RFID智能停车管理系统

1.2.1 射频读写器硬件系统设计
图为读写器系统硬件框图：
状态指示模块
天线
射频收发模块
主控制器
串行通讯 模块
电源模块
辅助电路
JTAG接口
• 1、主控模块由微控制器及其复位电路、指示装置电路、RS-232通信 接口电路、电源电路、JTAG接口电路及辅助电路组成。
• 2、主控制器是系统的核心组成，用户命令是由它负责接收。同时对 发送信号和接收信号进行编码和解码，射频收发模块实现主控制器与 应答器之间的通信过程。基带信号的调制发射和解调接收功能是由射 频收发模块完成。
• 2.1.5 临时车辆出场原理 • 驾驶车辆进入停车场离场通道，停在出口处，车辆检测器检测到有车后，向出口控制
器发出有车信号。摄像系统和车辆识别系统启动，摄入车辆图像，经车辆识别系统分析 后，获得牌照信息、颜色信息、车辆信息等；用户将入场时取得的用户卡交给管理人员， 管理人员通过读卡机读取用户卡ID信息，并将用户卡收回循环利用。数据中心通过检索 数据库中对应ID号，获得该用户的类型、入场时间、并查询数据库中与此ID号相关的车 辆信息，与刚才实时获取的信息进行比对，若不符合则拒绝放行，
入口控制系统 车辆识别系统 安全监控系统
用户管理系统 出口控制系统
入车发
口辆卡 车
信
控检读 位
息
制测卡 检
提
系系系 测
示
统统统
监报 控警 系系 统统
车收
用
计
出辆 卡
户
费
口检 读
管
收
监测 卡
理
费
控系 系
统统
1.2.3 读卡器天线设计
• 电感耦合式射频识别系统的读写器天线用于产生磁通量，而磁通量 用于向非接触式IC卡提供电源并在读卡器与非接触式IC卡之间传输信 息。因此，对读卡器天线的构造就有三个基本：首先是使用天线线圈 的电流量最大，用于产生最大的磁通量；其次是功率要匹配，以最大 的程度利用产生磁通量的可用能量；最后是要有足够的带宽，以无失 真地传送用数据调制载波信号。
1.1 RFID的系统构成
• 射频识别系统由电子标签，读写器，计算机通信网络三部分组成 • （1）电子标签 • 电子标签存储着需要被识别物品的相关信息，通常被放置在需要是别的物品
上，他所存储的信息通常可被射频读写器通过非接触方式读/写获取。 • （2）读写器 • 读写器是可以利用射频技术读/写电子标签的信息的设备。读写器读出的标签
• 入场工作流程图
入口
车辆检测器检 测到有车来
允许读卡
固定用户车辆
否
是
读卡机读卡
否 车辆卡是否合法和有效 数据库备份
自动取卡
车辆通过， 道闸关闭
车辆进场
防砸车装 置检测
控制器记录信息 开启道闸
通行未必
卡操作授权登记
• 并给出告警信息和出错提示信息。若符合，数据中心根据车辆在场内停留时间和计费费
率，计算用户应缴费额，同时显示在金额显示器屏幕上，语音提示设备提示用户应 交 纳金额，用户缴纳相应费用后，管理人员将通过出场控制器打开出口电动栏杆，用 户 驾车驶出停车场。出口电动栏杆检测到配套车辆检测器信号出现“有车--无车”变换后 ，自动将栏杆放下。计算机接收到出口栏杆出现“抬竿--落杆”动作后，确认本次出厂 过程完成。将先前获得的用户卡号，入场时间、出场时间保存到相应数据库中，完 成 一次出场过程。
• 2.1.4 长期车辆入场原理
• 当持长期卡的用户车辆进入入口读卡器的感应范围时，读卡器即与射频卡之间建立起
信息交换系统，射频卡向读卡器发送卡信息，读卡器判断射频卡的合法性和时间有效性， 如有效则获取射频卡的ID号，并将其上送至数据处理中心。同时，摄像系统和车辆识别 系统将启动。摄入车辆图像，经车辆识别系统分析后，
和阅读器两个方向的数据传输。 • 逻辑控制单元（读写模块）： • （1）与应用系统软件进行通信，并执行从应用系统软件发送来的指
令。 • （2）控制阅读器与电子标签的通信过程。
• （3）信号的编码和解码 • （4）对阅读器和标签之间传输的数据进行加密盒解密。 • （5）执行防碰撞算法 • （6）阅读器和标签的身份验证。
信息可以通过计算机以及网络系统进行管理和信息传输。 • （3）计算机通信网络 • 在射频识别系统中，计算机通信网络通常用于对数据进行管理，完成通信传
输功能。读写器可以通过标准接口与计算机通信网络连接，以便实现通信和 数据传输功能。
1、阅读器（读写器）
• 阅读器主要由射频接口、逻辑控制单元和天线三部分组成。 • 主要功能和任务： • 射频接口： • （1）产生高频发射能量，激活电子标签并为其提供能量。 • （2）对发射信号进行调制，将数据传输给电子标签。 • （3）接收并调制来自电子标签的射频信号。 • 注：在射频接口中有两个分隔开的信号通道，分别来往于电子标签
• 功能模块主要分为： • 天线、电压调节器、调制器、解调器、逻辑控制单元、存储单元
1.2 RFID系统基本工作流程
• （1）读写器将无线电载波信号经过发射天线向外发射； • （2）当电子标签进入发射天线的工作区时，电子标签被激活，将自
身信息的代码经天线发射出去； • （3）系统的接收天线接受电子标签发出的载波信号，经天线的调节
• 2.1.6 长期卡车车辆出厂原理
• 持长期卡用户的车辆到达停车场出口时，读卡器获取该卡信息，将信息上送到数据库
处理中心，启动车辆图像识别系统，判断用户卡的有效性和密码，并将数据中心查到 的信息与此ID号相关的车辆信息与车辆识别系统获取的信息进行进行比对，如果符合， 则给出口控制器一个有效信号，由出口控制器控制抬起出口电动栏杆，用户驾车离开 停车场，完成一次出场过程。
• 获得牌照信息，颜色信息，车型信息等；数据处理中心根据读卡器上传的ID号，查询数
据库中与此ID号相关的车辆信息，并与刚才实时获取的信息进行比对，若不符合则拒绝 放行，同时给出报警信息和出错提示信息。另外，数据处理中心还会检查此固定卡是否 过期。若符合条件，则给入口控制器一个有效信号，抬起栏杆，用户驾车驶入停车场。 入口电动栏杆检测到配套车辆检测器信号出现“有车--无车”变化后，将栏杆放下。入 口控制器接收到入口栏杆出现“抬竿--落杆”的动作后，确认本次入场过程已经完成。
• 出场工作流程图
出口 车辆探测器探 测到有车来
读卡
通行未必
防砸车装置检测
开启闸道
车辆通过匝道
车辆出场
固定用户车辆 是
车辆卡有效期 是 自动放行或管理 员比对图像后放行
否
管理员收卡收费
管理员比对 图像后放行
控制器记录信息
• 主要的一些优点：
• 优点1：自动化程度高，人力、物力成本节约大，综合成本低 • 优点2：相对于出入口看管人员手动控制来说，实现了相当程度地自
动化，降低了出入口看管人员的工作难度和工作量，降低了人为事故 的发生率。
• 优点3：相对于近距离刷卡确认身份的停车场系统来说，实现了相当 程度的智能化，免除了本单位（系统）车辆的停车－开窗－刷卡－启动 通行这个繁琐过程；取而代之的是无需停车直接通行进出口。
• 智能停车场管理系统设计主要流程图
数据处理中心
• 天线：一种能将接收到的电磁波转换为电流信号或者将电流信号转 换成电磁波发射出去的装置。
2、电子标签（应答器）
• 电子标签也称应答器，智能标签，是由IБайду номын сангаас芯片和通信天线组成的超微型 的小标签，内置射频天线用于和阅读器进行通信。系统工作时，阅读器 发出查询（能量）信号，标签（无源）在收到查询（能量）信号后将其 一部分直流电源供电子标签内的电路工作，一部分能量信号被电子标签 内保存的数据信息调制后反射回阅读器。
信号传送给入口控制器，入口控制器获取车辆到来的信号后，向有关设备发出指令， 启动摄像系统和车辆识别系统。经计算机对图像进行处理后，记录车辆的牌照信息、 颜色信息、车型信息等，语系提示设备提示用户按动取卡按钮，入口控制器检测到 取卡信息后，通过串口发给卡机发送发卡命令。发卡机接到命令后，发出一张临时 用户卡，刚才系统获取的信息即与此卡的ID号对应起来。同事语音提示器提示用户 取走临时卡。如果用户在规定时间内不取卡，发卡机将自动吞回用户卡，入口控制 器取消此次入场操作。用户取走卡后，发卡机发出用户已取走卡的信号给入口控制 器，入口控制器抬起栏杆，用户驾车驶入停车场。入口电动栏杆检测到配套车辆检 测器信号出现“有车--无车”变化后，才自动将栏杆放下，以杜绝砸车事件的发生。 入口控制器接收到入口栏杆出现“抬竿--落杆”的动作后，确认本次入场过程已经完 成。
• 3、JATG接口主要作用是设置主控制器的熔丝位以及在线调试等。
• 串口通信接口可以实现与PC机之间的通信过程。 • 4、稳压与电压转换功能是由电源电路完成，辅助电路报警功能是由
系统提供。
1.2.2 射频读写模块设计
• 系统主要由MCU、时钟芯片、MFRC500、液晶屏、看门狗以及RS485通 信模块组成。系统的工作方式是先由MCU控制MFRC500驱动天线Mifare卡， 进行读写操作，然后，根据所得的数据对其他接口器件，如液晶屏、 E2PROM、时钟芯片等，进行响应操作，最后，再与PC机之间进行通信， 把 数据传给上位机。MCU采用89C52，是因为89C52开发简单，运行稳定。 E2PROM采用24C64，用于存储系统的数据。24C64是串口操作方式，是一 种性价比较高的存储芯片。液晶屏采用带字库的ST7920，是因为他是并口 操作方式的，操作方便。时钟芯片采用DS1302。DS1302是Dallas公司生产 的新型产品，内置电池，可连续使用10年。为了防止系统“死机”，使用 X5045作为看门狗。X5045是串口工作方式，内置E2PROM，可用来存储一 些系统参数。与上位机的通信采用RS485通信模式，通信距离可以达到 1000m左右。整个系统由9V电源供电，再由稳压模块7805稳压成5V的电源。 由于7805的工作热量很高，故在7805上安置一个散热片。
二、 智能停车场管理系统设计
• 2.1.1 临时用户 • 临时用户是指临时使用停车场停车的用户，这类用户的停车行为一
般具有临时性，随机性，使用频率低的特性。 • 2.1.2 固定用户 • 固定用户是指长期固定使用停车场的用户，这类用户的停车行为一
般具有长期性、规律性、使用频次高的特性。
• 2.1.3 临时车辆入场原理 • 临时车辆进入停车场时，设在车道下的车辆感应线圈检车到车辆的到来。将有车
RFID智能停车管理系统
• RFID又称射频识别技术，是一种逐渐成熟的自动识别技术。 具有很多的突出优点：RFID技术不需要人工干预，不需要 直接接触、不需要光学可视即可完成输出和处理，可工作 于各种恶劣环境，可识别高速运动物体并可同时识别多个 标签，操作快捷方便，实现了无缘和面接触操作，应用便 利，无机械磨损，寿命长，机具无直接对最终用户开放的 物理接口，能更好的地保证机具的安全性；数据安全性能 提高，除标签的密码保护外，读写器和标签之间也可互相 认证，实现安全通信和存储等。
器传输给读写器。读写器对接收到的信号进行接调解码，送往后台的 电脑控制器； • （4）电脑控制器根据逻辑运算判断标签的合法性，针对不同的设定 做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构的动作； • （5）通过计算机通信网络将各个监控点连接起来，构成总控信息平 台，可以根据不同的软件来完成要是实现的功能。