RFID智能停车管理系统ppt课件.ppt

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。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。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IC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。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。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接口状态指示模块天线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。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。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。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。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，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。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读卡机读卡车辆卡是否合法和有效数据库备份自动取卡控制器记录信息卡操作授权登记车辆通过，道闸关闭防砸车装置检测开启道闸车辆进场通行未必否否是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。2.1.6 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。出场工作流程图出口车辆探测器探测到有车来读卡固定用户车辆车辆卡有效期自动放行或管理员比对图像后放行控制器记录信息管理员收卡收费管理员比对图像后放行开启闸道防砸车装置检测车辆通过匝道车辆出场是是否通行未必主要的一些优点：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口控制系统车辆检测系统发卡读卡系统车位检测信息提示监控系统报警系统用户管理计费收费出口监控车辆检测系统收卡读卡系统