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基于射頻通信技術(shù)的停車庫智能管理系統(tǒng)論文
摘 要：隨著生活水平的提高以及安全防范意識的增強，人們對于停車管理的安全性和泊車的便利性都產(chǎn)生了新的需求。科技的不斷發(fā)展使得車庫的管理也趨于智能化，本文主要介紹了一種全新的停車庫智能管理系統(tǒng)，其技術(shù)核心為射頻通信技術(shù)，在進(jìn)出車輛上需要安裝相應(yīng)的技術(shù)模塊，在技術(shù)支持下，實現(xiàn)對不同車輛信息的辨別和迅速的讀取。車庫出入口的裝置能夠?qū)囕v的信息和相應(yīng)票據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)控，保證車輛可以高效地完成進(jìn)出。在總線和太網(wǎng)結(jié)構(gòu)的支持下，車庫信息能夠?qū)崿F(xiàn)共享，這就使得車庫的管理效率大幅度提升。這一系統(tǒng)經(jīng)過了實踐的檢驗，運行穩(wěn)定，在未來會得到大面積使用和推廣。
關(guān)鍵詞：射頻通信技術(shù) 停車庫智能管理 地感檢測
在傳統(tǒng)的車庫管理中，主要是借助人工進(jìn)行管理，缺乏客觀性，主觀性比較強，致使管理中經(jīng)常出現(xiàn)停放不科學(xué)、進(jìn)出效率比較低的情況。目前，射頻射通信技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，是比較有潛力的一種技術(shù)，基于此技術(shù)，設(shè)計了停車庫智能管理系統(tǒng)。這一管理系統(tǒng)的核心為射頻通信技術(shù)，實現(xiàn)了車庫與車載模塊之間的數(shù)據(jù)傳送，形式為非接觸式，數(shù)據(jù)進(jìn)行雙向傳輸。這樣，不同的車輛被及時識別，數(shù)據(jù)進(jìn)行及時交貨。對于傳統(tǒng)的磁卡等方式，主要優(yōu)勢體現(xiàn)在速度快、非接觸、低損耗、受環(huán)境影響小、使用周期長、較強的應(yīng)付突發(fā)狀況的能力等。同時，系統(tǒng)的模塊設(shè)計以及通信協(xié)議的開放化，使得存儲空間被拓展，功能得到開發(fā)。該系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫的協(xié)助下，對客戶車輛進(jìn)出信息進(jìn)行了高效的管理，智能化水平提高，管理效率增強。
1 停車庫智能管理系統(tǒng)簡介
系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分為車載模塊、地感檢測裝置以及信息管理部分，如圖1所示。車載模塊的技術(shù)關(guān)鍵為射頻通信芯片，目的是實現(xiàn)讀頭與模塊之間的信息通信。信號的傳遞主要依賴讀頭和天線，一旦模塊到達(dá)信號所在區(qū)域，就會產(chǎn)生電流，電路被激活，模塊的編碼就會通過天線發(fā)射出去，讀頭接受信息后，立即進(jìn)行解碼，實現(xiàn)車輛信息的傳送，作出及時處理;地感檢測裝置的作用是實現(xiàn)對車輛進(jìn)出、閘道以及相關(guān)票據(jù)的開具的處理。各項信息通過總線進(jìn)行傳輸，達(dá)到主電路，而后經(jīng)過詳細(xì)的綜合處理，實現(xiàn)對車輛狀態(tài)的考量，而后做出相應(yīng)的處理，主要是指令的傳達(dá)以及信息的交換;信息管理部分主要是對車輛、車庫以及管理信息進(jìn)行交換，實現(xiàn)數(shù)據(jù)及時、正確的顯示，對車輛正確的停放進(jìn)行指導(dǎo)，實現(xiàn)信息的完整保存。
圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
2 硬件的工作原理
2.1 硬件的機(jī)構(gòu)
系統(tǒng)硬件主要包含兩部分，即讀頭部分的硬件和車載模塊部分的硬件。讀頭硬件主要由機(jī)芯片和射頻通信的芯片等部件組成，實現(xiàn)對信息的讀取和傳輸。讀頭對模塊的信息主要是采取無線通信的方式，對車輛的身份進(jìn)行準(zhǔn)確檢驗，在芯片和總線的協(xié)助下，實現(xiàn)與主控線路的信息交流，執(zhí)行軟件的要求和任務(wù)。同時，讀頭也能夠與收費網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，將車輛的信息傳輸給管理中心。而車載模塊的硬件結(jié)構(gòu)主要是由單片機(jī)和射頻通信芯片組成，預(yù)留接口，目的是對程序進(jìn)行調(diào)試。
2.2 車載模塊的主要作用
在車載模塊中，其射頻通信和控制電路是主要的組成部分。射頻通信電路主要采用的是單片機(jī)，其具有較好的兼容性，避免了復(fù)雜了編碼程序，其它外圍配件不多，便于使用。主要選用2.4 GHz通信芯片，功率不高，工作模式分為四種，同時集成了鏈路層協(xié)議，提高了數(shù)據(jù)的傳輸速度。控制電路采用的是具備強大功能的單片機(jī)，對指令的運行和處理時間較短，能夠?qū)崿F(xiàn)較高能力的編程，有利于軟件的開發(fā)和利用。它的工作電壓為1.8V,在軟件上采用指令性結(jié)構(gòu)，執(zhí)行時間為一小時，對任務(wù)的執(zhí)行力度十分強。同時，具備較高的語言編輯能力，有利于軟件的開發(fā)和能力的提升。它集成了多種配件，實現(xiàn)了閃存的功能，讀寫功能比較明顯。看門狗電路的設(shè)置使得對異常狀況的處理能力提高，能夠使得系統(tǒng)自動歸位。
2.3 在硬件設(shè)計中需要注意的問題
對于射頻通信電路，其主要的干擾來源于數(shù)字電路，如果過程信號沒有被隔離，那么就會影響數(shù)據(jù)的傳輸。鑒于模塊對電壓波動的敏感反應(yīng)，電源產(chǎn)生的噪音也會對傳授性能造成影響。因此，在進(jìn)行硬件電路設(shè)計的時候，要保證接地良好，保證干擾維持在最小。另外，電源要采用星形布線，有效防止噪聲的干擾。
3 軟件的設(shè)計
3.1 車載模塊的軟件流程設(shè)計介紹
系統(tǒng)的軟件主要包含控制軟件和管理軟件兩大部分。其中，車載模塊的程序以及讀頭的單片機(jī)處理程序是主要的組成，如圖2所示。初始化程序是由車庫發(fā)送信息，而后喚醒模塊，通信之后的延長時間即為車輛間隔的時間。
圖2 車載模塊軟件流程圖
3.2 無線傳輸通信協(xié)議
系統(tǒng)的通信協(xié)議主要分為三層，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層以及應(yīng)用層。數(shù)據(jù)鏈路層主要是保證無線數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)幀的拆解，而后進(jìn)行再次發(fā)送。在接受數(shù)據(jù)的時候，進(jìn)行解包、重組，最后移交給應(yīng)用層。鑒于協(xié)議的分層性，相鄰層之間的連續(xù)只需要使用接收函數(shù)，各個單獨的通信層處于各自獨立的狀態(tài)，體現(xiàn)了較高的靈活性。
4 有關(guān)系統(tǒng)低功耗的設(shè)計
為了方便使用者，系統(tǒng)的車載模塊的能源來源于一次性電池，因此，在設(shè)計中尤其要注重低功耗方面的設(shè)計。
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