采用RFID技術(shù)的車輛管理系統(tǒng)電路詳解

RFID技術(shù)在市場上被廣泛應(yīng)用。在國外，射頻標(biāo)簽已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、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)的市場競爭力和服務(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，對系統(tǒng)硬件進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，并對硬件系統(tǒng)中各個功能模塊的具體設(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)的時候，易于操作和便于模擬多種應(yīng)用場景，在移動的過程中，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)，完全按照了國家級機(jī)器人競賽標(biāo)準(zhǔn)，車輛采用直流電源供電，便于系統(tǒng)對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)在整個系統(tǒng)中，從讀卡模塊讀取信息，及時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候，PC機(jī)通過串口(DB9)發(fā)送信號給STC 11F32XE芯片，讓芯片處于等待下載狀態(tài)。當(dāng)給單片機(jī)上電的時候，電腦終端和MAX232($1.5300)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。

射頻識別模塊

射頻識別部分電路如圖2所示，磁卡進(jìn)入天線產(chǎn)生的磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量通過TX1和 TX2發(fā)送出存儲在芯片中的產(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。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($780.5000))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，顯示我們在實(shí)際使用場景中的對客戶和對自己的同一操作的統(tǒng)一可視化操作。

整個智能車庫的設(shè)計(jì)，全面考慮了實(shí)用性和穩(wěn)定性。對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)磁卡不同的操作場景，設(shè)置成多個工作模式，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。