Design af WiFi-baseret RFID skalerbar AMR parkeringsplads detektionssystem

introduktion

Realtidsdetektering af parkeringspladser på parkeringspladser er nøglen til at realisere intelligent styring af parkeringspladser og forbedre parkeringspladsudnyttelsen. Det er også et krav for moderne parkeringsstyring. Udviklingen af parkeringspladsdetekteringssystemet på parkeringspladsen har generelt gennemgået tre faser: jordfølende spoledetektering, portkontrol og realtidsregistrering af parkeringspladser. Detektion af parkeringspladser er tæt forbundet med niveauet af detektionsteknologi. Den hurtige udvikling af sensorer er garantien for detektionsniveau. Den grundlæggende arkitektur af de to første parkeringspladsregistreringssystemer er for stor, og installationen er for besværlig; de kan ikke imødekomme behovene for den hurtige udvikling af parkeringspladser med hensyn til pålidelighed, realtid, nøjagtighed, skalerbarhed, lavt energiforbrug og lille mængde teknik.

WiFi er en trådløs teknologi med kort rækkevidde, der opretter forbindelse til internettet via radiobølger og er meget brugt i etableringen af indendørs trådløse LAN. De enestående fordele ved WiFi er: For det første er dækningen af radiobølger bred med en radius på op til omkring 100 m; for det andet er transmissionshastigheden for WiFi meget hurtig, som kan nå 54 Mb/s; for det tredje er adgangstærsklen lav, så længe terminalenheden understøtter WiFi. Du kan deltage i WiFi-netværket i henhold til visse tilladelser. I parkeringspladsdetekteringssystemet bruges WiFi-teknologi til at indsamle og transmittere nodeparametre for detektionssystemet og til at transmittere og styre kontrolsignaler. Herved undgår man at udlægge besværlige datalinjer på parkeringspladsen, hvilket har en vis betydning for at reducere omkostninger og energiforbrug, og gør detektion mere effektiv. Systemets skalerbarhed er mere fleksibel.

Radio Frequency Identification (RFID) teknologi er en berøringsfri automatisk identifikationsteknologi, der bruger radiofrekvenskommunikation. RFID i 2,4 GHz frekvensbåndet kan reducere kravene til tilsvarende udstyr i systemet og reducere følsomheden over for frekvensafvigelser. Indførelsen af RFID-teknologi i parkeringspladsdetektionssystemet er befordrende for udviklingen af standardudstyr. Køretøjsdetektorens unikke ID-nummer kan bruges til hurtigt at lokalisere parkeringspladser, hvilket er en fordel for parkeringspladsvejledningen på parkeringspladsen.

Dette papir kombinerer kravene til parkeringspladsdetektionssystemet på parkeringspladsen for at designe et WiFi-baseret RFID udvideligt AMR parkeringspladsdetekteringssystem, som i høj grad reducerer omkostningerne og kompleksiteten af parkeringspladsdetektionssystemet, reducerer systemets energiforbrug , og forbedrer systemets registreringsnøjagtighed. og gennemførlighed for at opnå systemskalerbarhed.

1 Systemdesign

1.1 Design af parkeringspladsdetekteringssystem

Parkeringspladsdetektionssystemet består af en server, en trådløs router, en parkeringspladsvisning, en RFID-læser og en AMR (Anisotropic Magneto Resistive) sensornode. Serveren er ansvarlig for at behandle de uploadede data, sende behandlingsresultaterne til skærmbilledet og er ansvarlig for at sende instruktioner til læseren/skribenten. Den trådløse router er en vigtig del af hele parkeringspladsregistreringssystemet. Det er ansvarligt for at organisere alle dele af hele systemet i et lokalt netværk. Parkeringspladsens skærmbillede bruges til at vise den aktuelle status for parkeringspladsen i realtid. RFID-læseren modtager de data, der er uploadet af AMR-sensorknuden og sender dem til serveren via WiFi. Den modtager også serverens instruktioner og videresender dem til AMR-sensorknuden. AMR-sensorknuden er ansvarlig for at detektere magnetfeltet på parkeringspladsen, vurdere om der er et køretøj baseret på ændringerne i magnetfeltet, afspejle den detekterede situation gennem data og pakke dataene og sende dem trådløst til RFID-læseren , node og RFID-læser. Kommunikation er tovejs.

Når systemet designes, er systemets netværksstruktur en stjernetopologi, systemets RFID-læser og -skriver er netværkscontrolleren, og AMR-sensornoderne er alle slaveknudepunkter. Netværkstopologien er som vist på figuren. RFID-læseren har en transceiverfunktion og er ansvarlig for styring og kontrol af systemets uplink- og downlinkdata eller instruktioner; AMR-sensorknuden er ansvarlig for magnetfeltparameterdataindsamling og dataforbehandling.

1.2 Systemkredsløbsdesign

Parkeringspladsdetekteringssystemets kredsløbsdesign inkluderer:

(1) AMR sensor node kredsløb, inklusive node strømforsyning del, parkering space magnetfeltoptagelsesdel, dataforbehandlingsdel og radiofrekvenstransceiverdel osv.;

(2) RFID-læser/skriverkredsløb, inklusive radiofrekvenstransceiverdel, WiFi-del, databehandlingsdel og kontroldel.

Det grundlæggende kredsløb for AMR-sensorknuden er vist på figuren. Strømforsyningsdelen bruger TI's APL5312-33 til at fungere som en LDU. Indgangsspændingen på strømforsyningen er 4,2 V og udgangen er 3,3 V.

Detektion af magnetfeltstyrke bruger MMC2122MG AMR-sensoren. Denne sensor har egenskaberne lille størrelse, lang levetid, høj følsomhed, lavt energiforbrug og stabilitet. Det kan bruges i vid udstrækning i elektroniske kompas, GPS-navigation, positionsregistrering, køretøjsdetektion og magnetometri. MMC2122MG er en to-akset magnetoresistiv sensor. Den kan fuldføre signalbehandling på chippen og integrerer I2C-bussen. Det kræver ikke A/D-konvertering og kan tilsluttes direkte til mikroprocessoren.

MSP430F2618, som har lavt strømforbrug og høj ydeevne, bruges til at forbehandle de indsamlede data, kommunikere med 2,4 GHz radiofrekvenschippen CC2500 gennem sin egen SPI-port og uploade de forbehandlede datapakker til RFID-læseren. Modtag instruktioner fra RFID-læseren.

RF-transceiverkredsløbet for RFID-læseren er vist i figur 5. CC2500 kommunikerer med læserens kontroldel gennem SPI. CC2591 øger linkbudgettet ved at levere en strømtransmitter for at forbedre udgangseffekten; CC2591 har et lavt støjtal. Støjforstærker (LNA) for at forbedre modtagerens følsomhed, effektforstærker (PA), switching RF-matcher og balun-kredsløb for at opfylde det enkle design af højtydende trådløse applikationer.