基于ge控制器的公交車載智能系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p>　　論文題目：基于GE控制器的公交車載智能系統(tǒng)的</p><p>　　軟件設計 </p><p>　　系 部： 機電工程系 </p><p>　　專業(yè)名稱：

2、 </p><p>　　班 級： 學 號： </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要II</b></p><p>　　AbstractII

3、I</p><p>　　1 課題來源及意義1</p><p>　　2 車載智能系統(tǒng)軟件平臺的設計2</p><p>　　2.1軟件的選用方案2</p><p>　　2.2 軟件平臺的總體設計方案5</p><p>　　2.3軟件的運行12</p><p>　　3 車載智能系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)平

4、臺的設計14</p><p>　　3.1 下位機監(jiān)控系統(tǒng)設計14</p><p>　　3.2 上位機監(jiān)控系統(tǒng)的設計18</p><p><b>　　4 綜合調試20</b></p><p>　　4.1 仿真全局照片20</p><p>　　4.2 軟件調試20</p>&

5、lt;p>　　4.3 性能測試21</p><p><b>　　5 結束語23</b></p><p><b>　　致 謝24</b></p><p><b>　　參考文獻25</b></p><p>　　基于GE控制器的公交車載智能系統(tǒng)的</p>

6、<p><b>　　軟件設計</b></p><p>　　摘要： 本論文介紹了公交車載智能系統(tǒng)軟件設計，包括Profacy Machine Editon編程軟件設計、下位機監(jiān)控程序設計以及上位機監(jiān)控程序設計。系統(tǒng)的程序設計采用了系統(tǒng)化的設計方案，整個系統(tǒng)由照明控制系統(tǒng)、語音報站系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、火災自動逃生系統(tǒng)、能源自動控制系統(tǒng)、iFIX遠程監(jiān)控系統(tǒng)6部分組成。本系統(tǒng)設計的目的

7、是提高乘客乘坐的舒適度、減輕駕駛員的工作量，同時體現了低碳、節(jié)能、環(huán)保的設計理念。</p><p>　　關鍵字：公交車載智能系統(tǒng) ；Profacy Machine Editon；iFIX </p><p>　　GE controller based on the bus on-board</p><p>　　intelligent system Software d

8、esign</p><p>　　Abstract: this paper introduces the design of system software bus on-board intelligence, including Machine Profacy Editon programming software design, lower level computer monitoring program d

9、esign and PC monitoring program design. System program design USES a systematic design scheme, the whole system consists of lighting control systems, voice stops system, temperature control system, automatic fire evacuat

10、ion system, energy automatic control systems, iFIX remote monitoring system 6 parts. Thi</p><p>　　Key words:Public transportation vehicle intelligent system; Profacy Machine Editon;IFIX </p><p>

11、<b>　　1 課題來源及意義</b></p><p>　　隨著經濟的日益增長，車輛作為最重要的交通工具，在當今社會中得以普及。由于汽車數量的增加，而道路的承載能力有限。因此，城市公交車的迅速發(fā)展成為一種必然趨勢,公共交通將是國內居民使用最為頻繁的代步工具之一。在這樣的情況下，公交車運營商的車輛數目已經增加了許多，而且車型也不再單一，與此同時便產生了車輛資源的合理分配和使用問題。</p

12、><p>　　如何提高乘客乘坐的舒適度、減輕駕駛員的工作量等等問題正在不斷的被人們關注。同時低碳、節(jié)能、環(huán)保的概念已滲透到當今社會的各個角落，其對公共交通領域有著較大的影響。隨著近幾年公共交通安全事故屢有發(fā)生，公共交通安全越來越被重視。此外該問題涉及到車輛的檔案管理、駕駛員檔案管理、車輛管理、公交車運營線路的分配和管理等。如何對公交車公司的車輛進行合理的分配，科學的使用，使其發(fā)揮最大的價值是本問探討的重點。</

13、p><p>　　我們針對上述焦點問題，設計了“公交車載智能系統(tǒng)”，它是將車載系統(tǒng)可視化管理、自動控制車內溫度、自動調節(jié)車內照明以及遇火情安全逃生等功能結合到一起的一套智能化、人性化的控制系統(tǒng)。該管理系統(tǒng)的提出，對于一個公交車運營商來說，不但可以對車輛的使用進行合理的管理，而且對車輛的使用情況進行跟蹤記錄，這對于車輛責任到人，信息明確，避免責任混亂等一系列相應問題的解決。</p><p>　　本

14、課題來源于江蘇省高等學校大學生實踐創(chuàng)新訓練計劃項目“火災逃生系統(tǒng)”，此項目包括硬件設計、軟件設計及總體技術研究，本課題負責軟件系統(tǒng)的設計。</p><p>　　2 車載智能系統(tǒng)軟件平臺的設計</p><p>　　GE Fanuc的Proficy Machine Edition 是一個適用于人機界面開發(fā)、運動控制及控制應用的通用開發(fā)環(huán)境。Proficy Machine Edition提供一

15、個統(tǒng)一的用戶界面，全程拖放的編輯功能，及支持項目需要的多目標組件的編輯功能。支持快速、強有力、面向對象的編程，Proficy Machine Edition 充分利用了工業(yè)標準技術的優(yōu)勢，如XML、COM/DCOM、OPC和ActiveX 。Proficy Machine Edition也包括了基于網絡的功能，如它的嵌入式網絡服務器，可以將實時數據傳輸給企業(yè)里任意一個人。Proficy Machine Edition 內部的所有組件和應

16、用程序都共享一個單一的工作平臺和工具箱。Proficy Machine Edition是一個包含若干軟件產品的環(huán)境。其中每個軟件產品都是獨立的</p><p>　　2.1軟件的選用方案</p><p>　　編程軟件的操作界面如圖2.1所示，具體功能介紹如下：</p><p><b>　　2.1.1菜單欄</b></p><p

17、>　　具有文件處理，窗口改變，工具箱等13項功能；</p><p>　　2.1.2編輯工作欄</p><p>　　將新建、打開、保存、剪切、復制、粘貼、編譯、下載等常用功能以圖形的形式排列，便于使用。</p><p>　　2.1.3 程序編輯區(qū)</p><p>　　在這個區(qū)域 將連線下載運行，以及程序編寫符號都列舉出來，便于直接拉取使用

18、，方便程序的編寫。 </p><p>　　圖2.1 PLC編程的操作界面</p><p>　　2.1.4 組態(tài)配置</p><p>　　Slot0 即選擇模塊0對應的模塊型號，進而配置每個模塊的功能，將對應的每個模塊全部配置好。組態(tài)配置，如圖2.2所示。</p><p><b>　　、

19、</b></p><p><b>　　圖2.2 組態(tài)配置</b></p><p>　　2.1.5 程序編寫</p><p>　　如圖2.3所示程序編寫。</p><p><b>　　圖2.3程序編寫</b></p><p>　　在Program Blocks 右擊

20、New 新建LD Block 建立新程序，</p><p><b>　　用工具欄中的符號</b></p><p>　　在軟件右邊的界面編寫程序。</p><p>　　2.1.6 程序保存</p><p>　　在選項卡中點擊Manager，在要保存的程序名上右擊close，再右擊 選擇 Back UP 選擇路徑 保存目標程

21、序，如圖2.4所示。</p><p><b>　　圖2.4 程序保存</b></p><p>　　2.1.7 程序的編譯、連線、下載及運行</p><p>　?。?）編譯 ：打開程序，在target1上右擊 選擇Set As Active Target，</p><p>　　在工具欄點擊編譯（對號），若右下角狀態(tài)欄中沒有

22、報錯及警告即可連線下載運行，如圖2.5所示，如有報錯警告，反回修改程序。</p><p><b>　　，</b></p><p>　　圖2.5 程序編譯狀態(tài)</p><p>　?。?）連線、下載：點擊連線（閃電符號），即連接PLC模塊，連接成功，點擊下載功能欄中的相應功能實現下載運行，如圖2.6所示。</p><p>&

23、lt;b>　　圖2.6 程序控制</b></p><p>　　2.2 軟件平臺的總體設計方案</p><p>　　2.2.1 照明控制系統(tǒng)設計</p><p>　　光照度傳感器實時監(jiān)測車外光照度，如圖2.7所示，光照度傳感器反饋車外光照</p><p>　　度，如果不小于設定繼續(xù)檢測直到小于，然后就進行明暗判定，在一般暗的時

24、候，我們只</p><p>　　開啟一組燈；在比較暗時，根據車內的人數，我們設計了兩個控制邏輯，當車內人數不足</p><p>　　50%的設定人數時，開啟一組燈，否則開啟兩組；當外部光線非常暗時，設計了三個邏</p><p>　　輯，當人數在50%以下時，開啟一組燈，人數在50%到80%，開啟兩組燈，80%以上三組</p><p>　　部開

25、啟，實現了照明系統(tǒng)實時調節(jié)，完美的體現了節(jié)能的理念。照明控制系統(tǒng)流程如</p><p>　　2.8所示，程序設計如圖2.9所示。</p><p>　　圖 2.7 光照度傳感器</p><p>　　圖 2.8 照明控制系統(tǒng)流程圖</p><p>　　圖2.9 照明控制系統(tǒng)程序 </p><p>　　2.2.2 語音報

26、站系統(tǒng)設計</p><p>　　語音報站模塊采用了ISD4002-120語音芯片，利用485總線連接語音功能板和計算</p><p>　　機進行錄音操作，通過網線連接語音功能板和PLC控制模塊實現放音操作。如圖2.10為語</p><p>　　音報站，圖2.11為語音報站流程圖，圖2.12為語音報站程序。</p><p>　　圖2.10 語音

27、報站</p><p>　　圖2.11 語音報站流程圖</p><p>　　圖 2.12 語音報站程序</p><p>　　2.2.3 溫度系統(tǒng)設計</p><p>　　通過法蘭克伺服電機控制風扇轉速快慢模擬空調風量的大小，首先進行空調開啟條</p><p>　　件設定，開啟人數和溫度，然后通過檢測的當前人數和溫度，判斷

28、是否開啟空調，根據當前溫度與設定溫度差值，通過PID調節(jié)空調風量大小。如圖2.13所示溫度自動控制流程。</p><p>　　圖 2.13 溫度自動控制系統(tǒng)流程</p><p>　　圖 2.14 溫度控制系統(tǒng)程序</p><p>　　2.2.4能源自動控制設計</p><p>　　在車頂裝有太陽能電池板，利用收集到的太陽能電為車內頂燈等供電，

29、在太陽能供電不足時，能夠自動切換至外部備用電源。達到了節(jié)能減排的目的，保證車內供電的穩(wěn)定與可靠，實現了對能源的自動控制和有效管理。如圖2.15所示為能源自動控制系統(tǒng)，如圖2.16所示為能源自動控制程序。</p><p>　　圖 2.15 能源自動控制系統(tǒng)</p><p>　　圖 2.16 能源自動控制程序</p><p>　　2.2.5 火災自動逃生系統(tǒng)設計<

30、/p><p>　　火災自動逃生系統(tǒng)是我們系統(tǒng)的一大亮點：在車內的煙霧傳感器實時檢測車內空氣中煙霧的濃度，當空氣中煙霧顆粒的濃度達到一定值時，煙霧報警器開始報警并發(fā)出語音提示，車尾燈閃爍5S后，公交車自動停車之后自動打開逃生門，讓乘客盡快逃生。</p><p>　　火災自動逃生系統(tǒng)流程如圖2.17所示，程序設計如圖2.18所示。</p><p>　　圖 2.17 火災自動

31、逃生系統(tǒng)流程</p><p>　　圖 2.18 火災自動逃生程序</p><p><b>　　2.3軟件的運行</b></p><p>　　將程序下載到PLC硬件設備中，并運行程序，如圖2.19、2.20所示。</p><p>　　圖 2.19 下載完成后界面</p><p>　　圖 2.20 運

32、行正常</p><p>　　當Tatget1前面的圖標為綠色，即程序運行正常，如圖2.21所示。</p><p>　　圖 2.21 綠色圖標</p><p>　　3 車載智能系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)平臺的設計</p><p>　　3.1 下位機監(jiān)控系統(tǒng)設計</p><p>　　3.1.1 觸摸屏設計界面</p>&l

33、t;p>　　應用Proficy Machine Edition 觸摸屏編輯模塊，制作觸摸屏，如圖3.1所示。</p><p>　　圖 3.1 觸摸屏設計界面</p><p>　　3.1.2觸摸屏程序的設計</p><p>　　（1）在程序名上右擊新建Target2 設置為觸摸屏模塊，</p><p>　　右擊Add Target 選擇Q

34、uick Panel control，如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 新建觸摸屏模塊</p><p>　?。?）新建空白panel，如圖3.3所示。</p><p>　　圖 3.3空白panel</p><p>　　（3）雙擊panel 在右側編輯窗口對panel編輯制作觸摸屏。</p><p>　　如

35、圖3.4為模式選擇界面，圖3.5為初始化界面，圖3.6自動控制界面，</p><p>　　如圖3.7為手動控制界面1，如圖3.8為手動控制界面2。</p><p>　　圖 3.4 系統(tǒng)主界面</p><p>　　圖 3.5 初始化界面</p><p>　　圖3.6 自動運行界面1</p><p>　　圖3.7 手動控制

36、界面1</p><p>　　圖3.8 手動控制界面2</p><p>　　3.1.3 觸摸屏軟件的運行</p><p>　　右擊Target2 點擊download and start等待下載完成并運行，如圖3.9所示。</p><p>　　圖3.9 觸摸屏下載運行</p><p>　　3.2 上位機監(jiān)控系統(tǒng)的設計&l

37、t;/p><p>　　3.2.1 iFIX遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計</p><p>　　上位機監(jiān)控系統(tǒng)的設計基于iFIX組態(tài)軟件，它是一套工業(yè)自動化軟件，為用戶提供一個“過程化的窗口”，提供實時數據給操作員以及軟件應用。</p><p>　　在公交車載智能系統(tǒng)中iFIX組態(tài)軟件主要完成實時顯示公交車的運行狀態(tài)，對異常情況進行報警，以及數據顯示、報表、打印等管理功能，如圖3.1

38、0所示。</p><p>　　圖3.10 iFIX軟件設計界面</p><p>　　3.2.2 iFIX 遠程監(jiān)控系統(tǒng)的程序、運行</p><p>　　iFIX遠程監(jiān)控界面分為監(jiān)控主界面、路線監(jiān)控和運行狀態(tài)界面、環(huán)境狀態(tài)界面。程序啟動后，系統(tǒng)進入監(jiān)控主界面（如圖3.11所示），點擊“點擊進入”按鈕，進入路線監(jiān)控和運行狀態(tài)界面（如圖3.12所示）。路線監(jiān)控和運行狀態(tài)界

39、面左邊為路線監(jiān)控部分，右邊為運行狀態(tài)部分，可以實時顯示公交車路線和運行狀態(tài)。關閉路線監(jiān)控和運行狀態(tài)界面，進入環(huán)境狀態(tài)界面（如圖3.13所示），可以實時顯示公交車運行環(huán)境。</p><p>　　圖3.11 iFIX遠程監(jiān)控主界面</p><p>　　圖3.12 iFIX遠程監(jiān)控路線和調度界面</p><p>　　圖3.13 環(huán)境監(jiān)控界面</p><

40、p><b>　　4 綜合調試</b></p><p>　　4.1 仿真全局照片</p><p>　　圖4.1 全局仿真照片</p><p><b>　　4.2 軟件調試 </b></p><p>　　軟件調試的任務是查出和排除程序中的錯誤，同時解決硬件可能遺留的問題和軟件的最后問題。先從不需要

41、調用其它子程序的最初子程序入手，然后逐步向上級模塊程序擴展，最后是主程序，對于某個具體功能模塊的調試分為兩個階段：</p><p>　　1）利用Proficy Machine Edition，對程序進行編輯、修改、編譯，當窗口顯示錯誤信息時，對程序進行修改，修改后再對程序進行編譯，直至沒有語法錯誤為止。</p><p>　　2）將PC機與公交車載智能系統(tǒng)相連，使系統(tǒng)進入聯機仿真狀態(tài)，仿真運

42、行目標程序，查出軟件的邏輯錯誤。按照調試菜單對公交車載智能系統(tǒng)的軟件結合硬件進行綜合調試。調試過程如下：</p><p>　?。?）利用Proficy Machine Edition將控制程序下載到PLC中。</p><p>　?。?）啟動PLC，以及各個系統(tǒng)的啟動，根據各個功能系統(tǒng)逐一進行功能調試。</p><p>　?。?）按照以上步驟反復調試，直到應用系統(tǒng)的功

43、能全部調試完畢且成功。</p><p><b>　　4.3 性能測試</b></p><p>　　為了實現公交車載智能系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，我們通過以下幾個方面進行性能測試：</p><p>　　4.3.1照明控制系統(tǒng)的測試</p><p>　　用手電筒照射照度傳感器，觀察其輸出數據是否增大，如圖4.2所示。 </p

44、><p>　　圖 4.2 光線度 圖4.3 程序輸入光照度增大 圖4.4 3組照明燈開啟</p><p>　　人數增多時，照明燈依次開啟。如圖4.6所示。</p><p>　　圖4.5 人數增多 圖4.6 3組照明燈隨著人數增多依次開啟</p><p>　　測試表明：照明控制系統(tǒng)軟件程序運行正

45、常。</p><p>　　4.3.2語音報站系統(tǒng)</p><p>　　語音報站系統(tǒng)功能是在公交車到達對應的站點時播報對應的報站內容，當按下下一站按鈕時，如圖4.7所示。語音模塊播報對應的站名。</p><p>　　圖4.7 下一站按鈕 圖4.8 語音模塊</p><p>　　測試表明：語音報站系

46、統(tǒng)軟件運行正常。</p><p>　　4.3.3溫度控制系統(tǒng)</p><p>　　溫度控制系統(tǒng)功能是根據車內當前的溫度自動控制空調的風量大小從而調節(jié)車內溫度。加熱車內的溫度傳感器，模擬車內溫度升高，如圖4.9所示，使溫度高于空調開啟的預設值，觀察空調是否開啟以及隨著溫度變高轉速變快。如圖4.10所示。</p><p>　　圖4.10 模擬風扇轉動變快</p&g

47、t;<p>　　圖4.9 溫度升高 </p><p>　　測試表明：溫度自動控制系統(tǒng)軟件運行正常。</p><p>　　4.3.4火災自動逃生系統(tǒng)</p><p>　　火災自動逃生系統(tǒng)的功能是當車內發(fā)生火災時公交車自動報警停車，并打開前后門，讓乘客盡快逃離。</p><

48、;p>　　將煙霧噴于煙霧傳感器周圍，觀察傳感器是否報警，如圖所示，尾燈是否閃爍，如圖所示，5秒后前后門是否打開，如圖4.11、4.12、4.13所示。</p><p>　　圖4.11 煙霧傳感器報警 圖 4.12 前門開啟 圖4.13 后門開啟</p><p>　　測試表明：火災自動逃生系統(tǒng)軟件運行正常。</p>&l

49、t;p>　　4.3.5能源自動控制系統(tǒng)</p><p>　　當太陽能供電不足時，系統(tǒng)自動切換到備用電源，保證系統(tǒng)穩(wěn)定正常運行。用黑布遮住太陽能板，檢查系統(tǒng)是否切換到備用電源。</p><p>　　測試表明：能源自動控制系統(tǒng)軟件運行正常。</p><p><b>　　5 結束語</b></p><p>　　本論文介紹

50、了公交車載智能系統(tǒng)軟件平臺設計的過程，其中包括介紹了Proficy Machine Edition軟件編程設計、iFIX遠程監(jiān)控設計，進行了軟件系統(tǒng)綜合聯調。同時與硬件系統(tǒng)連接后也可完成照明系統(tǒng)自動控制、語音報站、溫度自動控制、能源自動切換、火災自動逃生、遠程監(jiān)控等功能，證明軟硬件協調得當。最后經過系統(tǒng)的試驗分析，證明整個系統(tǒng)實現了預定功能，體現了節(jié)能、智能、高效等特點。</p><p><b>　　致

51、 謝</b></p><p>　　感謝南京交通職業(yè)技術學院三年來對我的培養(yǎng)，感謝潘彩霞老師對本人論文撰寫進展的的關心與指導。潘彩霞老師嚴謹的治學態(tài)度、豐碩的教學經驗，在我的論文撰寫的進程中起到了關鍵性的指導作用，使我的專業(yè)技能的到了進一步的提高。在潘老師的諄諄教誨下，我的論文撰寫工作才得以順利進行。同時，在論文撰寫的過程中，我也培養(yǎng)了嚴謹、務實、追求更好的生活及工作態(tài)度。此外，在三年的大學生涯里，我

52、還得到眾多老師、同學的的關心、支持與幫助。使我在學習和生活中不斷感受到南京交通職業(yè)技術學院這個大家庭關心與溫暖。同時，經過這三年的學習與鍛煉，讓我養(yǎng)成了自強、自立、自愛的性格。在此，謹向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意！ 我要向在百忙之中抽時間對本文進行審閱、評議和參加本人論文答辯的各位老師表示感謝！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p&

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