目前停車場對(duì)車輛識(shí)別和管理大部分都采用IC卡或無源射頻識(shí)別系統(tǒng),這些識(shí)別系統(tǒng)性能穩(wěn)定但均需停車識(shí)別,效率低、速度慢,給車主帶來不便。本文提出有源射頻識(shí)別系統(tǒng)對(duì)車輛識(shí)別無需停車(車輛速度不超過4Okm/h),識(shí)別距離可達(dá)7~8m,且測試其性能優(yōu)良。
1、停車場射頻識(shí)別系統(tǒng)工作流程原理
系統(tǒng)入口流程工作原理為:當(dāng)車輛進(jìn)入讀寫器工作區(qū)域時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)接收到來自車上電子標(biāo)簽(RFID)發(fā)射信息,并將信息傳送到入口計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)檢查標(biāo)簽號(hào)有效性且控制攝像頭抓拍車輛圖像,經(jīng)判斷后按下面程序處理。
(1)電子標(biāo)簽有效(即用戶是合法,控制道閘抬起,車輛可以不停車就進(jìn)入停車場;
(2)電子標(biāo)簽無效(即過期、未注冊(cè)或費(fèi)用不足),系統(tǒng)視覺和聲音報(bào)警,LED提示牌錯(cuò)誤原因給出以下內(nèi)容中一種提示,即“該包月標(biāo)簽已過期,請(qǐng)去續(xù)費(fèi)”、“該用戶不存,請(qǐng)重新輸入ID”或“余額不足,請(qǐng)去充值”,控制道閘不抬起。此時(shí)保安人員或駕車人士可以內(nèi)部通話系統(tǒng)與管理中心聯(lián)系,就會(huì)到及時(shí)處理。
道閘抬起后,中心控制系統(tǒng)自動(dòng)保存人場車輛信息(進(jìn)場時(shí)間、標(biāo)簽號(hào)等)。車輛道閘時(shí),系統(tǒng)就會(huì)啟動(dòng)防砸車裝置,防止砸車。車輛道閘后,系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉道閘。
2、停車場射頻識(shí)別系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
2.1電子標(biāo)簽電路設(shè)計(jì)
電子標(biāo)簽電路主由一個(gè)帶有鎖相環(huán)AM/ASKVHF/UHF發(fā)射器集成芯片RF2514、基準(zhǔn)振蕩器以及壓控振蕩器組成。其中RF2514是一個(gè)具有鎖相環(huán)甚高頻/超高頻發(fā)射器,由功率放大器、集成壓控振蕩器、鑒相器、分頻器、鎖存器以及直流偏壓等電路組成。
2.2讀寫器設(shè)計(jì)
讀寫器主要運(yùn)用一個(gè)單片RF收發(fā)器芯片RF2945來設(shè)計(jì)。RF2945工作915MHzISM頻段,具有ASK調(diào)制和解調(diào)能力,采用PLL頻率合成技術(shù),靈敏度高達(dá)-96dB(mW),最大發(fā)射功率達(dá)+8.5dB(mW);可直接與微控制器接口,低工作電壓為2.4~5.0V,低功耗模式待機(jī)狀態(tài)僅為1μA。RF2945芯片經(jīng)封裝后,僅需外接少數(shù)元器件,即可構(gòu)成一個(gè)完整射頻收發(fā)器。
芯片內(nèi)包含有發(fā)射功率放大器(PA),低噪聲接收放大器(LNA),壓控振蕩器(VCO),混頻器(MIXER),中頻放大器,使能控制邏輯(ControlLogic)等電路。接收模式中,RF輸入信號(hào)被LNA放大,經(jīng)由MIXER變換,這個(gè)被變換信號(hào)送入解調(diào)器(DEMOD)之前被兩級(jí)中頻(IF1和IF2)放大并濾波,經(jīng)解調(diào)器解調(diào),解調(diào)后數(shù)字信號(hào)DATAOUT端輸出。發(fā)射模式中,VCO輸出信號(hào)是直接送入到PA,MODIN端輸入數(shù)字信號(hào)被頻移鍵控后饋送到功率放大器輸出。采用PLL合成技術(shù),頻率穩(wěn)定性好。
3、射頻識(shí)別系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3.1電子標(biāo)簽與讀寫器之間通信程序軟件設(shè)計(jì)
3.2主機(jī)與讀寫器之間通信程序軟件設(shè)計(jì)
讀寫器檢測到電子標(biāo)簽后,生成標(biāo)簽記錄,并將標(biāo)簽記錄以郵件形式提交給主機(jī);主機(jī)接收到郵件后,對(duì)郵件內(nèi)容進(jìn)行處理,并將處理結(jié)果顯示主機(jī)屏幕上。同時(shí)避免主機(jī)和讀寫器同時(shí)控制串行口而產(chǎn)生矛盾,系統(tǒng)規(guī)定每當(dāng)空格鍵被按下時(shí),改變讀寫器安靜模式。
4、實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)讀取多個(gè)標(biāo)簽數(shù)據(jù)記錄如下:
AA FF 27 00 0C 30 62 BB AA FF 37 00 0C 30 72 BB AA FF 47 00 0C 30 82 BB
AA FF 57 00 0C 30 92 BB AA FF 67 00 0C 30 A2 BB AA FF 77 00 0C 30 B2 BB
AA FF 07 00 0C 30 42 BB AA FF 17 00 0C 30 52 BB AA FF 27 00 0C 30 62 BB
每個(gè)標(biāo)簽發(fā)送數(shù)據(jù)共16位,如標(biāo)簽發(fā)送數(shù)據(jù)為“AAFF27000C3062BB”,則前兩位“AAFF”代表數(shù)據(jù)頭部標(biāo)識(shí)號(hào),中間“0C”代表糾錯(cuò)標(biāo)識(shí)號(hào),“27O0”及“3062”共8位代表電子標(biāo)簽標(biāo)識(shí)號(hào)碼。這樣,實(shí)驗(yàn)測試中讀寫器共測試到8個(gè)不同標(biāo)識(shí)號(hào)電子標(biāo)簽。另外電子標(biāo)簽采用3V直流電壓供電,發(fā)射頻率為915MHz,發(fā)射功率大于一6dB(mW),而讀寫器采用12V電源供電,電源消耗功率小于5w,系統(tǒng)接收距離(電子標(biāo)簽與讀寫器之間距離)經(jīng)測試可達(dá)8m以上,且系統(tǒng)接收靈敏度高,穿透力強(qiáng)(可穿透水泥墻),說明測試結(jié)果良好,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
5、小結(jié)
本文提出有源射頻識(shí)別系統(tǒng),性能穩(wěn)定,識(shí)別距離遠(yuǎn),系統(tǒng)應(yīng)用停車場管理方面外還可以應(yīng)用到對(duì)各種運(yùn)動(dòng)物體識(shí)別等方面。