一、选题背景

开发一种低成本的基于PLC智能车库控制系统，该系统采用S7-1200 PLC作为核心控制器，可实现振动检测、烟雾检测并能结合环境状态实现对无接触式门窗的开合状态进行控制。

结合了PLC/单片机的控制，实现无线接收功能，在之前普通车库门的基础之上，添加了红外发射、接收电路以及防盗报警电路等。

拟开发的系统应具有低成本、适应性强、多渠道实时监控的特点，同时添加用户管理系统，设置不同的权限，防止人员误入，能有效的避免安全事故。

二、选题意义

从辆汽车诞生以来，车库门的发展就不断随之产生和更新。根据公安部交通局的调查统计显示，到2006年底我国汽车已到达了2420万辆，相比于前年增长了13%，然而汽车逐年的快速增长趋势，势必会让“停车难”这一问题越来越严重。随着科学技术不断发展，人们日常生活和生产活动大量使用了自动化控制，节约了人力资源的同时也提高了生产效率。

在国际市场、银行、别墅车库门，常使用自动门控制系统，可编程控制器系统其特点是：具备逻辑控制、定时、计数等功能，通用性好。

PLC控制故障率低、可靠性高、维修方便等特点，所以应用的方面比较广，做到指示车辆进出，车辆进入时有具体的车位数量及位置信息，方便车主停车，进入车辆控制大屏车位数相应减少，可以用比较便宜的数码管来显示车位数。在实现安全、便捷有很大发展空间。

三、主要内容

基于PLC智能车库门控制系统可实现包括室内外的蓝牙检测、红外检测、烟雾检测等在内的多项实时检测，可从多维度、多方面实现对用户使用的安全度有可靠保障。

(1)蓝牙检测原理：
蓝牙是一种支持设备短距离通信(一般是10m之内)的低功耗、低成本无线电技术。能在包括移动、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。

它利用短程无线链路取代专用电缆，不但免去相互之间连接的麻烦，而且便于人们在室内或户外流动操作。

具有广泛的应用前景，正受到全球各界的广泛关注。新兴的蓝牙技术已从萌芽期进入了壮大发展期，在无线通信、消费类电子和汽车电子以及工业控制领域得到广泛的应用。

(2)外检测原理：
当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。

所以，红外光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。

将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来，就得到红外光谱图。红外光谱图通常用波长(入)或波数(o)为横坐标，表示吸收峰的位置，用透光率(T%)或者吸光度(A)为纵坐标，表示吸收强度。

当外界电磁波照射分子时，如照射的电磁波的能量与分子的两能级差相等，该频率的电磁波就被该分子吸收，从而引起分子对应能级的跃迁，宏观表现为透射光强度变小。

电磁波能量与分子两能级差相等为物质产生红外吸收光谱必须满足条件之一，这决定了吸收峰出现的位置。

红外吸收光谱产生的第二个条件是红外光与分子之间有偶合作用，为了满足这个条件，分子振动时其偶极矩必须发生变化。

这实际上保证了红外光的能量能传递给分子，这种能量的传递是通过分子振动偶极矩的变化来实现的。

(3)烟雾检测原理：

从内在原理来说，烟雾报警器就是通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的。它在内外电离室里面有放射源媚241，电离产生的正、负离子，在电场的作用下各自向正负电极移动。在正常的情况下，内外电离室的电流、电压都是稳定的。

一旦有烟雾窜逃外电离室。干扰了带电粒子的正常运动，电流，电压就会有所改变，破坏了内外电离室之间的平衡，于是无线发射器发出无线报警信号，通知远方的接收主机，将报警信息传递出去。

(4)西门子PLC结构化编程

基于西门子博途软件的强大功能和PLC实现整个控制系统，其中涉及到运动组态，无线通信和MODBUS通信协议，数据交换与监控，人机交互界面，还涉及到用户管理系统，可以指定的人去修改用户程序，对整个系统进行实时监控，通过一个手机APP就可以进行这项操作，无论在哪都可以看到你的车库的实时状态。

(5)安全设施

机械设备运行少不了安全，所以在程序编写中，加入了安全模块，可以防止夹手，碰撞，和突发事件，还会记录当前进入室内的人数，如果当前室内有人，当按下锁门或者急停，或者发生事故，会启动报警系统，自动开门。