Ontwerp van een op WiFi gebaseerd RFID schaalbaar AMR-parkeerplaatsdetectiesysteem

Inleiding

Realtime detectie van parkeerplaatsen op parkeerterreinen is de sleutel tot het realiseren van intelligent beheer van parkeerterreinen en het verbeteren van het gebruik van parkeerplaatsen. Het is ook een vereiste voor modern parkeerbeheer. De ontwikkeling van het parkeerdetectiesysteem op de parkeerplaats heeft over het algemeen drie fasen doorlopen: gronddetectiespoeldetectie, poortbesturing en realtime parkeerdetectie. Parkeerdetectie is nauw verwant aan het niveau van detectietechnologie. De snelle ontwikkeling van sensoren is de garantie voor detectieniveau. De basisarchitectuur van de eerste twee parkeerdetectiesystemen is te groot en de installatie is te omslachtig; ze kunnen niet voldoen aan de behoeften van de snelle ontwikkeling van parkeerterreinen in termen van betrouwbaarheid, realtime, nauwkeurigheid, schaalbaarheid, laag energieverbruik en weinig Engineering.

WiFi is een draadloze technologie met een kort bereik die verbinding maakt met internet via radiogolven en veel wordt gebruikt bij het opzetten van draadloze LAN's binnenshuis. De uitstekende voordelen van WiFi zijn: ten eerste is de dekking van radiogolven breed, met een straal van maximaal ongeveer 100 m; ten tweede is de transmissiesnelheid van WiFi erg snel, die 54 Mb/s kan bereiken; ten derde is de toegangsdrempel laag, zolang het eindapparaat WiFi ondersteunt. U kunt deelnemen aan het WiFi-netwerk volgens bepaalde machtigingen. In het parkeerdetectiesysteem wordt WiFi-technologie gebruikt om knooppuntparameters van het detectiesysteem te verzamelen en te verzenden, en om besturingssignalen te verzenden en te regelen. Dit voorkomt het aanleggen van omslachtige datalijnen op de parkeerplaats, wat van belang is voor het verlagen van kosten en energieverbruik, en maakt detectie efficiënter. De schaalbaarheid van het systeem is flexibeler.

Radio Frequency Identification (RFID)-technologie is een contactloze automatische identificatietechnologie die gebruikmaakt van radiofrequentiecommunicatie. RFID in de 2,4 GHz-frequentieband kan de vereisten voor overeenkomstige apparatuur in het systeem verminderen en de gevoeligheid voor frequentieafwijkingen verminderen. De introductie van RFID-technologie in het parkeerdetectiesysteem is bevorderlijk voor de ontwikkeling van standaardapparatuur. Het unieke ID-nummer van de voertuigdetector kan worden gebruikt om snel parkeerplaatsen te vinden, wat gunstig is voor de parkeergeleiding op de parkeerplaats.

Dit artikel combineert de vereisten van het parkeerdetectiesysteem op de parkeerplaats om een op WiFi gebaseerd RFID uitbreidbaar AMR-parkeerdetectiesysteem te ontwerpen, dat de kosten en complexiteit van het parkeerdetectiesysteem aanzienlijk vermindert, het energieverbruik van het systeem vermindert en de nauwkeurigheid van de systeemdetectie verbetert. en haalbaarheid om schaalbaarheid van het systeem te bereiken.

1 Systeemontwerp

1.1 Ontwerp van parkeerplekdetectiesysteem

Het parkeerplekdetectiesysteem bestaat uit een server, een draadloze router, een parkeerplekdisplay, een RFID-lezer en een AMR (Anisotropic Magneto Resistive) sensorknooppunt. De server is verantwoordelijk voor het verwerken van de geüploade gegevens, het verzenden van de verwerkingsresultaten naar het displayscherm en het verzenden van instructies naar de lezer/schrijver. De draadloze router is een belangrijk onderdeel van het gehele parkeerplekdetectiesysteem. Het is verantwoordelijk voor het organiseren van alle onderdelen van het gehele systeem in een lokaal netwerk. Het parkeerplekdisplayscherm wordt gebruikt om de huidige status van de parkeerplaats in realtime weer te geven. De RFID-lezer ontvangt de gegevens die door het AMR-sensorknooppunt zijn geüpload en verzendt deze via wifi naar de server. Het ontvangt ook de instructies van de server en stuurt deze door naar het AMR-sensorknooppunt. Het AMR-sensorknooppunt is verantwoordelijk voor het detecteren van het magnetische veld in de parkeerplaats, het beoordelen of er een voertuig is op basis van de veranderingen in het magnetische veld, het weerspiegelen van de gedetecteerde situatie door middel van gegevens en het verpakken van de gegevens en het draadloos verzenden ervan naar de RFID-lezer, het knooppunt en de RFID-lezer. Communicatie is tweerichtingsverkeer.

Bij het ontwerpen van het systeem is de systeemnetwerkstructuur een stertopologie, de systeem-RFID-lezer en -schrijver is de netwerkcontroller en de AMR-sensorknooppunten zijn allemaal slaveknooppunten. De netwerktopologie is zoals weergegeven in de afbeelding. De RFID-lezer heeft een transceiverfunctie en is verantwoordelijk voor het beheer en de controle van de uplink- en downlinkgegevens of -instructies van het systeem; het AMR-sensorknooppunt is verantwoordelijk voor het verzamelen van magnetische veldparametergegevens en het voorverwerken van gegevens.

1.2 Systeemcircuitontwerp

Het circuitontwerp van het parkeerdetectiesysteem omvat:

(1) AMR-sensorknooppuntcircuit, inclusief knooppuntvoedingsonderdeel, parkeerspace magnetische veld acquisitie onderdeel, data preprocessing onderdeel en radiofrequentie transceiver onderdeel, etc.;

(2) RFID lezer/schrijver circuit, inclusief radiofrequentie transceiver onderdeel, WiFi onderdeel, dataverwerking onderdeel en controle onderdeel.

Het basis circuit van het AMR sensor knooppunt is afgebeeld in de afbeelding. Het voedingsgedeelte gebruikt TI's APL5312-33 om te functioneren als een LDU. De ingangsspanning van de voeding is 4,2 V en de uitgang is 3,3 V.

Magnetische veldsterkte detectie gebruikt de MMC2122MG AMR sensor. Deze sensor heeft de kenmerken van klein formaat, lange levensduur, hoge gevoeligheid, laag energieverbruik en stabiliteit. Het kan breed worden gebruikt in elektronische kompassen, GPS-navigatie, positiedetectie, voertuigdetectie en magnetometrie. MMC2122MG is een twee-assige magnetoresistieve sensor. Het kan signaalverwerking op de chip voltooien en integreert de I2C-bus. Het vereist geen A/D-conversie en kan rechtstreeks op de microprocessor worden aangesloten.

De MSP430F2618, die een laag stroomverbruik en hoge prestaties heeft, wordt gebruikt om de verzamelde gegevens voor te verwerken, te communiceren met de 2,4 GHz radiofrequentiechip CC2500 via zijn eigen SPI-poort en de voorverwerkte gegevenspakketten te uploaden naar de RFID-lezer. Instructies ontvangen van de RFID-lezer.

Het RF-transceivercircuit van de RFID-lezer wordt weergegeven in Afbeelding 5. CC2500 communiceert met het leesbesturingsgedeelte via SPI. CC2591 vergroot het linkbudget door een vermogenstransmitter te leveren om het uitgangsvermogen te verbeteren; CC2591 heeft een laag ruisgetal. Ruisversterker (LNA) om de gevoeligheid van de ontvanger te verbeteren, vermogensversterker (PA), schakelende RF-matcher en baluncircuit om te voldoen aan het eenvoudige ontwerp van draadloze toepassingen met hoge prestaties.