计算机测量与控制
.2013.21
(
1
)
Com
p
uter
Measurement
& Control
算法
、
设计与应用
·
236
·
收稿日期
:
2012-07-16
;
修回日期
:
2012-09-16
。
基金项目
:
上海市重点学科建设项目
(
J50503
)。
作者简介
:
周
律
(
1976-
),
男
,
讲师
,
博士研究生
,
主要从事机电一
体化方向的研究
。
文章编号
:
1671-4598
(
2013
)
01-0236-04
中图分类号
:
TP373+.5
文献标识码
:
A
基于
MODBUS
的地面停车场智能管理系统
周
律
1
,
汪
亮
2
,
邓
胜
3
(
上海理工大学 机械工程学院
,
上海
200093
)
摘要
:
城市繁华地段的地面停车位
(
少于
128
个停车位
)
的管理问题一直没有得到很好地解决
;
文章介绍了一种基于
Modbus
通讯
协议的地面停车位的智能管理系统的功能和方案设计
;
文章所设计的系统主要由
PC
机
(
主机
)、
RS485
总线网络
、
车辆检测器
、
车位锁
控制器
(
从机
)
和车位锁组成
;
文章详细论述了车位锁控制器抗干扰性能的硬件设计
、
及该系统中主机和从机的软件设计思路
。
利用
RS485
总线的分布式数据采集和控制系统
,
具有设备简单
,
价格低
,
能进行较长距离的通信的特点
,
使地面停车位的管理实现自动化和
网络化
。
关键词
:
智能管理系统
;
RS485
总线网络
;
Modbus
通讯协议
;
停车位
Intelli
g
ent
Parkin
g
S
y
stem
on
the
Ground
Based
on
Modbus
Zhou
Lv
1
,
Wan
g
Lian
g
2
,
Den
g
Shen
g
3
(
Colle
g
e
of
mechanical
en
g
ineerin
g
,
Universit
y
of
Shan
g
hai
for
Science
and
Technolo
gy
,
Shan
g
Hai
200093
,
China
)
Abstract
:
The
mana
g
er
of
p
arkin
g
s
p
ace
on
the
g
round
in
p
ros
p
erous
cit
y
has
not
been
solved
effectivel
y
.The
p
a
p
er
detailedl
y
introduce
the
functional
and
conce
p
tual
desi
g
n
of
small
intelli
g
ent
p
arkin
g
s
y
stem
on
the
g
round
based
on
Modbus
network.The
s
y
stem
is
mainl
y
com
-
p
osed
of
host
com
p
uter
、
RS485bus
network
、
vehicle
detector
、
collecter
of
p
arkin
g
lock
(
slave
MCU
)
and
p
arkin
g
lock.The
p
a
p
er
p
res
-
ents
the
hardware
desi
g
n
of
microcontroller
about
how
to
ensure
stabilit
y
of
s
y
stem
,
as
well
as
software
desi
g
n
methods
of
sin
g
le-chi
p
and
host
com
p
uter.The
RS485bus
has
the
advanta
g
e
of
distributed
data
ac
q
uisition
and
control
s
y
stem
,
sim
p
le
e
q
ui
p
ment
,
low
p
rice
and
lon
g
distance
communication
features
,
which
make
g
round
p
arkin
g
manan
g
ement
automation
and
networkin
g
.
Ke
y
words
:
intelli
g
ent
mana
g
ement
s
y
stem
;
RS485bus
network
;
modbus
communication
p
rotocol
;
p
arkin
g
s
p
ace
0
引言
地面停车位的智能管理系统不仅有利于车主方便
、
快捷地
泊车
,
而且也便于管理方有效地利用地面有限的停车位
。
随着
通讯技术和自动化控制技术的结合
,
实现自动化和网络化管理
地面停车位成为可能
。
采用
RS485
总线组成网络
,
PC
机
(
主
机
)
与车位锁控制器
(
从机
)
之间采用
MODBUS
通讯协议进
行通讯
,
实现地面停车位的智能化管理
[
1
]
。
1
Modbus
通讯协议
1.1
Modbus
通讯协议的介绍
Modbus
协议
[
2
]
是应用于电子控制器上的一种通用语言
。
通过此协议
,
控制器相互之间
、
控制器经由网络
(
例 如 以 太
网
、
RS485
总线 网 络
)
和其它设备之间可以通信
。
MODBUS
协议采用主机和从机工作方式
:
主机为智能终端或者
PC
机
,
从机为一台或者多台遵守
MODBUS
协议的
MCU
,
每个
MCU
被授予唯一的地址
,
有效的地址范围为
1
~
255
。
MODBUS
是
一个请求
/
应答协议
,
并且提供功能码规定的服务
,
具有
RTU
协议和
ASCII
协议两种串行传输方式
,
控制器能设计为两种
传输模 式
(
ASCII
或
RTU
)
中 的 任 何 一 种
。
ASCII
模 式 和
RTU
模式在报文结构
、
功能命令方面是相同的
,
仅帧信息的
表示方法不同
。
1.2
MODBUS
数学模型
MODBUS
的数学模型以一系列具有不同特征表格上的数
据模型为基础
。
4
个基本表格如表
1
所示
。
对于基本表格中 任
何一项
,
协议都允许单个地选择
65536
个数据项
,
而且设计那
些项的读写操作可以越过多个连续数据项直到数据大小规格限
制
,
这个数据大小规格限制与事务处理功能码有关
。
很显 然
,
必须将通过
MODBUS
处理的所有数据放置在设备应用存储器
中
。
但是
,
存储器的物理地址不应该与数据参考混淆
。
要求仅
仅是数据参考与物理地址的链接
。
表
1
MODBUS
数学模型
基本表格 对象类型 访问类型 内容
离散量输入 单个比特 只读
I
/
O
系统提供这种类型数据
线圈 单个比特 读写 通过应用程序改变数据
输入寄存器
16-
比特 只读
I
/
O
系统提供这种类型数据
保持寄存器
16-
比特 读写 通过应用称序改变数据
1.3
MODBUS
通讯协议在论文中应用
在
MODBUS
标准协议中
,
定义了很多功能码
,
每个功能
码都有不同 的 功 能
。
在本文中采用了
RTU
串口传输方式的
01
、
02
、
05
和
06
4
个功能码
,
4
种功能作用定义如下
:
功能
01
为读取车位锁状态量
、
功能
02
读取车辆检测器状态量和报
警状态量
、
功能
05
为写车位锁状态量
,
功能
06
为写车位锁控
制器从机的地址码
。
2
系统的组成以及功能
本文所设计的停车场管理系统能够完成地面每个停车位车
位锁的控制和车位锁各种状态量的采集
。
控制室主机能对所有
车位锁进行检测
、
显示
、
查询和控制
。
主机人机界面实时显示
DOI:10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2013.01.064