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        基于紅外和射頻的停車場遠(yuǎn)距離讀卡系統(tǒng)

        2016-12-31 00:00:00蘇海常許毅欽古志良魏曉群
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年24期

        摘 要:本系統(tǒng)綜合運(yùn)用了射頻識(shí)別技術(shù)和紅外通信技術(shù),采用STC10F08XE超強(qiáng)抗干擾芯片作為閱讀器主控芯片,采取

        MSP430作為電子標(biāo)簽主控芯片,超低功耗設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)了無線閱讀器和無線智能電子標(biāo)簽通信系統(tǒng),所設(shè)計(jì)的車輛無線閱讀識(shí)別系統(tǒng)采用韋根、485協(xié)議與數(shù)據(jù)采集主板相連接,兼容所有傳統(tǒng)停車場;可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動(dòng)讀取車輛信息并進(jìn)行不停車收費(fèi)。

        關(guān)鍵詞:紅外;射頻;STC10F08XE;MSP430;不停車收費(fèi)

        1 概述

        隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,人們生活水平大大提高,汽車尤其是私家車越來越多地走進(jìn)百姓家里。據(jù)工業(yè)化和信息化部統(tǒng)計(jì),2010年全國共生產(chǎn)汽車1826萬輛,銷售1806萬輛,儼然我國已經(jīng)成為了一個(gè)汽車消費(fèi)大國。但隨之而來的是在停車場進(jìn)出時(shí)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的堵塞現(xiàn)象。為了提高人們的生活質(zhì)量以及出行安全,現(xiàn)代的停車場管理系統(tǒng)有必要引入智能化、網(wǎng)絡(luò)化的控制,即具有遠(yuǎn)距離讀卡功能的不停車收費(fèi)管理系統(tǒng)[1]。

        文章首先對(duì)停車場讀卡系統(tǒng)的各模塊進(jìn)行選型分析,得出適合小區(qū)停車場管理系統(tǒng)的最佳方案。因此文章主要考慮對(duì)現(xiàn)有停車場管理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。通過對(duì)比現(xiàn)有停車場,定量分析電子標(biāo)簽的功耗情況以及實(shí)際測量讀卡角度、距離等參數(shù),從而提出一種低功耗、遠(yuǎn)距離,兼容性好的停車場管理系統(tǒng)方案。

        2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

        一個(gè)完整的停車場遠(yuǎn)距離讀卡系統(tǒng)主要包括一個(gè)閱讀器和一個(gè)電子標(biāo)簽(即用戶使用的卡片),然后在兩者之間使用某種無線通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離讀卡的功能[2]。

        目前市場上的遠(yuǎn)距離讀卡系統(tǒng)主要包括超聲波讀卡和2.4G藍(lán)牙讀卡,兩種方案都各有優(yōu)缺點(diǎn),而本系統(tǒng)結(jié)合現(xiàn)在小區(qū)停車場的實(shí)際需求,自主引入一種紅外觸發(fā)機(jī)制來實(shí)現(xiàn)電子標(biāo)簽的低功耗和方向性,通信距離雖然較另外兩種較短,但完全滿足現(xiàn)實(shí)需求,即成本較低、無輻射的紅外射頻讀卡設(shè)計(jì)方案。詳細(xì)對(duì)比如表1所示。

        閱讀器通過一組紅外發(fā)射管在停車場出入口形成一個(gè)紅外檢測區(qū)域,電子標(biāo)簽放在汽車?yán)锩?,在平常處于睡眠狀態(tài),當(dāng)汽車進(jìn)入到紅外檢測區(qū)域時(shí),電子標(biāo)簽通過一個(gè)紅外接收管接收紅外觸發(fā)信號(hào),若觸發(fā)信號(hào)正確,則電子標(biāo)簽會(huì)被喚醒[3],然后利用射頻發(fā)射電路將車主的信息發(fā)送給閱讀器,閱讀器通過射頻接收模塊接收數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼,最后通過韋根或485上傳給管理系統(tǒng)。

        3 硬件設(shè)計(jì)

        根據(jù)上述的停車場方案,設(shè)計(jì)出硬件系統(tǒng)框圖如圖1所示。

        3.1 閱讀器設(shè)計(jì)

        3.1.1 閱讀器主控芯片

        由于本系統(tǒng)是放置在露天環(huán)境中,各種干擾較多,需保證系統(tǒng)的抗干擾能力和穩(wěn)定性;而且本設(shè)計(jì)方案所需資源至少為2個(gè)定時(shí)器、紅外數(shù)據(jù)IO口、射頻數(shù)據(jù)IO口以及3中通訊協(xié)議IO口,故采用STC10F08XE作為微處理器,其硬件資源豐富,機(jī)器周期為1T,是新一代的8051單片機(jī),指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但是速度快8至12倍。

        3.1.2 紅外發(fā)射模塊

        普通紅外發(fā)射管發(fā)射電流約為40mA,發(fā)射距離最多達(dá)10m,因此選用了另外一種大功率紅外發(fā)射管,發(fā)射電流約為100mA,發(fā)射距離大于30m。另外,為了實(shí)現(xiàn)方向性可調(diào),本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了4組紅外發(fā)射管模塊,每組16個(gè),可獨(dú)立拆開,焊接在閱讀器主板上時(shí)可調(diào)整角度,具體如圖2所示。

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