Design av WiFi-baserat RFID-skalbart AMR-system för detektering av parkeringsplatser

introduktion

Realtidsdetektering av parkeringsplatser på parkeringsplatser är nyckeln till att förverkliga intelligent hantering av parkeringsplatser och förbättra parkeringsutnyttjandet. Det är också ett krav för modern parkeringshantering. Utvecklingen av parkeringsplatsdetekteringssystemet på parkeringsplatsen har i allmänhet gått igenom tre steg: markavkännande spoldetektering, grindstyrning och parkeringsplatsdetektering i realtid. Detektering av parkeringsplatser är nära relaterad till nivån på detekteringsTekniken. Den snabba utvecklingen av sensorer är garantin för detekteringsnivån. Den grundläggande arkitekturen för de två första parkeringsplatsdetekteringssystemen är för stor och installationen är för krånglig; de kan inte möta behoven av den snabba utvecklingen av parkeringsplatser när det gäller tillförlitlighet, realtid, noggrannhet, skalbarhet, låg energiförbrukning och liten mängd ingenjörskonst.

WiFi är en trådlös teknik med kort räckvidd som ansluter till Internet via radiovågor och används flitigt vid etablering av trådlösa LAN inomhus. De enastående fördelarna med WiFi är: för det första är täckningen av radiovågor bred, med en radie på upp till cirka 100 m; för det andra är överföringshastigheten för WiFi mycket snabb, vilket kan nå 54 Mb/s; för det tredje är ingångströskeln låg, så länge som terminalenheten stöder WiFi. Du kan ansluta till WiFi-nätverket enligt vissa behörigheter. I parkeringsplatsdetekteringssystemet används WiFi-teknik för att samla in och överföra nodparametrar för detektionssystemet och för att överföra och styra styrsignaler. Detta undviker att lägga ut krångliga dataledningar på parkeringen, vilket har viss betydelse för att minska kostnader och energiförbrukning, och gör detekteringen mer effektiv. Systemets skalbarhet är mer flexibel.

Radio Frequency Identification (RFID)-teknik är en beröringsfri automatisk identifieringsteknik som använder radiofrekvenskommunikation. RFID i frekvensbandet 2,4 GHz kan minska kraven på motsvarande utrustning i systemet och minska känsligheten för frekvensavvikelser. Införandet av RFID-teknik i parkeringsplatsdetekteringssystemet bidrar till utvecklingen av standardutrustning. Det unika ID-numret för fordonsdetektorn kan användas för att snabbt lokalisera parkeringsplatser, vilket är fördelaktigt för parkeringsplatsvägledning på parkeringsplatsen.

Detta papper kombinerar kraven för parkeringsplatsdetekteringssystemet på parkeringsplatsen för att designa ett WiFi-baserat RFID-expanderbart AMR-parkeringsplatsdetekteringssystem, vilket kraftigt minskar kostnaden och komplexiteten för parkeringsplatsdetekteringssystemet, minskar systemets energiförbrukning , och förbättrar systemets detekteringsnoggrannhet. och genomförbarhet för att uppnå systemskalbarhet.

1 Systemdesign

1.1 Design av parkeringsplatsdetekteringssystem

Parkeringsplatsdetekteringssystemet består av en server, en trådlös router, en parkeringsplatsdisplay, en RFID-läsare och en AMR (Anisotropic Magneto Resistive) sensornod. Servern ansvarar för att bearbeta den uppladdade informationen, skicka bearbetningsresultaten till bildskärmen och ansvarar för att skicka instruktioner till läsaren/skribenten. Den trådlösa routern är en viktig del av hela parkeringsplatsdetekteringssystemet. Den ansvarar för att organisera alla delar av hela systemet i ett lokalt nätverk. Parkeringsplatsskärmen används för att visa parkeringsplatsens aktuella status i realtid. RFID-läsaren tar emot data som laddas upp av AMR-sensornoden och överför den till servern via WiFi. Den tar också emot serverns instruktioner och vidarebefordrar dem till AMR-sensornoden. AMR-sensornoden ansvarar för att detektera magnetfältet på parkeringsplatsen, bedöma om det finns ett fordon baserat på förändringarna i magnetfältet, reflektera den upptäckta situationen genom data, och paketera data och överföra den trådlöst till RFID-läsaren , nod och RFID-läsare. Kommunikation är tvåvägs.

Vid design av systemet är systemets nätverksstruktur en stjärntopologi, systemets RFID-läsare och skrivare är nätverkskontrollern och AMR-sensornoderna är alla slavnoder. Nätverkstopologin är som visas i figuren. RFID-läsaren har en transceiverfunktion och ansvarar för hantering och kontroll av systemets upplänks- och nedlänksdata eller instruktioner; AMR-sensornoden ansvarar för datainsamling och förbearbetning av magnetfältparameter.

1.2 Systemkretsdesign

Systemets design för detektering av parkeringsplatser inkluderar:

(1) AMR-sensornodkrets, inklusive nodströmförsörjningsdel, parkering space magnetfältsinsamlingsdel, dataförbehandlingsdel och radiofrekvenssändtagare, etc.;

(2) RFID-läsare/skrivarkrets, inklusive radiofrekvenstransceiverdel, WiFi-del, databehandlingsdel och kontrolldel.

Grundkretsen för AMR-sensornoden visas i figuren. Strömförsörjningsdelen använder TI's APL5312-33 för att fungera som en LDU. Strömförsörjningens inspänning är 4,2 V och utgången är 3,3 V.

Detektering av magnetfältstyrka använder MMC2122MG AMR-sensorn. Denna sensor har egenskaperna liten storlek, lång livslängd, hög känslighet, låg energiförbrukning och stabilitet. Den kan användas i stor utsträckning i elektroniska kompasser, GPS-navigering, positionsavkänning, fordonsdetektering och magnetometri. MMC2122MG är en tvåaxlig magnetoresistiv sensor. Den kan slutföra signalbehandling på chipet och integrerar I2C-bussen. Den kräver ingen A/D-konvertering och kan anslutas direkt till mikroprocessorn.

MSP430F2618, som har låg strömförbrukning och hög prestanda, används för att förbehandla insamlad data, kommunicera med 2,4 GHz radiofrekvenschipet CC2500 via sin egen SPI-port och ladda upp de förbehandlade datapaketen till RFID-läsaren. Ta emot instruktioner från RFID-läsaren.

RF-transceiverkretsen för RFID-läsaren visas i figur 5. CC2500 kommunicerar med läsarens kontrolldel via SPI. CC2591 ökar länkbudgeten genom att tillhandahålla en effektsändare för att förbättra uteffekten; CC2591 har en låg ljudnivå. Brusförstärkare (LNA) för att förbättra mottagarens känslighet, effektförstärkare (PA), switchande RF-matchare och balunkrets för att möta den enkla designen av högpresterande trådlösa applikationer.