RFID智能停車(chē)管理系統(tǒng).ppt

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1、RFID智能停車(chē)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(wú)緣和面接觸操作，應(yīng)用便利，無(wú)機(jī)械磨損，壽命長(zhǎng)，機(jī)具無(wú)直接對(duì)最終用戶開(kāi)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(xiě)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(xiě)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(xiě)器通過(guò)非接觸方式讀/寫(xiě)獲取。（2）讀寫(xiě)器讀寫(xiě)器是可以利用射頻技術(shù)讀/寫(xiě)電子標(biāo)簽的信息的設(shè)備。讀寫(xiě)器讀出的標(biāo)簽信息可以通過(guò)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(xiě)器可以通過(guò)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(xiě)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(lái)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(kāi)的信號(hào)通道，分別來(lái)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(xiě)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(lái)的指令。（2）控制閱讀器與電子標(biāo)簽的通信過(guò)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(wú)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(xiě)器將無(wú)線電載波信號(hào)經(jīng)過(guò)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(xiě)器。讀寫(xiě)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(guò)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)連接起來(lái)，構(gòu)成總控信息平臺(tái)，可以根據(jù)不同的軟件來(lái)完成要是實(shí)現(xiàn)的功能。,1.2.1射頻讀寫(xiě)器硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì),圖為讀寫(xiě)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(guò)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(guò)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(xiě)模塊設(shè)計(jì),系統(tǒng)主要由MCU、時(shí)鐘芯片、MFRC500、液晶屏、看門(mén)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(xiě)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(kāi)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(mén)狗。X5045是串口工作方式，內(nèi)置E2PROM，可用來(lái)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(xiě)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(wú)失真地傳送用數(shù)據(jù)調(diào)制載波信號(hào)。,二、智能停車(chē)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(chē)場(chǎng)停車(chē)的用戶，這類(lèi)用戶的停車(chē)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(chē)場(chǎng)的用戶，這類(lèi)用戶的停車(chē)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(chē)輛入場(chǎng)原理臨時(shí)車(chē)輛進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)時(shí)，設(shè)在車(chē)道下的車(chē)輛感應(yīng)線圈檢車(chē)到車(chē)輛的到來(lái)。將有車(chē)信號(hào)傳送給入口控制器，入口控制器獲取車(chē)輛到來(lái)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(chē)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(chē)輛的牌照信息、顏色信息、車(chē)型信息等，語(yǔ)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(guò)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(lái)。同事語(yǔ)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(chē)駛?cè)胪＼?chē)場(chǎng)。入口電動(dòng)欄桿檢測(cè)到配套車(chē)輛檢測(cè)器信號(hào)出現(xiàn)“有車(chē)--無(wú)車(chē)”變化后，才自動(dòng)將欄桿放下，以杜絕砸車(chē)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(guò)程已經(jīng)完成。2.1.4長(zhǎng)期車(chē)輛入場(chǎng)原理,當(dāng)持長(zhǎng)期卡的用戶車(chē)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(chē)輛識(shí)別系統(tǒng)將啟動(dòng)。攝入車(chē)輛圖像，經(jīng)車(chē)輛識(shí)別系統(tǒng)分析后，獲得牌照信息，顏色信息，車(chē)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(chē)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(guò)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(chē)駛?cè)胪＼?chē)場(chǎng)。入口電動(dòng)欄桿檢測(cè)到配套車(chē)輛檢測(cè)器信號(hào)出現(xiàn)“有車(chē)--無(wú)車(chē)”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(guò)程已經(jīng)完成。2.1.5臨時(shí)車(chē)輛出場(chǎng)原理駕駛車(chē)輛進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)離場(chǎng)通道，停在出口處，車(chē)輛檢測(cè)器檢測(cè)到有車(chē)后，向出口控制器發(fā)出有車(chē)信號(hào)。攝像系統(tǒng)和車(chē)輛識(shí)別系統(tǒng)啟動(dòng)，攝入車(chē)輛圖像，經(jīng)車(chē)輛識(shí)別

12、系統(tǒng)分析后，獲得牌照信息、顏色信息、車(chē)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(guò)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(guò)檢索數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)ID號(hào)，獲得該用戶的類(lèi)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(chē)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(chē)輛檢測(cè)器檢測(cè)到有車(chē)來(lái),允許讀卡,固定用戶車(chē)輛,讀卡機(jī)讀卡,車(chē)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(chē)輛通過(guò)，道閘關(guān)閉,防砸車(chē)裝置檢測(cè),開(kāi)啟道閘,車(chē)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(chē)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(yǔ)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(guò)出場(chǎng)控制器打開(kāi)出口電動(dòng)欄桿，用戶駕車(chē)駛出停車(chē)場(chǎng)。出口電動(dòng)欄桿檢測(cè)到配套車(chē)輛檢測(cè)器信號(hào)出現(xiàn)“有車(chē)--無(wú)車(chē)”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(guò)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(guò)程。2.1.6長(zhǎng)期卡車(chē)車(chē)輛出廠原理持長(zhǎng)期卡用戶的車(chē)輛到達(dá)停車(chē)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(chē)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(chē)輛信息與車(chē)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(chē)離開(kāi)停車(chē)場(chǎng)，完成一次出場(chǎng)過(guò)程。,出場(chǎng)工作流程圖,出口,車(chē)輛探測(cè)器探測(cè)到有車(chē)來(lái),讀卡,固定用戶車(chē)輛,車(chē)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(kāi)啟閘道,防砸車(chē)裝置檢測(cè),車(chē)輛通過(guò)匝道,車(chē)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(lái)說(shuō)，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(chē)場(chǎng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)了相當(dāng)程度的智能化，免除了本單位（系統(tǒng)）車(chē)輛的停車(chē)－開(kāi)窗－刷卡－啟動(dòng)通行這個(gè)繁瑣過(guò)程；取而代之的是無(wú)需停車(chē)直接通行進(jìn)出口。,智能停車(chē)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(chē)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(chē)輛檢測(cè)系統(tǒng),發(fā)卡讀卡系統(tǒng),車(chē)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(chē)輛檢測(cè)系統(tǒng),收卡讀卡系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,