語音識別畢業(yè)設計

1、<p><b>　　2016屆</b></p><p>　　本科畢業(yè)設計（論文）資料</p><p>　　第一部分 畢業(yè)論文</p><p><b>　?。?016屆）</b></p><p>　　本科畢業(yè)設計（論文）</p><p><b>　　201

2、6年5月 </b></p><p>　學 院（部）：電氣與信息工程學院 </p><p>　專 業(yè)：電氣自動化 </p><p>　學 生 姓 名：</p><p>　班 級：電

3、氣信息 學號 </p><p>　指導教師姓名：職稱 副教授 </p><p>　最終評定成績</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　語音控制與識別技術的應用愈來愈廣泛并逐漸深入到人們的日常生活中[1].隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展

4、,汽車已逐漸成為人們的代步工具.許多單位和家庭都擁有汽車和車庫,目前,車庫門的開、關方式有2種方式,一是手動方式,該方法繁瑣并且很不方便.二是自動方式,該方式又有2種方法,紅外遙控和無線遙控, 但都需要攜帶一個控制器,通過手觸按健實現(xiàn)門的開啟或關閉,當遙控器電量不足、忘帶或損壞時將無法對車庫門進行操作而帶來極大的不便.應用語音識別技術,并采取相應可靠的保密措施,利用語音命令信號實現(xiàn)對車庫門的開啟與關閉,將會給人們的生活帶來極大的方便。&

5、lt;/p><p>　　本課題設計語音信號系統(tǒng)是建立特定人的語音數(shù)據(jù)庫。采用LabVIEW編寫程序,利用計算機上的聲卡，從麥克風獲取語音信號，分析語音信號的特點，識別出特定人的聲音，并給出識別結果。該系統(tǒng)界面友好，維護費用低，為說話人識別和語音系統(tǒng)的構建提供了一個有效的框架。</p><p>　　關鍵詞：語音識別、單片機、LabVIEW </p><p><b&g

6、t;　　ABSTRACT</b></p><p>　　Voice control and identification technology becomes more and more widely used and gradually into the People's Daily life. [1] with the rapid development of economy, the ca

7、r has gradually become people. Many units and households have a car and the garage, at present, the garage door style, there are two ways, one is the manual way, this method is complicated and very inconvenient. Second,

8、automatic way, there are two kinds of the way and method, infrared remote control and wireless remote control</p><p>　　This topic design voice signal system is to build a speaker-dependent speech database. U

9、sing labVIEW program, using the computer sound card, from the microphone for voice signal, analysis the characteristics of speech signal, to identify someone's voice, and recognition results is given. This system fri

10、endly interface, low maintenance cost, for the construction of speaker recognition and voice system provides an effective framework. </p><p>　　Keywords: Speech recognition, microcontroller, LabVIEW</p>

11、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p>　　第1章 語音識別概述1</p><p>　　1.1語音識別的發(fā)展簡況及應用1</p><p>　　1.1

12、.1 我國語音識別的發(fā)展1</p><p>　　1.1.2 語音識別的應用領域1</p><p>　　1.2 語音識別的研究意義1</p><p>　　1.2.1語音識別的總要性及研究意義1</p><p>　　第2章 PLC概述3</p><p>　　2.1 PLC簡介3</p><

13、p>　　2.2 PLC的主要功能及優(yōu)越性4</p><p>　　2.2.1PLC的主要功能4</p><p>　　第三章 系統(tǒng)設計9</p><p>　　第四章 系統(tǒng)使用注意事項14</p><p>　　第五章 車庫自動門維修全程指南15</p><p><b>　　結 論16<

14、;/b></p><p><b>　　參考文獻17</b></p><p><b>　　致謝18</b></p><p>　　第1章 語音識別概述</p><p>　　1.1語音識別的發(fā)展簡況及應用</p><p>　　語音識別是解決機器“聽懂”人類語言的一項技術

15、。作為智能計算機研究的主導方向和人機語音通信的關鍵技術，語音識別技術一直受到各國科學界的廣泛關注。如今，隨著語音識別技術研究的突破，其對計算機發(fā)展和社會生活的重要性日益凸現(xiàn)出來。</p><p>　　1.1.1 我國語音識別的發(fā)展</p><p>　　我國的語音識別研究一直緊跟國際水平，國家也很重視。國內中科院的自動化所、聲學所以及清華大學等科研機構和高校都在從事語音識別領域的研究和開發(fā)。

16、國家863智能計算機專家組為語音識別技術研究專門立項，并取得了高水平的科研成果。我國中科院自動化所研制的非特定人、連續(xù)語音聽寫系統(tǒng)和漢語語音人機對話系統(tǒng)，其準確率和系統(tǒng)、均可達90%以上。</p><p>　　1.1.2 語音識別的應用領域</p><p>　　語音作為當前通信系統(tǒng)中最自然的通信媒介，語音識別技術是非常重要的人機交互技術。隨著計算機和語音處理技術的發(fā)展，語音識別系統(tǒng)的實用性

17、將進一步提高。應用語音的自動理解和翻譯，可消除人類相互交往的語言障礙，國外已有多種基于語音識別產(chǎn)品的應用，如聲控撥號電話、語音記事本等，基于特定任務和環(huán)境的聽寫機也已經(jīng)進入應用階段。這預示著語音識別技術有著非常廣泛的應用領域和市場前景。隨著語音技術的進步和通信技術的飛速發(fā)展，語音識別技術將為網(wǎng)上會議、商業(yè)管理、醫(yī)藥衛(wèi)生、教育培訓等各個領域帶來極大地便利，其應用和經(jīng)濟、社會效益前景非常良好</p><p>　　1.

18、2 語音識別的研究意義</p><p>　　1.2.1語音識別的總要性及研究意義</p><p>　　語音是人的自然屬性之一，由于發(fā)音器官的生理差異以及后天所形成的發(fā)音習慣的行為差異，不同說話人的語音具有鮮明的個人特征，這使得通過分析語音信號來識別說話人成為可能。說話人確認屬于說話人識別中的一類，通過提取說話人語音中的個人特征來確認一個人的身份。說話人識別所使用的語音是人體所固有的生物特征

19、，不容易被冒充或竊取，可以隨時使用，并且可以利用電話網(wǎng)絡實現(xiàn)遠距離服務，相對于傳統(tǒng)的密碼、鑰匙等身份識別方法更安全、更有效、更可靠，因此具有廣泛的應用領域，越來越受到人們的重視。 自從人類可以制造和使用各種機器以來，人們就有一個理想，那就是讓各種機器能聽懂人類的語言并能按人的口頭命令來行動呢，從而實現(xiàn)人機的語言交流。隨著科學技術的不斷發(fā)展，語音識別技術的出現(xiàn)，使人類的這一理想得以實現(xiàn)，語音識別技術就是讓機器通過識別和理解把語音信號轉變

20、為相應的文本或命令的高技術。語音識別是一門交叉學科，語音識別正逐步成為信息技術中人機接口的關鍵技術，語音識別技術與合成技術的結合，使人們能夠甩掉鍵盤，通過語音命令進行操作。語音技術的應用已經(jīng)成為一個具有競爭性的新興高技術產(chǎn)業(yè)</p><p>　　第2章 PLC概述</p><p><b>　　2.1 PLC簡介</b></p><p>　　自

21、二十世紀六十年代美國推出可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來，PLC得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應用。同時，PLC的功能也不斷完善。隨著計算機技術、信號處理技術、控制技術網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關量處理的基礎上增加了模擬量處理和運動控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運動控制、過程控制等領域也發(fā)揮著十分重要的作用。&l

22、t;/p><p>　　作為離散控的制的首選產(chǎn)品，PLC在二十世紀八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展，世界范圍內的PLC年增長率保持為20%～30%。隨著工廠自動化程度的不斷提高和PLC市場容量基數(shù)的不斷擴大，近年來PLC在工業(yè)發(fā)達國家的增長速度放緩。但是，在中國等發(fā)展中國家PLC的增長十分迅速。綜合相關資料，2004年全球PLC的銷售收入為100億美元左右，在自動化領域占據(jù)著十分重要的位置。</p>&l

23、t;p>　　PLC是由摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀七十年代的PLC只有開關量邏輯控制，首先應用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內有指示程序步存儲地址的程序計數(shù)器，在程序運

24、行過程中，每執(zhí)行一步該計數(shù)器自動加1，程序從起始步（步序號為零）起依次執(zhí)行到最終步（通常為END指令），然后再返回起始步循環(huán)運算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需的時間稱為一個掃描周期。不同型號的PLC，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點，在微秒量級，解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當成開關量來處理，16位（也有32位的）為一個模擬量。大型PLC使用另外一個CPU來完成模擬量

25、的運算。把計算結果送給PLC的控制器。 相同I/O點數(shù)的系統(tǒng)，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大約能省40%左右）。PLC沒有專用操</p><p>　　2.2 PLC的主要功能及優(yōu)越性</p><p>　　2.2.1PLC的主要功能</p><p>　?。?）開關邏輯和順序控制 這是PLC應用最廣泛、最基本的場合。它的主要功能是完成開關邏輯運算和進行順序邏

26、輯控制，從而可以實現(xiàn)各種控制要求。</p><p>　　（2）模擬控制（A/D和D/A控制） 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，許多連續(xù)變化的需要進行控制的物理量，如溫度、壓力、流量、液位等，這些都屬于模擬量。過去，PLC長于邏輯運算控制，對于模擬量的控制主要靠儀表或分布式控制系統(tǒng)，目前大部分PLC產(chǎn)品都具備處理這類模擬量的功能，而且編程和使用方便。</p><p>　?。?）定時/計數(shù)控制 PLC具

27、有很強的定時、計數(shù)功能，它可以為用戶提供數(shù)十甚至上百個定時器與計數(shù)器。對于定時器，定時間隔可以由用戶加以設定；對于計數(shù)器，如果需要對頻率較高的信號進行計數(shù)，則可以選擇高速計數(shù)器。</p><p>　?。?）步進控制 PLC為用戶提供了一定數(shù)量的位移寄存器，用位移寄存器可方便地完成步進控制功能。</p><p>　?。?）運動控制 在機械加工行業(yè)，可編程序控制器與計算機數(shù)控（CNC）集成

28、在一起，用以完成機床的運動控制。 （6）數(shù)據(jù)處理 大部分PLC都具有不同程度的數(shù)據(jù)處理能力，它不僅能進行算術運算、數(shù)據(jù)傳送，而且還能進行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉換、數(shù)據(jù)顯示打印等操作，有些PLC還可以進行浮點運算和函數(shù)運算。</p><p>　?。?）通信聯(lián)網(wǎng) PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC之間、PLC與計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。</p>

29、<p>　　2.2.2 PLC的優(yōu)越性 </p><p>　　可編程序控制器在工業(yè)自動化中的地位極為重要，廣泛的應用于各個行業(yè)。隨著科技的發(fā)展，可編程控制器的功能日益完善，加上小型化、價格低、可靠性高，在現(xiàn)代工業(yè)中的作用更加突出。 PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并

30、能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關的外圍設備都應按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。</p><p>　　2.2.3PLC的特點： </p><p>　　PLC作為一種專用于工業(yè)環(huán)境的、具有特殊結構的計算機，有其顯著的特點。 </p><p>　　(1)可靠性高，抗干擾能力強 傳統(tǒng)的繼電器控

31、制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時間繼電器。由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10~1/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。 高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達3

32、0萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。</

33、p><p>　　(2)硬件配套齊全，功能完善，適用性強 PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，并且已經(jīng)標準化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強的帶負載能力，可直接驅動一般的電磁閥和交流接觸器，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，

34、現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。</p><p>　　(3)易學易用，深受工程技術人員歡迎 PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖

35、形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。</p><p>　　(4)安裝方便，擴展靈活 PLC采用標準的整體式和模塊式硬件結構，現(xiàn)場安裝簡便，接線簡單，工作量相對較??；而且能根據(jù)應用的要求擴展輸入—輸出模塊或插件，系統(tǒng)集成方便靈活。各種控制功能通過軟件編程完成，

36、因而能適應各種復雜情況下的控制系統(tǒng)，也便于控制系統(tǒng)的改進和修正，特別適應各種工藝流程變更較多的場合。</p><p>　　(5)系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量小，維護方便，容易改造 PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設計法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對于復雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設計時間比設計繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。 PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造

37、的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。</p><p>　　(6)體積小，重量輕，能耗低 以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，僅相當于幾個繼電器的大小，因此可將開關柜的體積縮小到原來的1/2~1/10。它的重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。&l

38、t;/p><p>　　2.3 PLC的組成與基本結構 </p><p>　　PLC是微機技術和繼電器常規(guī)控制概念相結合的產(chǎn)物，從廣義上講，PLC也是一種計算機系統(tǒng)，只不過它比一般計算機具有更強的與工業(yè)過程相連接的輸入/輸出接口，具有更適用于控制要求的編程語言，具有更適應于工業(yè)環(huán)境的抗干擾性能。因此，PLC是一種工業(yè)控制用的專用計算機，它的實際組成與一般微型計算機系統(tǒng)基本相同，也是由硬件系統(tǒng)和軟

39、件系統(tǒng)兩大部分組成。 PLC的硬件系統(tǒng)由主機系統(tǒng)（如圖2-1）、輸入/輸出擴展環(huán)節(jié)及外部設備組成。 圖2-1 硬件主機系統(tǒng)圖</p><p>　　2.4 PLC的工作原理 </p><p>　　可編程控制器是一種專用的工業(yè)控制計算機，其工作原理與計算機控制系統(tǒng)的工作原理基本相同。 PLC是采用周期循環(huán)掃描的工作方式，CPU連續(xù)執(zhí)行

40、用戶程序和任務的循環(huán)序列稱為掃描。CPU對用戶程序的執(zhí)行過程是CPU的循環(huán)掃描，并用周期性的地集中采樣、集中輸出的方式來完成。一個掃描周期（工作周期）主要成分為以下幾個階段： （1）輸入采樣掃描階段 這是第一個集中批處理過程，PLC按順序逐個采集所有輸入端子上的信號，不論輸入端子上是否接線，CPU順序讀取全部輸入端，將所有采集到的一批輸入信號寫到輸入映像寄存器中，在當前的掃描周期內，用戶程序用到的輸入信號的狀態(tài)是否變化。即使此時外部

41、輸入信號的狀態(tài)發(fā)生了變化，也只能在下一個掃描周期的輸入采樣掃描階段去讀取，對于這種采集輸入信號的批處理，雖然嚴格上說每個信號被采集的時間有先有后，但由于PLC的掃描周期很短，這個差異對一般工程應用可忽略，所以可以認為這些采集到的輸入信息是同時的。 （2）執(zhí)行用戶程序掃描階段 這是第二個集中批處理過程，在執(zhí)行用戶程序階段，CPU對用戶程序按順序進行掃描。如果程序用梯形圖表示，則總是按先上后下、從左到右的順序進行掃描</p>

42、<p>　　2.5 PLC的選型 </p><p>　　PLC目前主要的品牌有：美國AB，比利時ABB，松下，西門子，匯川，三菱，歐姆龍，臺達，富士，施耐德，信捷 創(chuàng)研等。 本設計中采用三菱公司的FX型PLC,其優(yōu)越的性能表現(xiàn)為極高的可靠性極豐富的指令集，易于掌握，便捷的操作，豐富的內置集成功能，實時特性，強勁的通訊能力，豐富的擴展模塊。 FX的特征: 1體積小, 尺寸: 160×80

43、×62mm由于其緊湊的設計,FX可以適合于任何機器控制環(huán)境。 2 易于使用: 通過STEP7- Micro/Dos軟件可以非常方便地為FX編程,而且該軟件能夠在任何一臺IBM兼容個人計算機上使用,哪怕是一臺286 的微機,要求MS-DOS5.0以上。 3 靈活多用: FX的輸入/輸出點可以支持各個領域的設備,如: 光電傳感器,驅動馬達按鈕開關,燈,泵,攪拌器等</p><p>　　PLC 三菱FX的

44、特征如圖2-2所示</p><p>　　圖2-2plc三菱FX的特征</p><p>　　1 中央處理器(CPU):是控制系統(tǒng)的大腦,它根據(jù)用戶程序進行控制,此次選擇CPU224作為本設計的主機。 </p><p>　　2 輸入和輸出(I/O):是系統(tǒng)的控制點,輸入用于監(jiān)視現(xiàn)場裝置，輸出用于控制執(zhí)行機構。</p><p>　　在本控制系統(tǒng)中，

45、需通過繼電器來控制220V的電機，結合系統(tǒng)實際需要及系統(tǒng)的可擴展性和方便性，選擇增加EM223CN DC/RELAY晶體管拓展模塊。</p><p>　　3 編程口:用于連接編程設備,例如,一臺計算機或一個手持編程器如圖2-2所示。</p><p>　　在本控制系統(tǒng)中，需通過繼電器來控制220V的電機，結合系統(tǒng)實際需要及系統(tǒng)的可擴展性和方便性，選擇增加EM223CN DC/RELAY晶體管

46、拓展模塊。</p><p>　　PLC的控制點數(shù)包括急停、開始、停止、開關控制、傳感器傳入信號、PC機控制指令、步進電機的控制和PC機提取信號等。具體見圖2-2所示</p><p><b>　　第三章 系統(tǒng)設計</b></p><p>　　3.1語音識別系統(tǒng)的設計</p><p>　　3.1.1硬件部分 </p&

47、gt;<p>　　語音的采集和數(shù)字化，硬件一般包括三個部分：傳感器及信號調理電路，A/D轉換電路，PC機接口電路。但是由于聲卡已經(jīng)成為計算機的標準配置，而且LabVIEW提供了對聲卡進行操作的函數(shù)，所以在本系統(tǒng)中直接采用話筒和聲卡實現(xiàn)這部分功能。</p><p><b>　　3.1.2軟件部分</b></p><p>　　LabVIEW最顯著的特性之一是

48、對數(shù)據(jù)的圖形化顯示提供了豐富的支持。本系統(tǒng)借助LabVIEW的這一優(yōu)勢設計了功能強大、友好的系統(tǒng)用戶界面。但是LabVIEW的數(shù)據(jù)處理功能不夠強大，而本系統(tǒng)需要進行大量復雜的運算。為了彌補LabVIEW這方面的不足，本系統(tǒng)在LabVIEW中通過MATLAB Script節(jié)點調用MATLAB程序來完成語音的預處理和說話人的確認等復雜運算。整個系統(tǒng)從功能上可以分為語音采集模塊、訓練模塊、確認模塊三部分。</p>&l

49、t;p>　　3.1.3本實驗在實驗室環(huán)境下進行</p><p>　　實驗時，聲卡參數(shù)通過前面板設置為單聲道、采樣頻率為11025Hz,數(shù)據(jù)格式為16位字長。本系統(tǒng)為與文本有關的說話人確認系統(tǒng)，訓練和識別所用的音節(jié)顯示在前面板的“口令”文本框中。訓練時，每個說話人對指定的音節(jié)發(fā)音；識別時，每個說話人再對（同訓練時）相同的音節(jié)發(fā)音；對于真的待確認者和假的待證實者，分別進行實驗。從實驗結果可以看出，該系統(tǒng)較好的完

50、成了對說話人身份的確認，識別準確率較高。</p><p>　　3.2PLC模塊的設計</p><p>　　3.2.1 車庫自動門控制系統(tǒng)的控制要求</p><p>　　PLC上電投入運行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準備好啟動。 車庫門設計為卷閘式，用一個電機來拖動卷閘門。正轉接觸器KM1使電機開門，反轉接觸器KM2使電機關門。在庫門的上方裝設一個超聲波探測開關，超聲波開關

51、發(fā)射超聲波。 </p><p>　　（1）plc上電，當人在車內發(fā)出語音信息通過傳感器傳入車庫內，車庫內通過語音識別認定正確時，產(chǎn)生輸出電信號，由該信號啟動接觸器KM1，電機M正轉使卷閘門上升開門，當?shù)竭_開門限位開關位置時，電機停止運行。</p><p>　?。?）在關門過程中，當有人員或其他小動物，正在卷閘門的下方時，卷閘門輕微觸碰到對方時，立即由下降反彈至上升狀態(tài)，防止造成的意外傷害

52、。</p><p>　?。?）考慮到自動門在出現(xiàn)故障或在維修的時候，用自動控制存在一定的問題，增加手動開門和關門開關。</p><p>　　3.2 控制程序的編制及硬件接線圖 </p><p>　　3.2.1主電路圖如圖3-1所示</p><p>　　圖3- 1 自動車庫門主電路電路</p><p>　　3.2.

53、2 PLC控制接線圖如圖3-2所示</p><p>　　圖3-2 控制接線圖</p><p>　　3.3.3 PLC機型的選擇 </p><p>　　為了完成設定的控制任務，主要根據(jù)硬件接線圖輸入輸出點數(shù)和占用內存的多少來選擇PLC的機型，由于所學PLC是松下，所以優(yōu)先從松下PLC中選型。本控制系統(tǒng)的輸入點數(shù)有14個，輸出點數(shù)有10個，共24個輸入輸出點，再考

54、慮15%~20%的備用擴展余量，松下FP0系列PLC可以作為該控制系統(tǒng)的PLC。 </p><p>　　除了由輸入/輸出點數(shù)來選擇PLC機型，還應考慮PLC的存儲器容量。由于程序存儲器容量與諸多因素相關，不能準確地算出程序容量，只能粗略的估算，一些項目所占的存儲空間可以參照一下估算原則： </p><p>　　開關量輸出：3~5步/點 </p><p>　　

55、83;開關量輸入：5~10步/點</p><p>　　··定時器/計數(shù)器：3~5步/個 </p><p>　　最后所估算的總步數(shù)再加100%的備用量。本控制系統(tǒng)共用了4個定時器，所需的大概的總步數(shù)大約為（14×10+10×5+4×5）×（100%+100%）=420步。所以松下FP0系列PLC可以作為該控制系統(tǒng)的PLC。</

56、p><p>　　綜上所述，本控制系統(tǒng)的PLC主機定為松下FP0-C32。 </p><p>　　3.4車庫自動門控制系統(tǒng)的軟件設計</p><p>　　3.4.1 分段系統(tǒng)梯形圖及說明 </p><p>　?。?）緊急斷電控制程序：</p><p>　　當遇到緊急突發(fā)情況發(fā)生時，緊急停止開關閉合，所有系

57、統(tǒng)斷電，所有PLC動作停止運行，并定格當時的情況保持不變，防止卷閘門自由下落，防止意外發(fā)生。</p><p>　?。?）語音識別控制程序：</p><p>　　但接收到語音命令時，身份識別繼電器開始工作，若信息反饋錯誤，則系統(tǒng)待機，重新循環(huán)掃描；若反饋的信息正確，為本車庫汽車或主人，執(zhí)行入庫程序。</p><p>　　（3）入庫照明開啟控制程序：</p>

58、<p>　　當身份繼電器反饋的信息正確時，車庫內的照明設施開啟，當車庫門鎖閉后，照明設施斷電。</p><p>　?。?）入庫開關門控制程序：</p><p>　　當傳感器接收到語音命令后，身份識別繼電器反饋的信息正確，為本車庫汽車或主人，車庫照明設施開啟，電機正轉，卷閘門開始上升，當卷閘門升至最上位時，觸碰門上位開關，門上位開關斷開，電機停止工作；汽車駛進，當汽車完全駛進車

59、庫時，光電開關閉合，延時10秒后，電機反轉，卷閘門開始下降，當卷閘門下降至最低端時，觸碰門下位開關，門下位開關斷開，電機停止下降，車庫門完全閉合。</p><p>　?。?）出庫開關門控制程序：</p><p>　　當汽車準備出庫時，汽車輪胎壓在車庫內的壓力開關，壓力開關閉合，定時器開始30秒計時同時電機正轉，卷閘門開始上升，當卷閘門升至最上位時，觸碰門上位開關，門上位開關斷開，電機停止工

60、作；汽車駛出，定時器30秒到時，電機反轉，卷閘門開始下降，當卷閘門下降至最低端時，觸碰門下位開關，門下位開關斷開，電機停止下降，車庫門完全閉合，車庫內照明設施斷電。</p><p>　?。?）防盜報警及關門控制程序：</p><p>　　在卷閘門片的最下面一片內安裝水平裝置，在車庫門正常開啟或手動開啟的時候，水平裝置內的小球始終處于中間位置擺動，當車庫門受到非法外力撬動時，由于卷閘門片的傾

61、斜，裝置內的小球滾到一側而觸碰防盜開關，防盜開關閉合，高音喇叭響起警報聲，同時自動報警設施自動向110報案。并且卷閘門始終處于緊緊鎖閉狀態(tài)。</p><p>　?。?）下降遇阻力反彈再關門控制程序：</p><p>　　當卷閘門正在下降的時候，若碰到下方正在通過的汽車、人或其他小動物時，而受到輕微的阻力，這時阻力開關由初始狀態(tài)常開變?yōu)槌ｉ]，使卷閘門快速上升，防止造成意外的傷害。當卷閘門上升

62、至最高點時，計時開始，5秒后，卷閘門自動執(zhí)行下降操作。</p><p>　?。?）車庫內起火控制程序：</p><p>　　當車庫內有煙霧或者明火時，火災煙塵感應開關閉合，高音喇叭響起，報警設施自動向消防隊聯(lián)網(wǎng)報警，車庫內屋頂及車庫外屋檐所有消防雨淋閥噴水同時卷閘門始終開啟至最高點，以方便消防隊及外人便于滅火。</p><p>　?。?）車庫外起火控制程序：<

63、/p><p>　　在卷閘門外有煙霧或者明火時，火災煙塵感應開關閉合，高音喇叭響起，報警設施自動向消防隊聯(lián)網(wǎng)報警同時屋檐消防雨淋閥噴水，卷閘門始終處于關閉狀態(tài)以隔絕火災繼續(xù)向車庫內蔓延。</p><p>　?。?0）遠程遙控開閉車庫門控制程序：</p><p>　　當主人家有聚會，親朋好友到訪時，主人可在家附近的任意地方，可以遙控車庫門開啟和關閉，以便于將朋友的車輛駛進車

64、庫內，既大大的減輕了主人的勞動，又可以使車輛處于安全狀態(tài)。（11）來車又走控制程序：</p><p>　　當主人或自家汽車回來后，plc按程序執(zhí)行入庫程序，若主人有突發(fā)情況需要離開時，這時車庫門可能處于開啟狀態(tài)，而缺乏關閉指令，車庫則處于危險情況，此時，身份識別繼電器反饋的信息正確則開啟30秒延時關閉車庫門，若汽車超過30秒沒有觸碰光電開關，則車庫執(zhí)行門閉合指令。</p><p>　?。?

65、2）出入車庫溫馨提示控制程序：</p><p>　　當汽車入庫時，觸碰光電開關，光電開關閉合，則入庫溫馨提示“歡迎回家，現(xiàn)在時刻??”；當汽車準備出庫時，觸碰壓力開關，壓力開關閉合，則出庫溫馨提示“請系好安全帶，現(xiàn)在天氣??”，溫馨提示的時時刻刻的更新，為車主創(chuàng)造了安全的意識及家的感覺，更多的增加了車庫的智能化、人性化。</p><p>　　第四章 系統(tǒng)使用注意事項 </p>

66、<p>　　4.1使用時需要注意的一些事項</p><p>　?。?）溫度 PLC要求環(huán)境溫度在0～55℃。安裝時不能把發(fā)熱量大的元件放在PLC下面。PLC四周通風散熱的空間應足夠大。開關柜上、下部應有通風的百葉窗</p><p>　?。?）濕度 為了保證PLC的絕緣性能，空氣的相對濕度一般應小于85%</p><p>　　（3）振動 應使PLC

67、遠離強烈的振動源?？梢杂脺p振橡膠來減輕柜內和柜外產(chǎn)生的振動的影響</p><p>　?。?）空氣 如果空氣中有較濃的粉塵、腐蝕性氣體和鹽霧，在溫度允許時可以將PLC封閉，或者將PLC安裝在密閉性較好的控制室內，并安裝空氣凈化裝置</p><p>　?。?）使用“手動’檔時，按下按鈕后，不要長期按按鈕，以免損壞機器。 </p><p>　　（6）使用后，應該注意保護

68、，不要隨意刪改程序。 </p><p>　?。?）注意說明書中的安全警告，了解哪些違法控制可能會造成安全事故。 </p><p>　　（8）為了防止自動運行時對設備和人員造成傷害，應增加保護回路，加強人員的巡視和維護。 </p><p>　　第五章 車庫自動門維修全程指南 </p><p><b>　　5.1</b>

69、;</p><p>　?。?）自動門必須知道的注意事項？</p><p>　　應該避免的自動門維修方法可能原因：</p><p>　　1.自動門軌道及吊輪不能上油；否則吊架上的滾輪有滑動現(xiàn)象，使門發(fā)生碰撞。</p><p>　　2.長時間沒有使用的情況下請關閉電源。</p><p>　　3.發(fā)生異常請勿隨意拆裝，請與專

70、業(yè)人員聯(lián)系。 </p><p>　?。?）自動門不停自開自關？ </p><p><b>　　可能原因：</b></p><p>　　1．雷達傳感器失靈。</p><p>　　2.有活動的物體處于感測范圍。 </p><p>　　3.門片開關碰到障礙物。 </p><p>

71、　?。?）自動門運行時門片抖動？ </p><p><b>　　可能原因：</b></p><p>　　1.地下導軌或制擺器磨損或有障礙物。</p><p>　　2移動吊門和軌道發(fā)生磨損或有障礙物。</p><p>　?。?）自動門門扇開關時發(fā)生跳動？ </p><p><b>　　可能

72、原因：</b></p><p>　　1.上軌道與下軌道有異物卡住。</p><p>　　2.上吊輪與下吊輪之間有異物嵌入。</p><p>　?。?）門扇開關時自動門速度太慢？ </p><p><b>　　可能原因：</b></p><p>　　1.控制器速度調的太慢。</p&

73、gt;<p>　　2.皮帶可能太過松動。</p><p><b>　　3.電壓異常 </b></p><p>　　4.活動門扇可能與導軌或固定門扇與地面發(fā)生摩擦</p><p>　　5.自動輪與導軌摩擦。 </p><p>　?。?）自動門活動門扇關閉時發(fā)生碰撞？ </p><p>

74、;　　可能原因： </p><p>　　1.感應器故障，檢查感應器之感應燈號是否正常。 </p><p>　　2.電線接頭松膠（短路）。 </p><p>　　3.可能馬達過熱，待冷卻后便能恢復正常。</p><p><b>　　4.控制器燒壞。</b></p><p><b&

75、gt;　　5.皮帶脫落。 </b></p><p><b>　　6.異物卡住。 </b></p><p><b>　　7電壓異常。</b></p><p><b>　　結 論</b></p><p>　　這次的畢業(yè)論文設計業(yè)讓我暴露了許多缺點和不足： 

76、;</p><p>　　首先是基礎知識的掌握不扎實，這讓我在畢業(yè)論文的初期進展相當慢，因為我要去補齊所缺失的專業(yè)知識，感覺有些吃力，書到用時方恨少；</p><p>　　通過這次設計使我學會如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新，是要我們學會將理論很好地聯(lián)系實際，并不斷地去開動自己的大腦，從為人類造福的意愿出發(fā)，做自己力所能及的，別人卻沒想到的事。使之不斷地戰(zhàn)勝別人，

77、超越前人。同時，更重要的是，我在這一設計過程中，學會了堅持不懈，不輕易言棄。設計過程，也好比是我們人類成長的歷程，常有一些不如意，也許這就是在對我們提出了挑戰(zhàn)，勇敢過，也戰(zhàn)勝了，勝利的鐘聲也就一定會為我們而敲響。 PLC技術對于我們這個專業(yè)來說是非常重要的，PLC技術在日常生活中也是到處可見的，雖然我對這門專業(yè)的了解還只是冰山一角，但是通過本次課設，讓我對PLC這門專業(yè)的興趣更加的濃，所以我想在以后的生活學習中多看一些關于PLC的知識

78、，多學習，多思考，多應用！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 張雄偉,陳亮. 現(xiàn)代語音處理技術及應用[M] . 北京:機械工業(yè)出版社,2003.</p><p>　　[2] 李晶皎. 嵌入式語音技術及凌陽16 位單片機應用[M] . 北京:北京航空航天大學出版社,2003.</p><

79、p>　　[3] 上滑道車庫門通用技術條件(討論稿)，中國建筑金屬結構2002,9:7～ 12.</p><p>　　[4] 杜菲,張新.基于MCGS組態(tài)軟件的自動車庫門控制系統(tǒng)設計[J].起重運輸機械,2009(2):47～ 49.</p><p>　　[5] 劉敬濤.我國車庫門行業(yè)的現(xiàn)狀[J]，中國建筑金屬結構，2004(3):10～ 11.</p><p>

80、;　　[6]劉穎慧等編著，電機拖動基礎---理論與實踐[M]，北京：清華大學出版社，2011.8</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　至此，畢業(yè)設計論文的寫作可以畫上圓滿的句號了。這次畢業(yè)設計對我?guī)椭畲蟮木褪俏业闹笇Ю蠋煑罴t霞和周微和實習老師張曉麗。在我中途調試時遇到的困難，老師都給我做了詳細的分析指導，讓我對程序有了更深的了解，在分析

81、琢磨中層層向正確的結果邁進，最終找到解決的對策。老師的做法正應于那句授人以魚不如授人以漁的說法，是他真正教會我針對問題尋求解決的方法。 在這里衷心地對楊紅霞老師和周微張曉麗說聲謝謝。老師，您辛苦了！ 最后愿母校明天能夠更加輝煌騰達。 </p><p><b>　　學生簽名：陳將</b></p><p>　　日 期：2016年5月</p>