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硕士学位论文 闸机通行控制系统研究，共73页。
摘要
近年来,随着我国经济的发展,城市人口密度的不断增高,急需一种自动售检票系统(AFC)来缓解人流压力,闸机便是轨道交通自动售票检票系统中的最为关键设备之一,利用先进的人体识别技术和自动化技术来管理人流并规范行人出入,保证有票乘客自由出入、阻止无票乘客进出,对提高客流运输速度起至关重要的作用。本文从工程应用的角度出发,在对现有闸机技术做深入分析研宄的基础上,设计了一套(自动检票机)扇门控制系统。
该系统主要分为两大部分,即通行识别模块和扇门控制模块,从人体识别技术、传感器设计、伺服控制、通信协议以及软件和硬件等方面详细阐述了系统的具体设计方案及实现方法。通行识别模块详细分析了系统采用的通行识别算法,通道传感器选型和相关电路的设计以及传感器位置的布置方式;扇门控制模块主要包括主控单元设计、通道传感器信息采集电路设计、电机控制、CANopen通信设计、离合器控制、编码器信号
采集电路以及电源电路设计等模块。系统软件设计部分主要包括通行识别算法和扇门控制算法。本文采用将步态识别和人体识别算法相结合的通行识别算法来监控和判断通行状态,进一步提高识别正确率,另外采用先进的CANopen运动控制协议控制扇门机构相应的开、关门动作,并设计了一套完善扇门的运行速度曲线,在行人合法通过的情况下,保证行人的安全通行。
最后通过搭建闸机实验平台,对闸机通信及通行识别等做了一系列测试实验,实验结果表明该系统满足设计要求。
关键词:闸机,通行识别,扇门,电机控制,CANopen
目 录
Abstract II
目 录 III
1绪论 1
1.1研宄背景和意义 1
1.2国内外研宄现状 2
1.3论文结构安排 3
2闸机及其控制系统结构 5
2.1闸机概述 5
2.1.1闸机分类 5
2.1.2闸机阵列布置及其应用 7
2.1.3闸机的工作原理 9
2.2闸机控制系统结构 11
2.3闸机扇门控制系统系统设计原则 13
2.4本章小结 14
3人体智能通行识别技术研宄 15
3.1通道传感器的布局 15
3.1.1人体结构特征尺寸分析 16
3.1.2通道传感器的布置 19
3.2闸机通道内的通行情况描述 23
3.3通行识别算法研究 23
3.3.1步态识别基本介绍 23
3.3.2步态识另ij 24
3.3.3算法设计 25
3.3.4算法实现流程 25
3.4本章小结 26
4闸机扇门控制系统硬件设计与实现 27
4.1硬件总体结构方案 27
4.2主控芯片选型及应用 28
4.2.1主控芯片选型 28
4.2.2芯片相关具体应用 29
4.3通道传感器行识别电路 30
4.4执行机构控制模块 32
4.4.〗电机选型及控制 32
4.4.2限位模块设计 35
4.4.3编码器接口电路 35
4.4.4电源电路 37
4.5硬件抗干扰设计 38
4.6本章小结 40
5闸机扇门控制系统软件设计与实现 41
5.1软件总体设计 41
5.2系统通信 42
5.2.1串行通信协议 42
5.2.2 CANopen 通信协议 43
5.3扇门执行机构控制软件 45
5.3.1主程序设计 45
5.3.2扇门执行机构上电复位 48
5.3.3扇门打开和关闭子程序 49
5.3.4误动处理子程序 51
5.4本章小结 52
6实验与调试 53
6.1测试系统 53
6.1.1测试平台 53
6.1.2硬件电路调试 54
6.1.3 CANopen 通信实验 55
6.2乘客通行检测识别实验 56
6.2.1传感器数据处理与步态识别实验 56
6.2.2闸机测试方案与结果 59
6.3本章小结 60
7总结与展望 61
7.1全文总结 61
7.2展望 61
参考文献 64
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