RFID智能停車管理系統(tǒng).ppt

RFID智能停車管理系統(tǒng),RFID又稱射頻識別技術(shù)，是一種逐漸成熟的自動識別技術(shù)。具有很多的突出優(yōu)點：RFID技術(shù)不需要人工干預，不需要直接接觸、不需要光學可視即可完成輸出和處理，可工作于各種惡劣環(huán)境，可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便，實現(xiàn)了無緣和面接觸操作，應用便利，無機械磨損，壽命長，機具無直接對最終用戶開放的物理接口，能更好的地保證機具的安全性；數(shù)據(jù)安全性能提高，除標簽的密碼保護外，讀寫器和標簽之間也可互相認證，實現(xiàn)安全通信和存儲等。,1.1RFID的系統(tǒng)構(gòu)成,射頻識別系統(tǒng)由電子標簽，讀寫器，計算機通信網(wǎng)絡三部分組成（1）電子標簽電子標簽存儲著需要被識別物品的相關(guān)信息，通常被放置在需要是別的物品上，他所存儲的信息通?？杀簧漕l讀寫器通過非接觸方式讀/寫獲取。（2）讀寫器讀寫器是可以利用射頻技術(shù)讀/寫電子標簽的信息的設備。讀寫器讀出的標簽信息可以通過計算機以及網(wǎng)絡系統(tǒng)進行管理和信息傳輸。（3）計算機通信網(wǎng)絡在射頻識別系統(tǒng)中，計算機通信網(wǎng)絡通常用于對數(shù)據(jù)進行管理，完成通信傳輸功能。讀寫器可以通過標準接口與計算機通信網(wǎng)絡連接，以便實現(xiàn)通信和數(shù)據(jù)傳輸功能。,1、閱讀器（讀寫器）,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：射頻接口：（1）產(chǎn)生高頻發(fā)射能量，激活電子標簽并為其提供能量。（2）對發(fā)射信號進行調(diào)制，將數(shù)據(jù)傳輸給電子標簽。（3）接收并調(diào)制來自電子標簽的射頻信號。注：在射頻接口中有兩個分隔開的信號通道，分別來往于電子標簽和閱讀器兩個方向的數(shù)據(jù)傳輸。邏輯控制單元（讀寫模塊）：（1）與應用系統(tǒng)軟件進行通信，并執(zhí)行從應用系統(tǒng)軟件發(fā)送來的指令。（2）控制閱讀器與電子標簽的通信過程。,（3）信號的編碼和解碼（4）對閱讀器和標簽之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密盒解密。（5）執(zhí)行防碰撞算法（6）閱讀器和標簽的身份驗證。天線：一種能將接收到的電磁波轉(zhuǎn)換為電流信號或者將電流信號轉(zhuǎn)換成電磁波發(fā)射出去的裝置。,2、電子標簽（應答器）,電子標簽也稱應答器，智能標簽，是由IC芯片和通信天線組成的超微型的小標簽，內(nèi)置射頻天線用于和閱讀器進行通信。系統(tǒng)工作時，閱讀器發(fā)出查詢（能量）信號，標簽（無源）在收到查詢（能量）信號后將其一部分直流電源供電子標簽內(nèi)的電路工作，一部分能量信號被電子標簽內(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、存儲單元,1.2RFID系統(tǒng)基本工作流程,（1）讀寫器將無線電載波信號經(jīng)過發(fā)射天線向外發(fā)射；（2）當電子標簽進入發(fā)射天線的工作區(qū)時，電子標簽被激活，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簽發(fā)出的載波信號，經(jīng)天線的調(diào)節(jié)器傳輸給讀寫器。讀寫器對接收到的信號進行接調(diào)解碼，送往后臺的電腦控制器；（4）電腦控制器根據(jù)邏輯運算判斷標簽的合法性，針對不同的設定做出相應的處理和控制，發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機構(gòu)的動作；（5）通過計算機通信網(wǎng)絡將各個監(jiān)控點連接起來，構(gòu)成總控信息平臺，可以根據(jù)不同的軟件來完成要是實現(xiàn)的功能。,1.2.1射頻讀寫器硬件系統(tǒng)設計,圖為讀寫器系統(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，用戶命令是由它負責接收。同時對發(fā)送信號和接收信號進行編碼和解碼，射頻收發(fā)模塊實現(xiàn)主控制器與應答器之間的通信過程?；鶐盘柕恼{(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現(xiàn)與PC機之間的通信過程。4、穩(wěn)壓與電壓轉(zhuǎn)換功能是由電源電路完成，輔助電路報警功能是由系統(tǒng)提供。,1.2.2射頻讀寫模塊設計,系統(tǒng)主要由MCU、時鐘芯片、MFRC500、液晶屏、看門狗以及RS485通信模塊組成。系統(tǒng)的工作方式是先由MCU控制MFRC500驅(qū)動天線Mifare卡，進行讀寫操作，然后，根據(jù)所得的數(shù)據(jù)對其他接口器件，如液晶屏、E2PROM、時鐘芯片等，進行響應操作，最后，再與PC機之間進行通信，把數(shù)據(jù)傳給上位機。MCU采用89C52，是因為89C52開發(fā)簡單，運行穩(wěn)定。E2PROM采用24C64，用于存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。24C64是串口操作方式，是一種性價比較高的存儲芯片。液晶屏采用帶字庫的ST7920，是因為他是并口操作方式的，操作方便。時鐘芯片采用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”，使用X5045作為看門狗。X5045是串口工作方式，內(nèi)置E2PROM，可用來存儲一些系統(tǒng)參數(shù)。與上位機的通信采用RS485通信模式，通信距離可以達到1000m左右。整個系統(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上安置一個散熱片。,1.2.3讀卡器天線設計,電感耦合式射頻識別系統(tǒng)的讀寫器天線用于產(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，對讀卡器天線的構(gòu)造就有三個基本：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，以無失真地傳送用數(shù)據(jù)調(diào)制載波信號。,二、智能停車場管理系統(tǒng)設計,2.1.1臨時用戶臨時用戶是指臨時使用停車場停車的用戶，這類用戶的停車行為一般具有臨時性，隨機性，使用頻率低的特性。2.1.2固定用戶固定用戶是指長期固定使用停車場的用戶，這類用戶的停車行為一般具有長期性、規(guī)律性、使用頻次高的特性。,2.1.3臨時車輛入場原理臨時車輛進入停車場時，設在車道下的車輛感應線圈檢車到車輛的到來。將有車信號傳送給入口控制器，入口控制器獲取車輛到來的信號后，向有關(guān)設備發(fā)出指令，啟動攝像系統(tǒng)和車輛識別系統(tǒng)。經(jīng)計算機對圖像進行處理后，記錄車輛的牌照信息、顏色信息、車型信息等，語系提示設備提示用戶按動取卡按鈕，入口控制器檢測到取卡信息后，通過串口發(fā)給卡機發(fā)送發(fā)卡命令。發(fā)卡機接到命令后，發(fā)出一張臨時用戶卡，剛才系統(tǒng)獲取的信息即與此卡的ID號對應起來。同事語音提示器提示用戶取走臨時卡。如果用戶在規(guī)定時間內(nèi)不取卡，發(fā)卡機將自動吞回用戶卡，入口控制器取消此次入場操作。用戶取走卡后，發(fā)卡機發(fā)出用戶已取走卡的信號給入口控制器，入口控制器抬起欄桿，用戶駕車駛?cè)胪＼噲觥Ｈ肟陔妱訖跅U檢測到配套車輛檢測器信號出現(xiàn)“有車-無車”變化后，才自動將欄桿放下，以杜絕砸車事件的發(fā)生。入口控制器接收到入口欄桿出現(xiàn)“抬竿-落桿”的動作后，確認本次入場過程已經(jīng)完成。2.1.4長期車輛入場原理,當持長期卡的用戶車輛進入入口讀卡器的感應范圍時，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間有效性，如有效則獲取射頻卡的ID號，并將其上送至數(shù)據(jù)處理中心。同時，攝像系統(tǒng)和車輛識別系統(tǒng)將啟動。攝入車輛圖像，經(jīng)車輛識別系統(tǒng)分析后，獲得牌照信息，顏色信息，車型信息等；數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)讀卡器上傳的ID號，查詢數(shù)據(jù)庫中與此ID號相關(guān)的車輛信息，并與剛才實時獲取的信息進行比對，若不符合則拒絕放行，同時給出報警信息和出錯提示信息。另外，數(shù)據(jù)處理中心還會檢查此固定卡是否過期。若符合條件，則給入口控制器一個有效信號，抬起欄桿，用戶駕車駛?cè)胪＼噲?。入口電動欄桿檢測到配套車輛檢測器信號出現(xiàn)“有車-無車”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”的動作后，確認本次入場過程已經(jīng)完成。2.1.5臨時車輛出場原理駕駛車輛進入停車場離場通道，停在出口處，車輛檢測器檢測到有車后，向出口控制器發(fā)出有車信號。攝像系統(tǒng)和車輛識別系統(tǒng)啟動，攝入車輛圖像，經(jīng)車輛識別系統(tǒng)分析后，獲得牌照信息、顏色信息、車輛信息等；用戶將入場時取得的用戶卡交給管理人員，管理人員通過讀卡機讀取用戶卡ID信息，并將用戶卡收回循環(huán)利用。數(shù)據(jù)中心通過檢索數(shù)據(jù)庫中對應ID號，獲得該用戶的類型、入場時間、并查詢數(shù)據(jù)庫中與此ID號相關(guān)的車輛信息，與剛才實時獲取的信息進行比對，若不符合則拒絕放行，,入場工作流程圖,入口,車輛檢測器檢測到有車來,允許讀卡,固定用戶車輛,讀卡機讀卡,車輛卡是否合法和有效,數(shù)據(jù)庫備份,自動取卡,控制器記錄信息,卡操作授權(quán)登記,車輛通過，道閘關(guān)閉,防砸車裝置檢測,開啟道閘,車輛進場,通行未必,否,否,是,并給出告警信息和出錯提示信息。若符合，數(shù)據(jù)中心根據(jù)車輛在場內(nèi)停留時間和計費費率，計算用戶應繳費額，同時顯示在金額顯示器屏幕上，語音提示設備提示用戶應交納金額，用戶繳納相應費用后，管理人員將通過出場控制器打開出口電動欄桿，用戶駕車駛出停車場。出口電動欄桿檢測到配套車輛檢測器信號出現(xiàn)“有車-無車”變換后，自動將欄桿放下。計算機接收到出口欄桿出現(xiàn)“抬竿-落桿”動作后，確認本次出廠過程完成。將先前獲得的用戶卡號，入場時間、出場時間保存到相應數(shù)據(jù)庫中，完成一次出場過程。2.1.6長期卡車車輛出廠原理持長期卡用戶的車輛到達停車場出口時，讀卡器獲取該卡信息，將信息上送到數(shù)據(jù)庫處理中心，啟動車輛圖像識別系統(tǒng)，判斷用戶卡的有效性和密碼，并將數(shù)據(jù)中心查到的信息與此ID號相關(guān)的車輛信息與車輛識別系統(tǒng)獲取的信息進行進行比對，如果符合，則給出口控制器一個有效信號，由出口控制器控制抬起出口電動欄桿，用戶駕車離開停車場，完成一次出場過程。,出場工作流程圖,出口,車輛探測器探測到有車來,讀卡,固定用戶車輛,車輛卡有效期,自動放行或管理員比對圖像后放行,控制器記錄信息,管理員收卡收費,管理員比對圖像后放行,開啟閘道,防砸車裝置檢測,車輛通過匝道,車輛出場,是,是,否,通行未必,主要的一些優(yōu)點：優(yōu)點1：自動化程度高，人力、物力成本節(jié)約大，綜合成本低優(yōu)點2：相對于出入口看管人員手動控制來說，實現(xiàn)了相當程度地自動化，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3：相對于近距離刷卡確認身份的停車場系統(tǒng)來說，實現(xiàn)了相當程度的智能化，免除了本單位（系統(tǒng)）車輛的停車開窗刷卡啟動通行這個繁瑣過程；取而代之的是無需停車直接通行進出口。,智能停車場管理系統(tǒng)設計主要流程圖,數(shù)據(jù)處理中心,入口控制系統(tǒng),車輛識別系統(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),車輛檢測系統(tǒng),發(fā)卡讀卡系統(tǒng),車位檢測,信息提示,監(jiān)控系統(tǒng),報警系統(tǒng),用戶管理,計費收費,出口監(jiān)控,車輛檢測系統(tǒng),收卡讀卡系統(tǒng),