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1、RFID智能停車管理系統(tǒng),RFID又稱射頻識(shí)別技術(shù),是一種逐漸成熟的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。具有很多的突出優(yōu)點(diǎn):RFID技術(shù)不需要人工干預(yù),不需要直接接觸、不需要光學(xué)可視即可完成輸出和處理,可工作于各種惡劣環(huán)境,可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽,操作快捷方便,實(shí)現(xiàn)了無緣和面接觸操作,應(yīng)用便利,無機(jī)械磨損,壽命長(zhǎng),機(jī)具無直接對(duì)最終用戶開放的物理接口,能更好的地保證機(jī)具的安全性;數(shù)據(jù)安全性能提高,除標(biāo)簽的密碼保護(hù)外,讀寫器和標(biāo)簽之間也可互相認(rèn)證,實(shí)現(xiàn)安全通信和存儲(chǔ)等。,1.1RFID的系統(tǒng)構(gòu)成,射頻識(shí)別系統(tǒng)由電子標(biāo)簽,讀寫器,計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)三部分組成(1)電子標(biāo)簽電子標(biāo)簽存儲(chǔ)著需要被識(shí)別物品的相關(guān)信息
2、,通常被放置在需要是別的物品上,他所存儲(chǔ)的信息通常可被射頻讀寫器通過非接觸方式讀/寫獲取。(2)讀寫器讀寫器是可以利用射頻技術(shù)讀/寫電子標(biāo)簽的信息的設(shè)備。讀寫器讀出的標(biāo)簽信息可以通過計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行管理和信息傳輸。(3)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)在射頻識(shí)別系統(tǒng)中,計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)通常用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,完成通信傳輸功能。讀寫器可以通過標(biāo)準(zhǔn)接口與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)連接,以便實(shí)現(xiàn)通信和數(shù)據(jù)傳輸功能。,1、閱讀器(讀寫器),閱讀器主要由射頻接口、邏輯控制單元和天線三部分組成。主要功能和任務(wù):射頻接口:(1)產(chǎn)生高頻發(fā)射能量,激活電子標(biāo)簽并為其提供能量。(2)對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行調(diào)制,將數(shù)據(jù)傳輸給電子標(biāo)簽。(3)接收并
3、調(diào)制來自電子標(biāo)簽的射頻信號(hào)。注:在射頻接口中有兩個(gè)分隔開的信號(hào)通道,分別來往于電子標(biāo)簽和閱讀器兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)傳輸。邏輯控制單元(讀寫模塊):(1)與應(yīng)用系統(tǒng)軟件進(jìn)行通信,并執(zhí)行從應(yīng)用系統(tǒng)軟件發(fā)送來的指令。(2)控制閱讀器與電子標(biāo)簽的通信過程。,(3)信號(hào)的編碼和解碼(4)對(duì)閱讀器和標(biāo)簽之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密盒解密。(5)執(zhí)行防碰撞算法(6)閱讀器和標(biāo)簽的身份驗(yàn)證。天線:一種能將接收到的電磁波轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)或者將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電磁波發(fā)射出去的裝置。,2、電子標(biāo)簽(應(yīng)答器),電子標(biāo)簽也稱應(yīng)答器,智能標(biāo)簽,是由IC芯片和通信天線組成的超微型的小標(biāo)簽,內(nèi)置射頻天線用于和閱讀器進(jìn)行通信。系統(tǒng)工作時(shí),閱讀
4、器發(fā)出查詢(能量)信號(hào),標(biāo)簽(無源)在收到查詢(能量)信號(hào)后將其一部分直流電源供電子標(biāo)簽內(nèi)的電路工作,一部分能量信號(hào)被電子標(biāo)簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)信息調(diào)制后反射回閱讀器。功能模塊主要分為:天線、電壓調(diào)節(jié)器、調(diào)制器、解調(diào)器、邏輯控制單元、存儲(chǔ)單元,1.2RFID系統(tǒng)基本工作流程,(1)讀寫器將無線電載波信號(hào)經(jīng)過發(fā)射天線向外發(fā)射;(2)當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入發(fā)射天線的工作區(qū)時(shí),電子標(biāo)簽被激活,將自身信息的代碼經(jīng)天線發(fā)射出去;(3)系統(tǒng)的接收天線接受電子標(biāo)簽發(fā)出的載波信號(hào),經(jīng)天線的調(diào)節(jié)器傳輸給讀寫器。讀寫器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行接調(diào)解碼,送往后臺(tái)的電腦控制器;(4)電腦控制器根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷標(biāo)簽的合法性,針對(duì)不同的設(shè)定
5、做出相應(yīng)的處理和控制,發(fā)出指令信號(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作;(5)通過計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)連接起來,構(gòu)成總控信息平臺(tái),可以根據(jù)不同的軟件來完成要是實(shí)現(xiàn)的功能。,1.2.1射頻讀寫器硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì),圖為讀寫器系統(tǒng)硬件框圖:,狀態(tài)指示模塊,天線,射頻收發(fā)模塊,主控制器,串行通訊模塊,電源模塊,輔助電路,JTAG接口,,,,,,,,,狀態(tài)指示模塊,天線,,1、主控模塊由微控制器及其復(fù)位電路、指示裝置電路、RS-232通信接口電路、電源電路、JTAG接口電路及輔助電路組成。2、主控制器是系統(tǒng)的核心組成,用戶命令是由它負(fù)責(zé)接收。同時(shí)對(duì)發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)進(jìn)行編碼和解碼,射頻收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)主控制器與應(yīng)答器之間的
6、通信過程?;鶐盘?hào)的調(diào)制發(fā)射和解調(diào)接收功能是由射頻收發(fā)模塊完成。3、JATG接口主要作用是設(shè)置主控制器的熔絲位以及在線調(diào)試等。串口通信接口可以實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)之間的通信過程。4、穩(wěn)壓與電壓轉(zhuǎn)換功能是由電源電路完成,輔助電路報(bào)警功能是由系統(tǒng)提供。,1.2.2射頻讀寫模塊設(shè)計(jì),系統(tǒng)主要由MCU、時(shí)鐘芯片、MFRC500、液晶屏、看門狗以及RS485通信模塊組成。系統(tǒng)的工作方式是先由MCU控制MFRC500驅(qū)動(dòng)天線Mifare卡,進(jìn)行讀寫操作,然后,根據(jù)所得的數(shù)據(jù)對(duì)其他接口器件,如液晶屏、E2PROM、時(shí)鐘芯片等,進(jìn)行響應(yīng)操作,最后,再與PC機(jī)之間進(jìn)行通信,把數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)。MCU采用89C52,是因?yàn)?/p>
7、89C52開發(fā)簡(jiǎn)單,運(yùn)行穩(wěn)定。E2PROM采用24C64,用于存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。24C64是串口操作方式,是一種性價(jià)比較高的存儲(chǔ)芯片。液晶屏采用帶字庫(kù)的ST7920,是因?yàn)樗遣⒖诓僮鞣绞降?,操作方便。時(shí)鐘芯片采用DS1302。DS1302是Dallas公司生產(chǎn)的新型產(chǎn)品,內(nèi)置電池,可連續(xù)使用10年。為了防止系統(tǒng)“死機(jī)”,使用X5045作為看門狗。X5045是串口工作方式,內(nèi)置E2PROM,可用來存儲(chǔ)一些系統(tǒng)參數(shù)。與上位機(jī)的通信采用RS485通信模式,通信距離可以達(dá)到1000m左右。整個(gè)系統(tǒng)由9V電源供電,再由穩(wěn)壓模塊7805穩(wěn)壓成5V的電源。由于7805的工作熱量很高,故在7805上安置一個(gè)散
8、熱片。,1.2.3讀卡器天線設(shè)計(jì),電感耦合式射頻識(shí)別系統(tǒng)的讀寫器天線用于產(chǎn)生磁通量,而磁通量用于向非接觸式IC卡提供電源并在讀卡器與非接觸式IC卡之間傳輸信息。因此,對(duì)讀卡器天線的構(gòu)造就有三個(gè)基本:首先是使用天線線圈的電流量最大,用于產(chǎn)生最大的磁通量;其次是功率要匹配,以最大的程度利用產(chǎn)生磁通量的可用能量;最后是要有足夠的帶寬,以無失真地傳送用數(shù)據(jù)調(diào)制載波信號(hào)。,二、智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì),2.1.1臨時(shí)用戶臨時(shí)用戶是指臨時(shí)使用停車場(chǎng)停車的用戶,這類用戶的停車行為一般具有臨時(shí)性,隨機(jī)性,使用頻率低的特性。2.1.2固定用戶固定用戶是指長(zhǎng)期固定使用停車場(chǎng)的用戶,這類用戶的停車行為一般具有長(zhǎng)期性、
9、規(guī)律性、使用頻次高的特性。,2.1.3臨時(shí)車輛入場(chǎng)原理臨時(shí)車輛進(jìn)入停車場(chǎng)時(shí),設(shè)在車道下的車輛感應(yīng)線圈檢車到車輛的到來。將有車信號(hào)傳送給入口控制器,入口控制器獲取車輛到來的信號(hào)后,向有關(guān)設(shè)備發(fā)出指令,啟動(dòng)攝像系統(tǒng)和車輛識(shí)別系統(tǒng)。經(jīng)計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理后,記錄車輛的牌照信息、顏色信息、車型信息等,語系提示設(shè)備提示用戶按動(dòng)取卡按鈕,入口控制器檢測(cè)到取卡信息后,通過串口發(fā)給卡機(jī)發(fā)送發(fā)卡命令。發(fā)卡機(jī)接到命令后,發(fā)出一張臨時(shí)用戶卡,剛才系統(tǒng)獲取的信息即與此卡的ID號(hào)對(duì)應(yīng)起來。同事語音提示器提示用戶取走臨時(shí)卡。如果用戶在規(guī)定時(shí)間內(nèi)不取卡,發(fā)卡機(jī)將自動(dòng)吞回用戶卡,入口控制器取消此次入場(chǎng)操作。用戶取走卡后,發(fā)卡
10、機(jī)發(fā)出用戶已取走卡的信號(hào)給入口控制器,入口控制器抬起欄桿,用戶駕車駛?cè)胪\噲?chǎng)。入口電動(dòng)欄桿檢測(cè)到配套車輛檢測(cè)器信號(hào)出現(xiàn)“有車--無車”變化后,才自動(dòng)將欄桿放下,以杜絕砸車事件的發(fā)生。入口控制器接收到入口欄桿出現(xiàn)“抬竿--落桿”的動(dòng)作后,確認(rèn)本次入場(chǎng)過程已經(jīng)完成。2.1.4長(zhǎng)期車輛入場(chǎng)原理,當(dāng)持長(zhǎng)期卡的用戶車輛進(jìn)入入口讀卡器的感應(yīng)范圍時(shí),讀卡器即與射頻卡之間建立起信息交換系統(tǒng),射頻卡向讀卡器發(fā)送卡信息,讀卡器判斷射頻卡的合法性和時(shí)間有效性,如有效則獲取射頻卡的ID號(hào),并將其上送至數(shù)據(jù)處理中心。同時(shí),攝像系統(tǒng)和車輛識(shí)別系統(tǒng)將啟動(dòng)。攝入車輛圖像,經(jīng)車輛識(shí)別系統(tǒng)分析后,獲得牌照信息,顏色信息,車型信息
11、等;數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)讀卡器上傳的ID號(hào),查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中與此ID號(hào)相關(guān)的車輛信息,并與剛才實(shí)時(shí)獲取的信息進(jìn)行比對(duì),若不符合則拒絕放行,同時(shí)給出報(bào)警信息和出錯(cuò)提示信息。另外,數(shù)據(jù)處理中心還會(huì)檢查此固定卡是否過期。若符合條件,則給入口控制器一個(gè)有效信號(hào),抬起欄桿,用戶駕車駛?cè)胪\噲?chǎng)。入口電動(dòng)欄桿檢測(cè)到配套車輛檢測(cè)器信號(hào)出現(xiàn)“有車--無車”變化后,將欄桿放下。入口控制器接收到入口欄桿出現(xiàn)“抬竿--落桿”的動(dòng)作后,確認(rèn)本次入場(chǎng)過程已經(jīng)完成。2.1.5臨時(shí)車輛出場(chǎng)原理駕駛車輛進(jìn)入停車場(chǎng)離場(chǎng)通道,停在出口處,車輛檢測(cè)器檢測(cè)到有車后,向出口控制器發(fā)出有車信號(hào)。攝像系統(tǒng)和車輛識(shí)別系統(tǒng)啟動(dòng),攝入車輛圖像,經(jīng)車輛識(shí)別
12、系統(tǒng)分析后,獲得牌照信息、顏色信息、車輛信息等;用戶將入場(chǎng)時(shí)取得的用戶卡交給管理人員,管理人員通過讀卡機(jī)讀取用戶卡ID信息,并將用戶卡收回循環(huán)利用。數(shù)據(jù)中心通過檢索數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)ID號(hào),獲得該用戶的類型、入場(chǎng)時(shí)間、并查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中與此ID號(hào)相關(guān)的車輛信息,與剛才實(shí)時(shí)獲取的信息進(jìn)行比對(duì),若不符合則拒絕放行,,入場(chǎng)工作流程圖,入口,車輛檢測(cè)器檢測(cè)到有車來,允許讀卡,固定用戶車輛,讀卡機(jī)讀卡,車輛卡是否合法和有效,數(shù)據(jù)庫(kù)備份,自動(dòng)取卡,控制器記錄信息,卡操作授權(quán)登記,車輛通過,道閘關(guān)閉,防砸車裝置檢測(cè),開啟道閘,車輛進(jìn)場(chǎng),,,,,,,,,,,,,,,,,,通行未必,,,否,否,是,并給出告警信息和出錯(cuò)提
13、示信息。若符合,數(shù)據(jù)中心根據(jù)車輛在場(chǎng)內(nèi)停留時(shí)間和計(jì)費(fèi)費(fèi)率,計(jì)算用戶應(yīng)繳費(fèi)額,同時(shí)顯示在金額顯示器屏幕上,語音提示設(shè)備提示用戶應(yīng)交納金額,用戶繳納相應(yīng)費(fèi)用后,管理人員將通過出場(chǎng)控制器打開出口電動(dòng)欄桿,用戶駕車駛出停車場(chǎng)。出口電動(dòng)欄桿檢測(cè)到配套車輛檢測(cè)器信號(hào)出現(xiàn)“有車--無車”變換后,自動(dòng)將欄桿放下。計(jì)算機(jī)接收到出口欄桿出現(xiàn)“抬竿--落桿”動(dòng)作后,確認(rèn)本次出廠過程完成。將先前獲得的用戶卡號(hào),入場(chǎng)時(shí)間、出場(chǎng)時(shí)間保存到相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中,完成一次出場(chǎng)過程。2.1.6長(zhǎng)期卡車車輛出廠原理持長(zhǎng)期卡用戶的車輛到達(dá)停車場(chǎng)出口時(shí),讀卡器獲取該卡信息,將信息上送到數(shù)據(jù)庫(kù)處理中心,啟動(dòng)車輛圖像識(shí)別系統(tǒng),判斷用戶卡的有效性
14、和密碼,并將數(shù)據(jù)中心查到的信息與此ID號(hào)相關(guān)的車輛信息與車輛識(shí)別系統(tǒng)獲取的信息進(jìn)行進(jìn)行比對(duì),如果符合,則給出口控制器一個(gè)有效信號(hào),由出口控制器控制抬起出口電動(dòng)欄桿,用戶駕車離開停車場(chǎng),完成一次出場(chǎng)過程。,出場(chǎng)工作流程圖,出口,車輛探測(cè)器探測(cè)到有車來,讀卡,固定用戶車輛,車輛卡有效期,自動(dòng)放行或管理員比對(duì)圖像后放行,控制器記錄信息,管理員收卡收費(fèi),管理員比對(duì)圖像后放行,開啟閘道,防砸車裝置檢測(cè),車輛通過匝道,車輛出場(chǎng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,是,是,否,通行未必,主要的一些優(yōu)點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)1:自動(dòng)化程度高,人力、物力成本節(jié)約大,綜合成本低優(yōu)點(diǎn)2:相對(duì)于出入口看管人員手動(dòng)控制來說,實(shí)現(xiàn)了相當(dāng)程度地自動(dòng)化,降低了出入口看管人員的工作難度和工作量,降低了人為事故的發(fā)生率。優(yōu)點(diǎn)3:相對(duì)于近距離刷卡確認(rèn)身份的停車場(chǎng)系統(tǒng)來說,實(shí)現(xiàn)了相當(dāng)程度的智能化,免除了本單位(系統(tǒng))車輛的停車-開窗-刷卡-啟動(dòng)通行這個(gè)繁瑣過程;取而代之的是無需停車直接通行進(jìn)出口。,智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要流程圖,數(shù)據(jù)處理中心,入口控制系統(tǒng),車輛識(shí)別系統(tǒng),安全監(jiān)控系統(tǒng),用戶管理系統(tǒng),出口控制系統(tǒng),入口控制系統(tǒng),車輛檢測(cè)系統(tǒng),發(fā)卡讀卡系統(tǒng),車位檢測(cè),信息提示,監(jiān)控系統(tǒng),報(bào)警系統(tǒng),用戶管理,計(jì)費(fèi)收費(fèi),出口監(jiān)控,車輛檢測(cè)系統(tǒng),收卡讀卡系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,