Disseny d'un sistema de detecció de places d'aparcament AMR escalable RFID basat en WiFi

introducció

La detecció en temps real de les places d'aparcament als aparcaments és la clau per aconseguir una gestió intel·ligent dels aparcaments i millorar la utilització de les places d'aparcament. També és un requisit per a una gestió moderna d'aparcaments. El desenvolupament del sistema de detecció d'espais d'aparcament a l'aparcament ha passat generalment per tres etapes: detecció de bobines de detecció de terra, control de la porta i detecció d'espais d'aparcament en temps real. La detecció de places d'aparcament està estretament relacionada amb el nivell de tecnologia de detecció. El ràpid desenvolupament dels sensors és la garantia del nivell de detecció. L'arquitectura bàsica dels dos primers sistemes de detecció de places d'aparcament és massa gran i la instal·lació és massa feixuga; no poden satisfer les necessitats del ràpid desenvolupament dels aparcaments en termes de fiabilitat, temps real, precisió, escalabilitat, baix consum d'energia i poca Enginyeria.

El WiFi és una tecnologia sense fil de curt abast que es connecta a Internet a través d'ones de ràdio i s'utilitza àmpliament en l'establiment de LAN sense fil interiors. Els avantatges destacats del WiFi són: en primer lloc, la cobertura de les ones de ràdio és àmplia, amb un radi de fins a uns 100 m; segon, la velocitat de transmissió de WiFi és molt ràpida, que pot arribar als 54 Mb/s; tercer, el llindar d'entrada és baix, sempre que el dispositiu terminal admeti WiFi. Podeu unir-vos a la xarxa WiFi segons determinats permisos. En el sistema de detecció de places d'aparcament, la tecnologia WiFi s'utilitza per recollir i transmetre paràmetres de nodes del sistema de detecció i per transmetre i controlar senyals de control. D'aquesta manera, s'evita la instal·lació de línies de dades feixugues a l'aparcament, la qual cosa té una certa importància per reduir costos i consum d'energia, i fa que la detecció sigui més eficient. L'escalabilitat del sistema és més flexible.

La tecnologia d'identificació per radiofreqüència (RFID) és una tecnologia d'identificació automàtica sense contacte que utilitza la comunicació de radiofreqüència. RFID a la banda de freqüència de 2,4 GHz pot reduir els requisits dels equips corresponents del sistema i reduir la sensibilitat a les desviacions de freqüència. La introducció de la tecnologia RFID al sistema de detecció d'espais d'aparcament és favorable al desenvolupament d'equips estàndard. El número d'identificació únic del detector de vehicles es pot utilitzar per localitzar ràpidament les places d'aparcament, cosa que és beneficiós per a l'orientació de l'aparcament a l'aparcament.

Aquest document combina els requisits del sistema de detecció d'espais d'aparcament a l'aparcament per dissenyar un sistema de detecció de places d'aparcament AMR ampliable basat en WiFi basat en RFID, que redueix considerablement el cost i la complexitat del sistema de detecció d'espais d'aparcament, redueix el consum d'energia del sistema. , i millora la precisió de detecció del sistema. i viabilitat per aconseguir l'escalabilitat del sistema.

1 Disseny del sistema

1.1 Disseny del sistema de detecció de places d'aparcament

El sistema de detecció de places d'aparcament consta d'un servidor, un encaminador sense fil, una pantalla d'aparcament, un Lector RFID i un node sensor AMR (Anisotropic Magneto Resistive). El servidor s'encarrega de processar les dades carregades, enviar els resultats del processament a la pantalla i s'encarrega d'enviar instruccions al lector/escriptor. L'encaminador sense fil és una part important de tot el sistema de detecció de places d'aparcament. És responsable d'organitzar totes les parts de tot el sistema en una xarxa d'àrea local. La pantalla de visualització de la plaça d'aparcament s'utilitza per mostrar l'estat actual de la plaça d'aparcament en temps real. El lector RFID rep les dades carregades pel node sensor AMR i les transmet al servidor mitjançant WiFi. També rep les instruccions del servidor i les reenvia al node del sensor AMR. El node del sensor AMR s'encarrega de detectar el camp magnètic a l'espai d'aparcament, jutjar si hi ha un vehicle en funció dels canvis en el camp magnètic, reflectir la situació detectada a través de les dades i empaquetar les dades i transmetre-les sense fil al lector RFID. , node i lector RFID. La comunicació és bidireccional.

Quan es dissenya el sistema, l'estructura de la xarxa del sistema és una topologia en estrella, el lector i escriptor RFID del sistema és el controlador de xarxa i els nodes del sensor AMR són tots nodes esclaus. La topologia de la xarxa és com es mostra a la figura. El lector RFID té una funció de transceptor i s'encarrega de la gestió i control de les dades o instruccions d'enllaç ascendent i descendent del sistema; el node sensor AMR és responsable de la recollida de dades dels paràmetres del camp magnètic i del preprocessament de dades.

1.2 Disseny de circuits del sistema

El disseny del circuit del sistema de detecció de places d'aparcament inclou:

(1) Circuit del node del sensor AMR, inclosa la part d'alimentació del node, aparcamentspart d'adquisició de camp magnètic de ritme, part de preprocessament de dades i part de transceptor de radiofreqüència, etc.;

(2) Circuit lector/escriptor RFID, inclosa la part del transceptor de radiofreqüència, la part WiFi, la part de processament de dades i la part de control.

A la figura es mostra el circuit bàsic del node del sensor AMR. La part de la font d'alimentació utilitza l'APL5312-33 de TI per funcionar com a LDU. La tensió d'entrada de la font d'alimentació és de 4,2 V i la sortida és de 3,3 V.

La detecció de la intensitat del camp magnètic utilitza el sensor MMC2122MG AMR. Aquest sensor té les característiques de mida petita, llarga vida, alta sensibilitat, baix consum d'energia i estabilitat. Es pot utilitzar àmpliament en brúixoles electròniques, navegació GPS, detecció de posició, detecció de vehicles i magnetometria. MMC2122MG és un sensor magnetoresistiu de dos eixos. Pot completar el processament del senyal al xip i integra el bus I2C. No requereix conversió A/D i es pot connectar directament al microprocessador.

El MSP430F2618, que té un baix consum d'energia i un alt rendiment, s'utilitza per preprocessar les dades recollides, comunicar-se amb el xip de radiofreqüència de 2,4 GHz CC2500 a través del seu propi port SPI i carregar els paquets de dades preprocessats al lector RFID. Rebeu instruccions del lector RFID.

El circuit transceptor de RF del lector RFID es mostra a la figura 5. CC2500 es comunica amb la part de control del lector mitjançant SPI. CC2591 augmenta el pressupost d'enllaç proporcionant un transmissor de potència per millorar la potència de sortida; CC2591 té una xifra de soroll baix. Amplificador de soroll (LNA) per millorar la sensibilitat del receptor, l'amplificador de potència (PA), l'adaptador de commutació de RF i el circuit balun per satisfer el disseny senzill d'aplicacions sense fil d'alt rendiment.