智能科技論文基于RFID的智能車庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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　　隨著城市交通的日益發(fā)展和車輛的激增，車輛通行和停放都成了一個(gè)難題。本文針對(duì)停車?yán)щy的問題，設(shè)計(jì)了一套結(jié)合射頻模塊、PLC控制模塊、視頻監(jiān)控模塊、溫度測(cè)控模塊、道閘控制模塊、顯示模塊和音頻模塊于一體的智能化車庫系統(tǒng)。

　　摘要：給出了采用ADF7021射頻芯片，用閱讀器讀取書簽內(nèi)的信息，并通過控制器將信息傳送給上位機(jī)，上位機(jī)經(jīng)過命令處理將信息發(fā)送給PLC控制器S7-300系列，以控制器控制道閘、車位顯示屏、信號(hào)指示燈的具體方法。為防止控制器誤動(dòng)作，該系統(tǒng)還安裝了壓力傳感器協(xié)同射頻模塊工作。此外，系統(tǒng)還有較好的人際互動(dòng)界面，且可通過溫度傳感器和視頻監(jiān)控系統(tǒng)來預(yù)防火災(zāi)和其他危險(xiǎn)的發(fā)生。

　　關(guān)鍵詞：智能科技論文,射頻芯片,PLC,傳感器,視頻監(jiān)控

　　1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　1.1系統(tǒng)工作原理

　　當(dāng)車輛到達(dá)小區(qū)門口3～5m時(shí)，射頻閱讀器讀取射頻書簽中的信息，同時(shí)壓力傳感器作為熱備用感應(yīng)車輛，閱讀器和壓力傳感器協(xié)同將信息傳送給可編程序控制器PLC，PLC經(jīng)過判斷將信息傳送給上位機(jī)，上位機(jī)識(shí)別射頻書簽為本系統(tǒng)卡后采集信息，向可編程序控制器發(fā)送指令，PLC控制車位顯示屏顯示可停車號(hào)碼，控制閘門打開，控制車庫內(nèi)安裝的信號(hào)指示燈和音頻設(shè)備使車主更快地完成停車過程。車庫內(nèi)還配置了溫度傳感器，上位機(jī)連接了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)控車庫內(nèi)的狀態(tài)，防止火災(zāi)和其他危害的發(fā)生，如果發(fā)生危害，上位機(jī)可以將信息發(fā)送給PLC，控制信號(hào)指示燈和音頻設(shè)備發(fā)出警報(bào)。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　圖1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

　　1.2系統(tǒng)硬件選擇

　　1.2.1射頻芯片

　　本系統(tǒng)中的射頻芯片采用ADI公司的ADF7021，它是一款低功耗、高性能的收發(fā)器。工作頻率為80～650MHz和862～940MHz，符合ISO14443和ISO18000系列的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。具有高斯和升余弦兩種數(shù)據(jù)濾波選項(xiàng)，用以改善窄帶應(yīng)用的頻譜效率。ADF7021只需少量外部分立器件便可構(gòu)建一個(gè)完整的收發(fā)器。片內(nèi)ADC提供集成溫度傳感器、外部模擬輸入、電池電壓和RSSI信號(hào)的回讀，因而可減少ADC開銷。溫度傳感器在40～+85℃的整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)精度達(dá)到±10℃。在室溫下進(jìn)行1點(diǎn)校準(zhǔn)并將結(jié)果存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)，即可提高此精度。

　　1.2.2壓力傳感器

　　系統(tǒng)中的壓力傳感器采用huba511系列，使用壽命長(zhǎng)、精度高、溫度穩(wěn)定性好和優(yōu)秀的電磁兼容性，因此使用于范圍廣泛且要求嚴(yán)格的工業(yè)應(yīng)用。

　　1.2.3可編程序控制器PLC

　　可編程序控制器PLC采用西門子S7-300系列，模塊化，無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，易于實(shí)現(xiàn)分布，易于用戶掌握；多種的性能遞增的CPU和豐富的且?guī)в性S多方便功能的I/O擴(kuò)展模塊，使用戶可以完全根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的模塊。當(dāng)任務(wù)規(guī)模擴(kuò)大并且愈加復(fù)雜時(shí)，可隨時(shí)使用附加模塊對(duì)PLC進(jìn)行擴(kuò)展�？删幊绦蚩刂破鱌LC與上位機(jī)之間要用RS232/485轉(zhuǎn)換器，且RS485抗干擾能力強(qiáng)，同時(shí)也增加了通訊距離，滿足系統(tǒng)的需要。視頻監(jiān)控系統(tǒng)與上位機(jī)的連接采用串行接入的方式。顯示屏和道閘由PLC發(fā)出指令控制。

　　1.2.4溫度傳感器

　　溫度傳感器采用EGA的EWS系列壁裝式溫度傳感器，價(jià)格低廉，與大多數(shù)過程儀表、控制器、記錄儀、數(shù)據(jù)記錄器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)兼容。精度：量程的±1%@25℃（77°F）±0.11%/℃（0.06%/°F），工作溫度范圍0～60℃（32～140°F）。

　　1.2.5信號(hào)指示燈

　　系統(tǒng)的信號(hào)指示燈采用LCD和雙色LED顯示。

　　1.2.6語音芯片

　　系統(tǒng)中的語音芯片采用TLFP0001芯片。超強(qiáng)ESD抵抗能力（可以抵抗2kV）、超低功；待機(jī)電流小于5μA；內(nèi)部集成16級(jí)音量調(diào)節(jié)，最小可以調(diào)節(jié)到靜音狀。高清音質(zhì)，內(nèi)部采用D-TO-D數(shù)字音頻轉(zhuǎn)；支持ISP在線燒錄聲音。

　　2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，包括上位機(jī)軟件和下位機(jī)軟件兩部分。上位機(jī)軟件主要針對(duì)計(jì)算機(jī)平臺(tái)，可采用C++語言編寫，主要用于控制節(jié)點(diǎn)終端設(shè)備和接收節(jié)點(diǎn)終端設(shè)備發(fā)送數(shù)，以及進(jìn)一步的處理。下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)主要針對(duì)PLC控制器，使用STEP7ProfessionalV11編程，主要是各功能模塊的驅(qū)動(dòng)，如射頻模塊的控制、道閘控制、顯示屏指示燈控，、音頻控，、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳送控制等。系統(tǒng)軟件流程圖如圖2所示。

　　圖2系統(tǒng)軟件流程圖

　　在數(shù)據(jù)的傳輸過程中，不管是閱讀器和電子標(biāo)簽之間的無線通信，還是閱讀器與PL、PLC和上位機(jī)之間的通信，都難免會(huì)遇到干擾而使數(shù)據(jù)發(fā)生變化，這是通信中既不愿意但又無法避免的情況。數(shù)據(jù)的接收方都必須對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，來識(shí)別傳輸錯(cuò)誤。一般的校驗(yàn)有奇偶校驗(yàn)，、縱向冗余校驗(yàn)法（LRC）和循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）法。

　　3結(jié)語

　　與以往的車庫系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)免去了車主停車刷卡方可通行的環(huán)節(jié)，因而節(jié)省了入庫時(shí)間，也防止了撞擊事件的發(fā)生。

　　本系統(tǒng)具有良好的人際互動(dòng)功能，既人性化，又讓車主更順暢地完成停車過程。

　　由于采用了智能化的操作流程，大大減少了人力資源的浪費(fèi)，同時(shí)也為調(diào)度部門緩解了壓力。

　　本系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)控的視頻功能和溫度測(cè)控功能，為緊急災(zāi)害（如火，、盜竊）等的處理提供了方便。

　　系統(tǒng)采用了PLC控制器和上位機(jī)連接，具有良好的擴(kuò)展功能，可與其他系統(tǒng)組成更強(qiáng)大的智能管理系統(tǒng)。與以往系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)受到自然環(huán)境的影響比較小，更加穩(wěn)定。

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