采用RFID的車輛管理系統(tǒng)電路詳解
RFID技術(shù)在市場(chǎng)上被廣泛應(yīng)用。在國外,射頻標(biāo)簽已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸、物流等眾多領(lǐng)域。其特有的高準(zhǔn)確率和快捷性大大降低了企業(yè)的物流成本,提高了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭力和服務(wù)效率。本文設(shè)計(jì)了完整的智能車庫控制系統(tǒng),車庫模型總體采用“回”字設(shè)計(jì)方案,此方案在模型車庫中已經(jīng)通過驗(yàn)證和實(shí)際的信息采集,能夠滿足實(shí)際運(yùn)用。硬件部分以STC公司生產(chǎn)的STC 11F32XE單片機(jī)作為控制核心,對(duì)系統(tǒng)硬件進(jìn)行了總體設(shè)計(jì),并對(duì)硬件系統(tǒng)中各個(gè)功能模塊的具體設(shè)計(jì)進(jìn)行了以下詳細(xì)介紹。
車庫模型分為兩個(gè)部分,車庫整體構(gòu)架部分和展示車庫系統(tǒng)功能的智能小車部分。
車庫整體構(gòu)架設(shè)計(jì)中將整個(gè)模型設(shè)計(jì)成犬牙狀單獨(dú)模塊。這樣,車庫模型在功能演示和收集車庫數(shù)據(jù)的時(shí)候,易于操作和便于模擬多種應(yīng)用場(chǎng)景,在移動(dòng)的過程中,減少體積,便于壓縮空間。內(nèi)部設(shè)計(jì)采用“回”字型,使進(jìn)出互不相擾,避免了進(jìn)出車輛相互占用道路而出現(xiàn)的等待進(jìn)出的情況出現(xiàn)。整個(gè)模型在結(jié)構(gòu)和功能上都采用了分塊獨(dú)立設(shè)計(jì),在車輛少,停車需求不大的地方,完全可以只建造模型的一部分,就可以滿足需求。在人口密集、車輛多的地方,既可以橫向擴(kuò)展,多建造幾個(gè)模塊;也可以向下延伸,做成雙層,或者多層立體車庫,以滿足實(shí)際需求,增加了它的實(shí)用性和便于后期推廣。
智能小車的設(shè)計(jì),完全按照了國家級(jí)機(jī)器人競(jìng)賽標(biāo)準(zhǔn),車輛采用直流電源供電,便于系統(tǒng)對(duì)電源的管理和盡可能的降低設(shè)備的功耗。穩(wěn)壓芯片在電源和控制器以及其他設(shè)備之間的連接,既可以使系統(tǒng)電源提供我們所需要的電流電壓,又可以有效的保護(hù)電源。使用STC 89C58單片機(jī)作為模擬車的控制器,能夠?qū)囕v運(yùn)行中的變化做出及時(shí)反應(yīng),便于模擬人駕駛車輛正在進(jìn)行前進(jìn),停止,后退等進(jìn)、出車庫的操作。綜合考慮需求和成本,選用STC 11F32XE單片機(jī)微處理器作為控制核心。STC 11F32XE單片機(jī)在整個(gè)系統(tǒng)中,從讀卡模塊讀取信息,及時(shí)處理獲取到的信息并將處理結(jié)果傳回給卡片,完成信息交換。
程序下載模塊電路圖如圖1所示,首先在芯片尚未工作的時(shí)候,PC機(jī)通過串口(DB9)發(fā)送信號(hào)給STC 11F32XE芯片,讓芯片處于等待下載狀態(tài)。當(dāng)給單片機(jī)上電的時(shí)候,電腦終端和MAX232芯片通過T1OUT0和R1IN0連接,轉(zhuǎn)換電平后,最終通過T1OUT0和R1IN0連接到目標(biāo)芯片,通過整個(gè)電路回路,完成程序的下載。
MAX232芯片在此下載電路中,由1、2、3、4、5、6腳和4只電容產(chǎn)生+12v和-12v兩個(gè)電源,提供給RS-232 串口電平的需要。由TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DB9插頭;DB9插頭的 RS-232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出,完成電平轉(zhuǎn)換。
射頻識(shí)別模塊
射頻識(shí)別部分電路如圖2所示,磁卡進(jìn)入天線產(chǎn)生的磁場(chǎng)后,接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào),憑借感應(yīng)電流所獲得的能量通過TX1和 TX2發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息,解讀器RC522讀取信息并解碼后,通過M-MFMOSI、M-MFMISO和M-MFRST送至STC 11F32進(jìn)行 有關(guān)的數(shù)據(jù)處理。
MF RC522芯片利用其先進(jìn)的調(diào)制和解調(diào)概念,在13.56MHz下的被動(dòng)非接觸式通信方式和協(xié)議。使其內(nèi)部發(fā)送器部分通過TX1和TX2驅(qū)動(dòng)讀寫器天線與 ISO 14443A/MIFARE卡的通信。硬件接收器部分提供了一個(gè)堅(jiān)固而有效的解調(diào)和解碼電路,用于處理ISO14443A兼容的應(yīng)答信號(hào)。與STC 11F32XE通過M-MFMOSI、M-MFMISO和M-MFRST連接中的通信采用連線較少的UART(類似RS232)模式,數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá) 424kbit/s,有利于減少連線,縮小PCB板體積,降低成本。
液晶顯示模塊
顯示電路如圖3,采用12864液晶屏,使用該點(diǎn)陣的中文字庫,顯示我們?cè)趯?shí)際使用場(chǎng)景中的對(duì)客戶和對(duì)自己的同一操作的統(tǒng)一可視化操作。
整個(gè)智能車庫的設(shè)計(jì),全面考慮了實(shí)用性和穩(wěn)定性。對(duì)目前大量使用的傳統(tǒng)車庫和制作的車庫模型使用情況進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析,每個(gè)停車區(qū)在功能和結(jié)構(gòu)上,都采取了獨(dú)立的設(shè)計(jì)方案,在實(shí)際運(yùn)用的過程中,可以根據(jù)需要,在現(xiàn)有車庫模型的基礎(chǔ)上,對(duì)停車區(qū)按實(shí)際需求進(jìn)行增減,以滿足停車需要。在程序設(shè)計(jì)過程中,根據(jù)磁卡不同的操作場(chǎng)景,設(shè)置成多個(gè)工作模式,盡可能的降低程序間的相互影響,達(dá)到系統(tǒng)的通用性和無誤操作。