、智能化方面的優(yōu)勢更加明顯，同時會大幅度的降低機器人的價格，使其在工業(yè)領域和效勞領域獲得更廣泛的應用。家庭智能管理系統(tǒng)水、電、煤氣表的遠程自動抄表，平安防火、防盜系統(tǒng)，其中嵌入式的專用控制芯片將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工檢查，并實現(xiàn)更高、更準確和更平安的性能。目前在效勞領域中，一些手持設備已經表達出嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)勢。目前針對建立高效率、低本錢和網絡化的智能家居終端，國內外的許多公司都提出了相應的解決方案，其中嵌入式Internet系統(tǒng)由于包括工業(yè)控制和IP網絡接入的功能，而成為其中較令人關注的技術。嵌入式Internet技術是指設備通過嵌入式模塊，而非PC系統(tǒng)，直接接入Internet及城域網，以Internet為介質實現(xiàn)信息交互的過程。目前國外許多大公司，如EMWARE，Microchip、SII等聯(lián)合成了嵌入式Internet聯(lián)盟，來專門討論和制定嵌入式Internet的標準和相關的技術開發(fā)，而IBM、微軟、SUN也早就開始涉足相關軟件、操作平臺的開發(fā)。但應該看到的是，目前中國國內市場相關產品還較少，國際上的產品價格較高且還沒有進入國內市場，隨著市場在2001年度的高速膨脹，產生的商機將是非常巨大的。令人欣喜的是，第一代的國產嵌入式智能家居終端已經推出，目前正在向第二代過渡。目前，家居智能化管理是信息社會開展的必然趨勢，而家庭局域子網則是實現(xiàn)這一任務的必要載體。無論是在國外還是國內，這一市場都將是巨大的。一個混合型的家庭局域子網將成為數(shù)字家庭的主流，各種智能設備和家庭自動化系統(tǒng)都將與之相連。因此以UP-NETARM3000為開發(fā)平臺設計的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)，不僅具有嵌入式系統(tǒng)的眾多優(yōu)點，結構精簡、專用性強，而且通過智能家庭網關的控制，很好的實現(xiàn)系統(tǒng)對家電和室內環(huán)境的實時監(jiān)控，并且具備了遠程訪問功能和自動報警功能，根本滿足了現(xiàn)在人們在日常生活中的各種需要，解決了人們的后顧之憂，使人們的生活更加安逸舒適。第三章智能車庫的設計本次設計的總體目標是設計一個現(xiàn)代別墅的智能化車庫，首先對車庫各局部的功能塊進行設計，最后通過PLC和PC實現(xiàn)總體的控制，形成一個智能車庫。3.1設計目標智能車庫是智能家居的一個重要組成局部，從現(xiàn)今的智能家居來說，如果一個別墅缺少了一個智能車庫就好似一幅美麗的畫像少畫了眼神一樣。可見智能車庫在今天智能家居中所處的重要地位。智能車庫的總體局部包括建筑局部、車庫門局部和車輛檢測維護系統(tǒng)。而他們三局部又是相互聯(lián)系的。本次設計所選的為別墅的智能車庫，所以為小型的家庭智能車庫，而并非是大型車庫，使用立體式的控制。由于是家庭型車庫，所以智能車庫表達出來的功能為貼心、實用、便捷。考慮到這一點，本次設計采用了杭州天宇車庫公司所制作的WD-KMJ03/04型智能車庫門控制器對車庫門進行控制。智能車庫門控制器控制可以實現(xiàn)對庫門的智能化控制，它受PLC的控制可以做到對車庫門的控制。其次本次設計的智能車庫主要亮點為對進庫的車輛實現(xiàn)全方位的檢測，對可能出現(xiàn)的車輛情況和已經出現(xiàn)的情況進行及時的檢測，如果出現(xiàn)情況如：（輛輪胎壓力缺乏或者過高）并且把這些檢測到的信號傳送到車主的PC上，及時的提醒車主對車輛進行有必要和針對性的進行車輛維護，以到達車輛維護和平安的目的。并且本次智能車庫的設計還對進庫的車輛進行全方面的維護，例如裝有恒溫控制器，保護了車輛的水箱和油箱，裝有報警裝置，可以很好的對庫內物品進行保護和防火作用。3.2智能車庫門本次設計的車庫門主要安裝了防盜卷聯(lián)門和智能車庫門控制器。車庫門的寬度和高度均采用國家標準，如：門側空間≥150mm門頂空間≥200mm洞口寬度、洞口高度、應與所選型號門體尺寸相一致或略小于門體尺寸。車庫凈寬≥門側空間*2+所選型號門體寬度。車庫凈寬≥門頂空間+所先型號門體高度車庫進深應大于3.5mm觀察車庫有無門垛（立柱），如有門垛，測量門洞凈尺寸，在此基礎上加上80mm，就是門體的凈寬度。（如圖一）

車庫如無門垛，測量門洞凈尺寸，在此基礎上減去80mm，就是門體的凈寬度。（如圖二）

隨著人民生活水平的不斷提高，迅速開展智能化樓寓已是房地產業(yè)開展的必然趨勢。同時隨著人們平安防范意識的逐漸增強，對居住環(huán)境的要求也越來越高。因此房地產業(yè)由“量〞向“質〞的轉變也是大勢所趨。所以，生態(tài)、環(huán)保、健康、節(jié)能、智能的門窗將受到廣闊房地產開發(fā)商和消費者的青睞。本次畢業(yè)設計所采用的WD-KMJ03/04型智能車庫門控制器正是一種集計算機軟硬件系統(tǒng)控制的機電一體化產品。整個系統(tǒng)應用微電腦，高精度地進行多級分段掃描和受力分析，并通過軟硬件配合實現(xiàn)全過程運行中，無需采用任何傳感器，就可到達高靈敏度的八級等力遇阻反彈，確保自動門運行過程的平安可靠這種智能車庫門控制器通過電機編碼掃描精確控制定位，開關門位置可精確到毫米級。柔性啟動，平滑過度，使門體運行更加迅速、平穩(wěn)、安靜，減低電機起步對門體沖擊，延長電機的使用壽命。

電腦實時監(jiān)控阻力，應用核心反彈力檢測技術，進行高精度多級步進受力分析，在門體運行過程中，即使遇到極小的障礙，也能輕松識別，具備高靈敏度的等力遇阻反彈和雙向保護功能。

緊急雙鎖離合器，在停電時，離合器可快速松開，門可手動操作，可在任意位置離合，并能平安上鎖。

關門提醒，當用戶忘記關門時，10分鐘后會發(fā)出提示音，自動關門。

開關門時照明燈自動點亮，開門后3分鐘自動熄滅，關門后即熄燈，遙控開燈3分鐘后自動關閉。

簡單的用戶設定和系統(tǒng)智能學習功能，使調試及使用更為簡便。

控制器帶有UPS（后備電源）和紅外線檢測接口，可隨時擴展功能。

自動監(jiān)控運行，故障判別分析，實時LED顯示。并且可以與PLC相連，以實現(xiàn)PLC對它的控制。

停電記憶。來電后系統(tǒng)自動恢復并檢測運行狀態(tài)。

適用范圍。在-40度～70度內平安運行。型號

技術參數(shù)WD-KMJ03型WD-KMJ04型輸入電壓110V/220V110V/220V輸出功率100W150W待機功率2W2W工作力矩800N.CM1200N.CM行程距離2M-4M2M-4M傳動方式導軌、鏈條導軌、鏈條照明24V/10W24V/10W適應溫度-40°～70°-40°～70°安裝方式置于室內置于室內3.3智能車庫內檢測系統(tǒng)的重要作用近十幾年來，養(yǎng)護汽車的材料、機具設備、手段以及與此密切相關的現(xiàn)代化汽車檢測設備等均有了較大開展，汽車的整體質量有了大幅度提高，從而使傳統(tǒng)意義上的汽車保養(yǎng)發(fā)生了重要變化。然而，由于受國家現(xiàn)行車輛管理維修體制、傳統(tǒng)汽車維修。觀念等諸因素的影響，至今有許多人對汽車養(yǎng)護意義的認識還滯留在傳統(tǒng)的“保養(yǎng)〞上，如換換機油、換換“三濾〞、檢查和排除故障隱患，搞搞一般的清潔調整等。這正如過去人們只知道有病時再吃藥、住院、動手術，而平時不注意對自身的保養(yǎng)，忽略了對人體亞健康狀態(tài)的認識一樣，對汽車全方位養(yǎng)護的重要意義認識缺乏，對與汽車養(yǎng)護密切相關的根本知識知之甚少，這是人們對汽車養(yǎng)護認識的一個誤區(qū)。亞健康是人體處于健康與非健康之間的一種狀態(tài)，是人體將要發(fā)病的前奏。在人體出現(xiàn)亞健康狀態(tài)之前或已出現(xiàn)亞健康狀態(tài)之初，如果能對此有足夠的認識，經常參加運動，適時進行心理調整，定期進行體檢和必要的保健性醫(yī)療，就可以保持良好的健康狀態(tài)，以充分的精力投入到工作中去。汽車的養(yǎng)護亦與此同理，從新車投入使用時開始，就有方案地、強制性地對汽車進行全方位的養(yǎng)護，汽車零部件的磨損就可減少到最低程度，油料消耗就可大大降低，汽車的使用可靠性就可大大增強，汽車的使用壽命就可成倍提高。《中國汽車報》刊登過這樣一個事例很能說明這一問題。出租車司機韓曉輝1997年購置了一輛夏利轎車，在新車開始使用時參加了“JB一路行〞(JB一路行養(yǎng)護中心向用戶承諾：參加該養(yǎng)護中心養(yǎng)護的新車確保40萬km不大修)，他的車只在行駛33萬km時進行過一次換環(huán)保養(yǎng)，其它哪也沒有動過。他每行駛1萬km，就到“JB一路行〞養(yǎng)護中心保養(yǎng)一次。報紙報道時該車已行駛38萬km，車況仍然處于良好狀態(tài)。據此推斷，這輛車行駛40萬km不會有什么問題。汽車修理是為了消除已出現(xiàn)的故障或查明隱患，使喪失工作能力的車輛、總成和零部件恢復技術性能，以保證車輛繼續(xù)使用而進行的恢復性修理作業(yè)的總稱。現(xiàn)在有一種“以養(yǎng)代修〞的提法，實際上養(yǎng)護代替不了修理，汽車修理在汽車管理中是一個相對獨立的專業(yè)技術性概念，有它的特定內容和成因。修理和養(yǎng)護二者之間雖有密不可分的緊密聯(lián)系，但誰也不能代替誰。就某一輛汽車而言，搞好汽車養(yǎng)護，可以把汽車的修理次數(shù)最大限度地減少，甚至免于修理也是可能的，但即使如此，“以養(yǎng)代修〞的提法亦不夠科學，實際上是抹殺和降低了汽車養(yǎng)護應有的獨立性地位。“汽車保養(yǎng)〞、“汽車維護〞、“汽車護理〞、“汽車養(yǎng)護〞四種提法相比較，就現(xiàn)代汽車技術、汽車維修技術水平和其開展趨勢而論，還是“汽車養(yǎng)護〞的提法更為科學，更為確切，更符合現(xiàn)在的實際情況。“汽車養(yǎng)護〞就是對汽車全方位的保養(yǎng)和維護，“養(yǎng)〞在這里就像人對自己的肌膚特別是五臟六腑精心保養(yǎng)一樣，有著它更深層的內涵，對能否延長車輛的使用壽命起著決定性作用。汽車養(yǎng)護與汽車修理相比，其主要優(yōu)點根本上有兩點。其一，能較好地保持汽車部件原有的“配合〞狀態(tài)。機件在正常工作情況下，一經拆卸后再重新裝配，就會破壞原有的“配合〞狀態(tài)。拆卸裝配的次數(shù)越多，機件的“配合〞狀態(tài)就越差；拆卸裝配零部件的數(shù)量越多，對汽車的正常使用影響也越大。這是汽車修理無法回避，也無法解決的主要問題之一。而汽車養(yǎng)護的大量技術作業(yè)是在汽車不解體的狀態(tài)下實施的，可以省去汽車機件的頻繁拆裝，因而可以最大程度地保持機件原有的“配合〞狀態(tài)，這一點也正是汽車養(yǎng)護最大的優(yōu)勢所在，為成倍地延長車輛使用壽命奠定了基礎。

其二，大大簡化了修理拆裝程序。由于在實施養(yǎng)護時使用不解體保修機具，大量的汽車養(yǎng)護作業(yè)都是在汽車不解體狀態(tài)下進行的，與傳統(tǒng)的汽車維修工作相比，它把汽車修理的檢測—判定—清潔——拆卸—清洗—檢驗—修復或更換總成、零部件—裝配—調試等必經的繁雜程序大大簡化了，從而大大縮短了車輛的待修、在修時間，也減少了大量的無效勞動，節(jié)約了人力、物力和費用，大大增強了經濟效益。隨著科學技術的迅猛開展，進入20世紀90年代以來，電子技術已經全面應用于汽車，汽車已經成為集微電腦、傳感器、計算機網絡技術、液力伺服傳動技術、數(shù)字通信技術、新材料技術等為一體的高科技的組合體，加之汽車制造加工設備的加工精度和自動化程度大幅度提高，汽車的性能愈來愈先進。而且，隨著人們質量觀念的改變，其質量保證體系亦逐步健全和完善，國產汽車的保證期、保修期成倍地延長，這一切都使得汽車的可靠性越來越高。我國通過國際ISO9000系列質量體系認證汽車企業(yè)越來越多，我國各主要汽車生產廠都已經通過了ISO9000系列質量體系國際認證，且主要生產廠的A級供給商，大多也完成了質量認證工作。從這一點上講，我國汽車產品質量，無論是在使用性能上，還是在其可靠性上，都有了大幅度的提高。

總之，汽車總體質量的提高，為我國搞好汽車養(yǎng)護工作提供了最根本的技術條件。隨著汽車技術的開展和汽車保有量的迅速增加，用于汽車養(yǎng)護的養(yǎng)護用品，也隨之有了快速全面的開展。以美國通用、福特、克萊斯勒車公司指定的“賽龍〞牌汽車、機械養(yǎng)護用品為例，從水箱系列，清潔系列，剎車系列，輪胎清潔、補胎、亮光系列，電池清潔、止漏、保護系列，到車底防銹劑，變速器止漏保養(yǎng)劑，風扇皮帶潤滑劑，方向盤潤滑劑，車窗濃縮清洗液等，應有盡有。從這些養(yǎng)護用品的功用可以看出，汽車的主要部件均可以得到良好而全面的養(yǎng)護，使其經常處于良好的運行狀態(tài)。從對諸多汽車養(yǎng)護材料使用性能的綜合分析可以看出，盡管不像廠家宣傳的那樣神奇，但只要正確選用汽車養(yǎng)護材料。就可以解決汽車維修中的如下問題：對汽車的養(yǎng)護可以是全方位的，需要養(yǎng)護修復的工程可以說全包容了；一些需要潤滑的總成、部件使用添加劑后，可以從根本上改善潤滑狀況，大大減緩機械磨損速度，延長機械使用壽命；對于磨損超值的在用車輛，使用潤滑抗磨劑后，磨損部件可以迅速得以修復，近似恢復原有性能；對密封要求很高的殼體類總成，如發(fā)動機、變(差)速器、油箱、水箱等養(yǎng)護時，可以采取不解體方式，使汽車維修工作效率成倍地提高。隨著汽車保有量的快速增長，汽車技術水平的迅速提高，為之效勞的汽車維修檢測設備、儀器已經日趨成熟先進，在不解體的情況下，已能較準確地檢測、診斷發(fā)動機等主要總成、部件的技術狀況。電子技術在汽車上的廣泛應用，推動了汽車維修檢測設備也朝著電子化的方向開展，在車輛壽命、質量、平安性和可靠性迅速提高的同時，更多的維修工作，已從傳統(tǒng)的機械修理變?yōu)殡娮釉\斷，如：微電腦發(fā)動機檢測儀、讀碼解碼器等。網絡一體化的設想，將檢測、維修、效勞開展成一套全方位的汽車維修思路。能快速地對汽車整體技術狀況進行診斷，為用戶提供最正確維修方案。我國少數(shù)維修企業(yè)，已經實現(xiàn)了企業(yè)的智能化。這就是說，日趨先進的檢測技術，已能準確地檢測判定汽車主要總成乃至全車的技術狀況，為正確實施汽車養(yǎng)護提供了科學依據。以上談到的三項根本條件。是促成我國汽車養(yǎng)護業(yè)賴以生存、開展的客觀條件和堅實的物質基礎。除此之外，隨著汽車技術的飛速開展和汽車質量的大幅度提高，專門從事汽車養(yǎng)護的汽車養(yǎng)護中心、場站、連鎖店，像雨后春筍一樣，遍布中國大地，加之我國汽車個體用戶數(shù)量的迅速增多，為汽車養(yǎng)護新的定位和迅猛開展提供了諸多有利的條件，展示了全方位實施汽車養(yǎng)護的美好前景。綜上所述，在汽車技術、汽車質量、汽車檢測技術、汽車保修機具設備、汽車養(yǎng)護用品等均己發(fā)生重大變化的今天，只要我們對汽車進行正確的檢測和維護，那么車輛的壽命以及對自己的人生財產和生命平安都可能得到很改善。由此可見對車輛的檢測是多么的重要，也必然會是智能化車庫所重視的一個環(huán)節(jié)。因此本次畢業(yè)設計對車輛的檢測做了全方面的部署。3.4車輛移動裝置與輪胎壓力檢測本次設計的車輛移動裝置是一個小車式的移動裝置，主要作用為把庫外的車輛傳送到庫內，實現(xiàn)收車作用和固定車位以到達對車輛檢測的目。并且有精確的定位能力，當把車輛傳送入庫的時候可以準確的把車輛進行定位以提高檢測的質量。本次設計的移動裝置下還安置了一個壓力檢測器，可以檢測到移動裝置上是否有小車，當小車開入移動裝置，壓力會增大到一定區(qū)域。因此，移動裝置下的壓力檢測器判定小車已經駛入移動傳送裝置，移動裝置就像一個平板小車一樣通過固定的軌道和動力設備可以自由控制移動，當車庫門翻開的時候，移動裝置接受PLC控制移動出庫外，次時車輛駛入移動裝置，移動裝置停留規(guī)定的時間后自動回位，把車輛移動入庫內，并且通過設置在移動裝置底部的壓力檢測裝置進行檢測是否載了車輛，如果已經載回小車，則開始對車輛進行標準定位，以實現(xiàn)對車輛的檢測，如果并沒有載回小車，說明剛剛的動作為取車動作，則不進行對車輛的定位和檢測。本次設計所使用的移動裝置的動力系統(tǒng)主要為可逆電動機，電動機可以實現(xiàn)正轉和反轉以實現(xiàn)移動裝置的移出和回位。其原理如如下圖：檢查汽車的平安性能，不少人只注意制動系統(tǒng)和轉向系統(tǒng)的性能，較少留意輪胎，認為輪胎只需打足氣就可以了，豈不知在當前的道路條件下，輪胎的技術狀況與制動、轉向系統(tǒng)一樣是直接關系到汽車平安的重要因素之一。千里之行始于足，車主對輪胎應有所了解才能平安使用轎車。現(xiàn)在的常用輪胎主要有兩種：低壓胎和真空胎。低壓胎含有內胎，多用于普通汽車和摩托車；真空胎沒有內胎，外胎兼起了內胎的作用，多用于轎車和輕型車。真空胎是法國米其林輪胎公司在1959年創(chuàng)造的，都是子午線輪胎結構，胎內壁緊貼一層內膜令車胎在高速運轉時不易聚熱，內膜有一層密封自粘層，輪胎受到釘予或鋒利物穿破后不易立即泄完氣可使汽車繼續(xù)行駛一段距離。輪胎的規(guī)格由斷面寬度B、斷面高度H和輪輞直徑d表示。低壓胎斷面近似圓形，B～H，因此僅標注B一d就可以了，如常用的7.50—14、9.00—20等，單位是英寸，其中“—〞表示低壓輪胎。而真空胎的斷面多是扁形，B＞H，兩者的比值反映了輪胎的形狀，為了表述這種關系就以H／B的百分比作為一個參數(shù)，稱為扁平率，數(shù)字越小輪胎的形狀越扁平。轎車真空胎的規(guī)格標注除了尺寸參數(shù)還有用途參數(shù)，用代號規(guī)定輪胎的最高平安時速和最大平安負荷量。例如真空胎P165/70R1481T表示是轎車專用輪胎(P），胎寬165毫米，扁平率70，子午線輪胎（R），輪輞直徑14英寸，輪胎最大負荷462公斤（代號81），最高平安時速190公里（代號T）。其中負荷代號有六十多個，速度代號有十六個，它們都對應有關限值。現(xiàn)代轎車的最高時速一般都達150公里以上，車速越快或載重越大輪胎變形就越大，變形越大與地面摩擦所產生的溫度就越高，汽車高速運行時輪胎的外表溫度有時可達100攝氏度以上，對輪胎的性能有極大的影響，直接關系到轎車的平安性，因此轎車輪胎都有平安極速代號和最大負荷代號，不同代號的輪胎所采用的混合膠不同，承受高溫和負荷的能力也會不同，因此車輛進庫檢測時必須要對輪胎進行檢測。本次設計所采用的輪胎檢測為物理量檢測，當車被傳送裝置送入庫內，移動裝置對車輛進行標準定位，然后PLC控制可變電阻箱升出升降尺，頂?shù)杰囕喌能囕S，因為標準氣壓下的車輪從地面到車柱的距離是一定的，當輪胎壓力增大時其距離就會增大，若輪胎壓力過小時則其距離減小，根據這個原理，可以把車輪氣壓看成是電阻，也就是當氣壓是標準的時候，電阻是一個標準的額定電阻，當氣壓降低或者升高時，電阻箱的電阻都不是額定電阻，如下圖：本次設計把測量出來的電阻值通過可變電阻轉化為電阻信號，在把電阻信號轉化為電壓信號，通過標準變送電路轉化為標準信號輸入PC。電阻信號轉換電壓信號如下圖：電阻信號轉化成電壓信號以后，通過標準變送電路變送為標準電壓信號輸入PC，以到達檢測車胎壓力的目的。變送電壓信號如下圖：3.5車輛的溫度檢測本次設計的車輛檢測還包括車輛的溫度檢測，主要檢測車輛底部的發(fā)動機溫度和水箱溫度以及剎車盤溫度。由于以上車輛的器件對于車輛來是是非常重要的部件，如果其中一樣發(fā)生故障都很可以對車輛的平安性能造成非常大的影響。因此對這些部件進行初步的檢測是非常有必要的。本次設計所使用的檢測器為紅外線測溫儀。紅外線測溫儀接受PLC的控制。紅外線測溫儀安裝在庫內移動專置下，可對車輛底盤任何位置進行溫度測量，紅外線測溫儀測量汽車底盤發(fā)動機溫度，水箱溫度，剎車盤溫度及輪胎溫度，次紅外線測溫儀為多極發(fā)射組成，可同時測量不同的方位。紅外線測溫儀屬于非接觸式測溫，非接觸式測溫儀是目前測量中應用廣泛的一種儀表，任何物體處于絕對零度以上時，因其內部帶電粒子的運動，都會以一定波長電磁波的形式向外輻射能量，只是在低溫段這種能量很微弱。非接觸式測溫儀表就是利用物體的輻射能量隨其溫度而變化的原理制成的。在測量時，只需要把溫度計光學接收系統(tǒng)對準被測物體，而不必與物體接觸，因此可以測量運動物體的溫度并不會破壞物體的溫度場。另外由于感溫元件只接收輻射能，它不必到達被測物體的實際溫度，從理論上講測量上限是沒有限制的，因此可以測量高溫。非接觸測溫儀分兩大類，一為光學高溫儀，射溫度計。現(xiàn)所使用的紅外線測溫儀屬于輻射溫度計，近來隨著紅外技術的開展，測溫的下限已經下移到了長溫區(qū)，大大擴展了非接觸式測溫方法的使用范圍。紅外輻射理論基礎輻射換熱是三種根本的熱交換形式之一，熱輻射電磁波具有以關速傳播、反射、折射、散射、干預和吸收等特性。它是由波長相差很遠的紅外線、可見光及紫外線所組成的，它們的波長防衛(wèi)從1/1000m到1/100000000m。可見光只是群眾很小一局部，約為0.38~0.78μm，比0.38μm更短的稱為紫外線，比0.78μm長的稱為紅外線。在低溫時，物體輻射能量很小，主要發(fā)射的是紅外線。隨著溫度的升高輻射能量急劇增加，輻射光譜也向短的方向移動，在500度左右時，輻射光譜包括局部可見光；到800度時可見光大大增加，即呈現(xiàn)“紅熱〞；如果到3000度時，輻射光譜則包含更多的短波成分，使得物體呈現(xiàn)“白熱〞。有經驗的人員從觀察爍熱物體外表的顏色來大致判斷物體的溫度，這就是輻射測量溫度的根本原理。但這種判斷是相當粗糙的，精確地判定物體的溫度的熱輻射及溫度之間的定量關系是輻射的重要研究內容。熱輻射的重要參數(shù)熱輻射能Q以輻射的形式發(fā)射、傳播或接受的能量稱為輻射能。單位為焦耳J。輻射能通過фф是輻射能隨著時間的變化率，又稱為輻射率，為ф=dQ/dt其單位為瓦特（W）。輻射強度I在給頂方向上的立體角單元內，離開點輻射源（或輻射源面單元）的輻射功率除以該立體角單元，稱為該方向上的輻射強度，其單位為瓦/球面度（W/sr）。輻射出射度M離開輻射源外表一點處的面單元上的輻射能量除以該單元面積，稱為該點的輻射出射度，即ф=dQ/dt輻射亮度L和光譜輻射亮度L?外表一點處的面元在給頂方向上的輻射強度，除以該面元在垂直于給頂方向平面上的正投影面積，稱為該方向的輻射亮度L。輻射亮度實際上是包括所有波長的輻射能量。如果是輻射光譜中某一波長的輻射能量則稱為在次波長下的光譜輻射亮度L?。輻射能的分配當物體接收到輻射能以后，根據物體本身的性質，會發(fā)生局部能量吸收、透射和反射的現(xiàn)象，設落在物體上的總輻射能量為Q，被吸收的局部為Qa，透射的局部為Qd，反射局部為Qr，則有Q=Qa+Qd+Qr或者1=Qa/Q+Qd/Q+Qr/Q=a+?+p其中a吸收率，表示吸收的能量所占的比率；?透射率，表示透射的能量所占的比率；p反射率，表示反射的能量所占的比率。當Qa/Q=a=1時，則?=0，p=0。這說明照射到物體上的輻射能全被吸收，既無反射也無透射，具有這種性質的物體稱為“絕對黑體〞。當Qd/Q=?=1時，說明照射到物體上的輻射能全部透射過去。既無吸收又無反射。既有這樣性質的物體稱為透明體。當Qd/Q=p=1時，說明照射到物體上的輻射能全部被反射出去。若物體外表平整光滑，反射一定有規(guī)律，則稱該物體為鏡體。若無反射一定無規(guī)律，則該物體稱為：絕對白體。在自然界中實際上的黑體、白體都是不存在的。物體的a,?,p值主要決于物體本身的性質，物體外表的狀況、波長和物體的溫度條件。一般固體和液體的?值很小或者為零，而氣體的?值則較大。對于一般工程材料來講，?=0而a+p=1,稱為灰體。在自然界中黑體是不存在的，從傳熱角度看，可以認為制造黑體。紅外輻射的理論基礎 紅外輻射的物理本質是熱輻射，這種熱輻射是由于內外原因使物體內部帶電粒子不斷運動，使物體具有一定的溫度而產生的一種輻射現(xiàn)象，稱為熱輻射，又稱為紅外輻射。這種熱輻射效應，其波長和頻率是在電磁波譜中間隔為0.76~100μm的其間內，被物體吸收后可以顯著的轉換為熱能，通常稱為紅外光譜區(qū)。它是一種不可見的光，但紅外光的本質與可見光或者電磁波性質一樣，具有反射、折射、散射、干預、吸收等特性，它在真空中也以光速傳播，并具有明顯的波粒二象性。紅外輻射源當物體的溫度高于絕對溫度時，都有紅外光向周圍的空間輻射出來。根據輻射源幾何尺寸大小、距離探測器的遠近，紅外輻射源可分為點源和面源，當對同一個輻射源，在不同場合，既可以是點源，又可以是面源。一般情況下，把能充滿紅外光學系統(tǒng)瞬時視場的大面積輻射叫做面源，而將沒有沖滿紅外光學系統(tǒng)瞬時視場的小面源叫做點源。理想的點源被認為是沒有面積的幾何點，點源的輻射強度（J）定義：點源輻射強度是點源在某一指定方向，單位立體角內發(fā)射的輻射功率，所以，點源的輻射強度J僅與方向有關，而與源面積無關。紅外輻射是遵守以下定律進行的，他們都是建立在熱平衡的基礎上完成的。基爾霍夫定律基爾霍夫實驗指出：物體的輻射發(fā)射量R和吸收率a有一定的關系：在它們既有相同溫度時，由于輻射外表不同，則發(fā)射出的能量就不同。只有輻射出的能量多，吸收能量也多的情況下，才能具有相同的溫度，所以物體的發(fā)射量與吸收量存在一定的比例關系，都等于在同一溫度下的絕對黑體的輻射發(fā)射量Rb。二、黑體輻射定律普朗克定律維恩公式紅外測溫儀工作原理紅外測溫儀由光學系統(tǒng)，光電探測器，信號放大器及信號處理.顯示輸出等局部組成。光學系統(tǒng)會聚其視場內的目標紅外輻射能量，紅外能量聚焦在光電探測器上并轉變?yōu)橄鄳碾娦盘枺撔盘栐俳泜魉偷絇C上進行換算轉變?yōu)楸粶y目標的溫度值。

使用紅外測溫儀的益處便捷!紅外測溫儀可快速提供溫度測量，在用熱偶讀取一個滲漏連接點的時間內，用紅外測溫儀幾乎可以讀取所有連接點的溫度。另外由于紅外測溫儀堅實.輕巧.（都輕于10盎司），所以在車輛底部占用空間不大，不會影響車輛的正常傳送。精確!紅外測溫儀的另一個先進之處是精確，通常精度都是1度以內。這種性能使得預防性特別重要，用紅外測溫儀可以精確的判斷出車輛的水箱，發(fā)動機和剎車盤的溫度，對車輛的維護取了關鍵性作用。平安!平安是使用紅外測溫儀最重要的益處。不同于接觸測溫儀，紅外線測溫儀是非接觸式測溫儀，因此在對車輛底部的部件檢測時不必要接觸到發(fā)動機，水箱，剎車盤等部件，測量時只用把發(fā)射頭瞄準所要測量的部件就可以平安的測出溫度本車庫所使用的為Raytek產品以下為Raytek非接觸紅外測溫儀的三種測溫技術：

點測量：

測定物體全部外表溫度，像發(fā)動機或其他設備

溫差測量：比較兩個獨立點的測量溫度，像連接器或斷路器

掃描測量：探測在寬的區(qū)域或連續(xù)區(qū)域目標變化。象制冷管線或配電室。本次設計所使用的Raytek產品的溫度范圍為-50~200度（分段），每種型號的紅外測溫儀都有其特定的測溫范圍。所選儀器的溫度范圍應與具體應用的溫度范圍相匹配。

目標尺寸:測溫時，被測目標應大于測溫儀的視場，否則測量有誤差。所以被測目標尺寸超過測溫儀視場的50%為好。

-光學分辨率（D:S）:即測溫儀探頭到目標直徑之比。如果測溫儀遠離目標，而目標又小，應選擇高分辨率的測溫儀。

線測溫儀器傳輸?shù)男盘枮闃藴孰妷盒盘枺虼丝梢灾苯觽魉偷絇C上，及時的讓車主了解到自己車的情況，并且所測量的三個部件都有一定的溫度上限，如果測量出的溫度超過上限，則PC會及時的進行報警，用來提示車主要對以上部件進行維護。3.6庫內恒溫系統(tǒng)智能化的車庫不僅僅是對車輛的檢測，而且還應該對車輛進行一定的維護。本次設計從這一點出發(fā)設計了對整個車庫內進行恒溫保護。對車庫內進行恒溫控制主要是由于考慮到在冬天如果不對車輛進行恒溫控制，那么早晨起來使用車輛時車輛啟動會變的非常困難，主要是由于車輛水箱的溫度由于一夜的降溫的結果，而且如果不對車輛進行恒溫控制，任由車輛降溫，有可能損壞車輛的水箱，而且考慮到我國北方地區(qū)冬天氣溫非常的低，因此在庫內做一個恒溫保護裝置是非常有必要的。本次設計所使用的恒溫控制其主要功能就如一個空調，可以保持對庫內溫度，防止在低溫天氣下凍壞水箱和庫內一些物品。此次設計的恒溫控制器為WTQ-288型溫度控制器。工作原理如下：ST是WTQ-288型電接點壓力式溫度計，當恒溫箱內的溫度降低到下限時，ST的指針與下限接點接觸，雙向可控硅通過R被強制觸發(fā)導通，接通加熱器RL的電源，于是恒溫箱內溫度上升。ST的指針轉動，與下限觸點脫離。這時雖然觸發(fā)回路已斷開，但由于電容C的移相作用，當電源電壓過零時，電容電流卻不為零，這樣，當電源反相后，仍能為雙向可控硅提供觸發(fā)電流而使可控硅導通。當恒溫箱內的溫度上升到上限溫度值時，ST電接點溫度計的指針與上限接點接觸，雙向可控硅失去觸發(fā)電流，在電源電壓過零時關斷。這時恒溫箱溫度開始下降，當溫度下降到下限值時，雙向可控硅又被觸發(fā)導通，接通加熱器RL的電源，使恒溫箱內溫度上升，如此循環(huán)到達恒溫的目的。可控硅的功率可根據負載大小選取，功率加大時，應適當加大電容C的容量，以保證足夠的觸發(fā)電流。通過以上設計，實現(xiàn)了對車庫內溫度恒定。3.7庫內報警裝置下面來介紹一下本次設計所使用的火災報警器。本次設計所使用的火災報警器是感煙式火災探測器。離子感煙火災探測器是應用煙霧粒子改變電離室電離電流原理的感煙火災探測器。電離電流形成如圖在圖中，P1和P2是一相對的電極。在電極之間放有α放射源，由于它持續(xù)不斷地放射出α粒子以高速運動撞擊分子，從而使極板間空氣分子電離為正離子和負離子，這樣電極之間原來不導電的空氣具有了導電性，實現(xiàn)這個過程的裝置稱為電離室。如果在極板P1和P2 間加上電壓V，極板間原來做雜亂無章運動的正負離子，此時在電場作用下做有規(guī)律的運動。正離子向負極運動，負離子向正極運動，從而形成了電離電流I。施加的電壓V越高，則電離電流越大。當電離電流增加到一定值時，外加電壓再增高，電離電流也不會增加，次電流稱為飽和和電流Is，如圖：當火災發(fā)生時，煙霧粒子進入檢測電離室后，被電離的局部正離子和負離子被吸附到煙霧離子上去。因此，離子在電場中運動速度比原來的降低，而且在運動過程中正離子和負離