Návrh modelu poloautomatického parkovacieho systému

Obsah práce

1.	Rozdelenie parkovacích systémov a médií
2.	Poloautomatický parkovací systém - implementácia
3.	Návrh modelu poloautomatického parkovacieho systému
4.	Softvérová časť parkovacieho systému

Návrh modelu poloautomatického parkovacieho systému

Úlohou poloautomatického parkovacieho systému je zabezpečiť bezpečné, bezproblémové a rýchle parkovanie zákazníkom. Základ parkoviska je parkovací lístok s čiarovým kódom, kde sú uložené všetky údaje potrebné na vyúčtovanie parkovného.

Komunikácia cez port RS 232

Sériový port RS – 232 je komunikačné rozhranie osobných počítačov a inej elektroniky. Sériový port je určený na vzájomnú sériovú komunikáciu dvoch zariadení, čiže dáta sa prenášajú po jednotlivých bitoch postupne za sebou (v sérií) po jednom vodiči. Sériový port patrí medzi tzv. „legacy porty" (zastarané) a postupne je nahradzovaný rýchlejším USB portom. Sériové porty môžeme nájsť v automatických priemyselných systémoch, prístrojoch na vedeckú analýzu, pokladničných systémoch a v niektorých priemyselných a spotrebiteľských produktoch. Sieťové prvky (ako routre a switche) mávajú sériový port na konfiguráciu zariadenia. Sériový port sa používa v oblastiach ako jednoduché a lacné riešenie umožňujúce vzájomnú spoluprácu medzi dvoma zariadeniami.

Hardvér portu RS232

Štandard RS 232 definuje napätia a prenosovú rýchlosť medzi zariadeniami, ktoré ho používajú. Podľa štandardu RS 232 sú definované vzájomné sériovo komunikujúce zariadenia Data Terminal Equipment (DTE) a Data Communication Equipment (DCE), v našom prípade skratka DTE reprezentuje počítač a skratka DCE zariadenie, ktoré je s ním prepojené prostredníctvom sériovej linky. Štandard RS 232 stanovuje, že DTE zariadenia používajú 9-pinový konektor (samec) a DCE zariadenia používajú 9-pinový konektor (samica).

Parametre charakterizujúce sériový port

• číslo portu (napr. COM1,COM2), je obvykle spojené s prerušením IRQ a adresou viazanými na port. Nastavenia sú obvyklé, dajú sa však zmeniť.
• rýchlosť prenosu baud (napr. 9600)
• počet bitov (napr. 8)
• parita - ’N’ - žiadna parita, ’O’ - nepárna, ’E’ - párna parita, ’M’ - paritný bit má vždy hodnotu 1 a ’S’ - paritný bit má vždy hodnotu 0
• stop bity - 0=1; 1=1,5; 2=2
• hardwarové riadenie toku - zapnuté / vypnuté
• softwarové riadenie toku - zapnuté / vypnuté

Prenos údajov

Sériový prenos je jeden z najrozšírenejších spôsobov prenosu. Jednotlivé prvky sú v časovej postupnosti vysielané po jednej prenosovej linke. Pri príjme dát je potrebné aby prijímač bol synchronizovaný s vysielačom. Prijímač teda musí poznať začiatok a koniec kedy dochádza k zmene signálového stavu - začiatky a konce blokov dát. Na základe týchto údajov prijímač stanoví rozhodujúci okamih pre vyhodnotenie signálového stavu jednotlivého prvku. Sériový port je plne duplexné (full duplex) zariadenie, čo znamená súčasný príjem i vysielanie dát. Port používa dve nezávislé linky, jednu pre vysielanie a jednu pre príjem dát. Zjednodušené porty podporujú iba jednosmernú komunikáciu (half duplex) a teda využívajú len vysielaciu linku a signálovú zem. Prenos dát sa uskutočňuje po linkách TxD a RxD. Ostatné linky plnia pomocné funkcie pre štrukturovanie a riadenie toku údajov. Signály je možné programovo nastavovať a čítať ich stav. Riadenie toku dát (handshaking) predstavuje potvrdenie príjmu dát resp. pripravenosť na prenos. Riadenie toku môže byť hardvérové, alebo softvérové. Hardvérový handshaking je prenos od vysielača k prijímaču. Vysielač oznamuje, že má pripravené dáta k prenosu, alebo od prijímača k vysielaču, že prijímač je pripravený dáta prijať. Softvérový handshaking je realizovaný prenosom znakov XON a XOF podľa ASCII tabuľky. Softvérový handshaking spomaľuje prenos dát. Pri sériovom prenose je dátový bajt prenesený postupne po bitoch (jeden bit súčasne). Vysielacia a prijímacia strana sa musia na začiatku komunikácie dohodnúť na počte dátových bitov, na paritnom bite a na rýchlosti. Jednotka rýchlosti je Baud, čo je číslo reprezentujúce počet zmien stavu vodiča (linky) za sekundu. Táto hodnota nemusí byť vždy nevyhnutne taká istá ako počet prenesených bitov za sekundu (BPS - Bits per second), ale pri štandardnom prepojení dvoch zariadení sériovou linkou sú obvykle údaje totožné. Hodnoty bit/s a počtu zmeny stavov linky sa môžu líšiť pri spojeniach prostredníctvom telefónnej linky.

Asynchrónny prenos

RS 232 používa asynchrónny prenos informácií. Pri asynchrónnom prenose sa dáta prenášajú v sekvenciách danou rýchlosťou s úvodnou štartovacou sekvenciou vyslaním start bitu. Ako náhle bol starbit vyslaný, vysielač posiela dátové bity, ktorých môže byť 5,6,7 alebo 8, v závislosti od konfiguračnej voľby. Nasleduje paritný bit (nie je povinný). Prenášaný rámec je ukončený stop bitom. Dĺžky trvania jednotlivých bajtov sú rôzne, rôzne sú i medzery medzi dvoma blokmi. Prijímač nerozozná dva nasledujúce dátové bloky. Objem prenášaných dát sa pri tomto type prenosu rozdelí na menšie časti, každá časť sa posiela nezávisle na ostatných, časové intervaly medzi odosielaním jednotlivých bajtov sa môžu líšiť.

Start bit

Keďže RS232 je definované ako asynchrónny typ sériovej komunikácie, tak odoslanie môže byť zahájené v ktoromkoľvek okamihu. To spôsobuje problém na prijímacej strane, ktorá musí zistiť, ktorý bit má ako prvý prijať. K tomu účelu slúži tzv. štart bit, ktorý predchádza každému prenášanému slovu (bajtu) a jeho úroveň je definovaná ako log ’0’.

Dátové bity

Za štart bitom nasledujú po sebe idúce dátové bity. Najmenej významný bit (LSB) je vysielaný ako prvý. Najviac významný bit (MSB) je vyslaný ako posledný.

Paritný bit

Pri prenose môže nastať situácia, kedy sa náhodne môže zmeniť hodnota prenášaného bitu (prerušenie, rušenie linky a pod.). Preto je možné vložiť za dáta jeden bit najviac slúžiaci ako detektor chyby. Jeho hodnota sa vypočíta z prenášaných dát. Prijímacia strana potom vykoná rovnaký výpočet, a porovnaním vyhodnotí, či prenos bol správny. Pri sériových prenosoch sa používa tzv. paritný bit. Pre výpočet paritného bitu používame dva algoritmy: Párna parita. U nej je súčet všetkých jednotiek z dátových bitov a paritného bitu párne číslo. Súčet sa vykoná funkciou xor a paritný bit sa doplní tak, aby jeho výsledok bol 0. Nepárna parita. Súčet všetkých jednotiek z dátových bitov a paritného bitu je nepárne číslo. Súčet sa vykoná funkciou xor a paritný bit sa doplní tak, aby jeho výsledok bol 1.

Stop bit

Stop bit býva jeden, alebo dvoj bitový. V skutočnosti sa nejedná o bit, ale o minimálnu časovú periódu, po ktorú musí byť linka po odoslaní každého bajtu v stave log 1..

Napäťové úrovne

Elektrické charakteristiky výstupov a vstupov sú dané normou RS-232, ktorá využíva invertovanú logiku na rozdiel od moderných číslicových protokolov. V stave logickej nuly majú napätie 3 až 25 V, v stave logickej jednotky -3 až -25 V vzhľadom na signálovú zem. Rozsah -3 až 3 V je považovaný za zakázanú oblasť (žiaden logický stav).

Zapojenie pinov RS 232

V tabuľke je zapojenie pinov pre sériový port a popis využitých pinov v mojej praktickej časti.

Tabuľka 3.1 Zapojenie pinov cannon 9

Cannon 9
Pin	Názov	Smer	Popis	Funkcia	Použité
1	CD		Carried detect	Detektor prijatého signálu
2	RXD		Receive data	Prijímané dáta
3	TXD		Transmit data	Vyslané dáta
4	DTR		Data terminal ready	Požiadavka na vysielanie
5	GND	---	System ground	Signálová zem
6	DSR		Data set ready	Pohotovosť DCE	Fotobunka výjazd
7	RTS		Request to send	Požiadavka na vysielanie
8	CTS		Clear to send	Pohotovosť na vysielanie	Fotobunka vjazd
9	RI		Ring indicator	Indikátor volania	Tlačidlo na lístok