隨著以ARM為代表的嵌入式 32位微處理器技術得到了飛速發(fā)展,無論是在功耗、便攜性還是在硬件成本上,許多高性能的 ARM芯片已經(jīng)與單片機相差無見,因此在許多下業(yè)應用設計中,使用ARM芯片取代傳統(tǒng)的8/16位單片機已經(jīng)是一個非常經(jīng)濟、理想的選擇 [1][2]。同時,隨著RFID(射頻識別)技術的逐步成熟,射頻識別技術相關應用已經(jīng)成為當前的熱點,特別是對于質(zhì)檢、物流、醫(yī)療、地質(zhì)和交通等行業(yè)場所不固定的應用場合,具有無可比擬的優(yōu)勢。為了對出入停車場的車輛進行高效優(yōu)質(zhì)的智能化管理,根據(jù)系統(tǒng)的設計特點:使車輛進出有序、手續(xù)簡便、速度快、安全防盜、管理自動化、收費公正合理、應收費用不流失,以及減少管理人員等,將嵌入式技術和 RFID技術應用于現(xiàn)代化停車場管理系統(tǒng)中,可以有效地對車輛進行管理。
2. 系統(tǒng)的硬件設計
2.1 ARM9處理器
本設計采用ATMEL公司的ARM9微處理器,該處理器是基于一個支持實時仿真和嵌入跟蹤的ARM是通用的32 位微處理器,它具有高性能和低功耗的特性。ARM 9結構是基于精簡指令集計算機 (RISC)原理而設計的。指令集和相關的譯碼機制比復雜指令集計算機要簡單得多。這樣使用一個小的、廉價的處理器核就可實現(xiàn)很高的指令吞吐量和實時的中斷響應。由于使用了流水線技術,處理和存儲系統(tǒng)的所有部分都可連續(xù)工作。通常在執(zhí)行一條指令的同時對下一條指令進行譯碼,并將第三條指令從存儲器中取出。由于 ARM9的144腳封裝、極低的功耗、 16kB片內(nèi)靜態(tài)RAM、多個 32位定時器、8路10位ADC、PWM輸出以及多達9個外部中斷管腳、通過可編程的片內(nèi)鎖相環(huán)(PLL)可實現(xiàn)最大為60M的CPU操作頻率使它特別適用于工業(yè)控制、醫(yī)療系統(tǒng)、訪問控制和電子收款機(POS)。
采用ATMEL作為主控制芯片,通過RS485/232轉換電路,實現(xiàn)MCU與上微機PC的通信,控制讀寫器與計算機之間的數(shù)據(jù)傳輸,地感線圈以及車輛感應系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集,并對采集到的數(shù)據(jù)進行校驗、緩存、過濾、轉發(fā)等預處理。
2.2 RFID簡介[3][6]
射頻識別(RFID:Radio Frequency Identification)技術是一項利用射頻信號通過空間耦合 (交變磁場或電磁場)實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。它是一種非接觸式的自動識別技術,通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù),識別工作無須人工干預,可工作于各種惡劣環(huán)境。射頻識別[5][6]系統(tǒng)由射頻卡、讀寫器、微波天線三部分組成。射頻卡 (Tag,即電子標簽 ):由耦合元件及芯片組成,標簽含有內(nèi)置天線,用于和射頻天線間進行通信,通常是存有數(shù)據(jù)的小型電子標簽,它具有智能讀寫及加密通信的能力,卡內(nèi)存儲了用戶的詳細信息,例如:卡號、車牌號、車型、車輛所屬單位、余額等。讀寫器:讀取(也可以寫入)標簽信息的設備。微波天線:在標簽和讀寫器間傳遞射頻信號。
2.3主要部分功能介紹
1)上位機系統(tǒng):主要包含監(jiān)控計算機 PC和數(shù)據(jù)庫服務器。監(jiān)控計算機 PC對停車場實施監(jiān)控,數(shù)據(jù)庫存儲和更新停車場的數(shù)據(jù)信息。
2) RFID系統(tǒng):讀寫器主要由射頻發(fā)射接收電路和接口模塊組成。當?shù)馗芯€圈感應到車輛進出時,相應地,讀寫器發(fā)射信號,激活進入工作區(qū)的射頻識別卡,同時把卡片傳輸器送來的高頻載波信號經(jīng)過放大解調(diào)解碼后變成數(shù)字信號最終送給PC。
3)感應系統(tǒng):采用ATMELARM9微處理器作為信息處理芯片,實現(xiàn)感應系統(tǒng)與 PC機的通信。地感線圈檢測汽車的到來,車感線圈則用于汽車的防砸保護。
4)道閘系統(tǒng):根據(jù)PC機發(fā)出的命令做出相應的升降反應。
5)輔助系統(tǒng):包含攝像機,LED提示牌和警報器以及打印設備等。
3. 系統(tǒng)的工作原理和過程
3.1系統(tǒng)的工作原理
進出的輛車上均配置有一張預先在系統(tǒng)注冊的無源射頻卡,射頻卡被讀寫器傳輸?shù)哪芰考せ詈螅蜃x寫器發(fā)射信號,當安裝在出入口附近的遠距離讀寫器接收到感應卡信號后,讀寫器通過485(或者韋根)接口將射頻卡信息發(fā)給上位機系統(tǒng)。計算機進行數(shù)據(jù)處理,判斷卡片的合法性:如果合法,則指示道閘控制器上的繼電器動作,驅(qū)動道閘開啟,允許車輛出入;否則不予放行。道閘系統(tǒng)可配置圖像抓拍裝置,在車輛出入時,實時抓拍當前車輛照片并保存在數(shù)據(jù)庫中。這樣,上位機PC可以實時監(jiān)控車輛出入記錄,包括卡號、車輛部門、牌照以及照片、進場時間等信息。
3.2系統(tǒng)的工作過程
首先,用戶開車入場時,通過地感線圈,讀寫器感應到用戶卡,自動判斷該卡是否有效。如果有效,把用戶信息傳遞給計算機,通過與數(shù)據(jù)庫信息對比,信息一致
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