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和记娱乐平台试玩:短距离无线通讯技术的汽车RFID如何去设计比较合理



本系统是基于数字通信道理、使用集成单芯片窄带超高频收发器构建的无线识别系和记娱乐平台试玩统。阐述了该无线射频识别系统基础事情道理和硬件设和记娱乐平台试玩计思和记娱乐平台试玩路,并给出了法度榜样设计规划的流程图。从低功耗、高效识别和实用角度设计适用于车载的射频识别标签。测试结果注解,本系统在繁杂路面状况(忙碌路面)的前提下可实现300m范围内有效识别,视距前提下可达到500 m范围有效识别。

物联网是指经由过程各类信息传感设备,如传感器、射频识别(RFID)技巧、举世定位系统、红外感应器激光扫描器、气体感应器等各类装配与技巧,实时采集任何必要监控、连接、互动的物体或历程,采集其声、光、电、生物、位置等各类必要的信息,与互联网结合形成的一个伟大年夜收集。其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与收集的连接,方便识别、治理和节制。本项目针对车载物联网中的数据采集、传输与利用的关键问题,展开钻研,设计基于短间隔无线射频通信技巧的新一代车载射频识别系统。系统由短间隔无线通讯车载单元(On-Board Unit,OBU)和基站系统(Base Station System,BSS)组成一个点对多点无线识别系统(Wireless identificaTIon system,WIS),可用于在基站覆盖范围内车辆识别和智能导引。

1 系统硬件设计

系统硬件主要由节制部分、射频部分和外部扩展利用部分组成。以低功耗MCU为节制单元,集成单芯片窄带超高频收发器,内置优化设计天线.采纳先辈的光伏电池供电,实理高集成度短间隔无线识别射频终端(OBU)。本终端体积小、功耗低、适甩范围广,并且建立开放的协讲和标准接口,便于与已有系统或其他系统对接。

系统事情示意如图1所示。

1.1 节制电路设计

节制单元采纳业界低功耗利用对照成熟的TI公司临盆的MSP430系列,该系列是TI1996年开始推向市场的一种16位超低功耗的混杂旌旗灯号处置惩罚器(Mired Signal Proessor),其针对实际利用需求把许多模拟电路数字电路和微处置惩罚器集成在一个芯片上,供给“单片”办理规划。在WIS系统中OBU和BSS中事情道理相同,以是重点先容OBU部分设计,其节制部分道理图如图2所示。

MSP430F2274的输入电压为1.8~3.6V电压.在1 MHz的时钟前提下运行时,芯片的耗电在200~400A阁下,时钟关断模式的最低功耗只有0.1A。因为系统运行时打开的功能模块不合,采纳了待机、运行和休眠3种不合的事情模式,有效地低落了系统功耗。

系统应用两种时钟系统;基础时钟系统和数字振荡器时钟系统(Digitally Controlled Oscillator,DCO),应用一个外部晶体振荡器(32 768Hz)。在上电复位后,首先由DCOCLK启动MCU(Microprogrammed Control Unit微法度榜样节制器),以包管法度榜样从精确的位置开始履行,包管晶体振荡器有足够的起振及稳准光阴。然后软件可设量适当的寄存器的节制位来确定着末的系统时钟频率。假如晶体振荡器在用作MCU时钟MCLK时发生故障,DCO会自动启动,以包管系统正常事情;假如法度榜样跑飞,可用看门狗将其复位。本设计应用到了片上外围模块看门狗(WDT)、模拟对照器A、准时器A(TImer_A)、准时器B(Timer_B)、串口USART、硬件乘法器、10位/12位ADC、SPI总线等。

1.2 射频电路

射频部分采纳TI公司CC1020作为射频节制单元,该芯片为业界首例真正的单芯片窄带超高频收发器,有FSK/GFSK/OOK 3种调制要领,最小通道距离为50 kHz,可满意多通道窄带利用(402~470 MHz以及804~94O MHz频带)的严格要求,多个事情频段可自由切换,事情电压2.3~3.6 V,异常得当集成扩展到移动设备作为无线数传或电子标签应用。该芯片服从EN300 220.ARIB STD-T67以及FCC CFR47 part15规范。

选择载几回再三率430 MHz为事情频段,此频段为ISM频段,相符国家无线治理委员会标准,无需申请频点。采纳FSK的调制要领,拥有较高的抗滋扰能力和低误码率,采纳前向纠错信道编码技巧,前进了数据抗突发滋扰和随机滋扰的能力,在信道误码率为10-2时,可获得实际误码率10-5~10-6。在坦荡地视距前提、波特率为2A Kbs、大年夜吸盘天线(长度2m,增益7.8 dB间隔地面高度2m)时数据传输间隔可达800 m。该RF芯片标准设置设置设备摆设摆设可供给8个信道能够满意多种通信组合要领。因为采纳窄带通讯技巧,增强了通讯稳定性和抗滋扰性。射频部分道理图如图3所示。

1.3 系统供电

系统供电部分由光伏电池作为日常事情供电和锂亚电池作为备用电池相结合供电要领。在光照较好的前提下经由过程太阳能给蓄能电池充电,天天包管必然的光照光阴可基础满意OBU日常事情必要,极大年夜地延长了备用电池的应用寿命,同时延长了OBU的事情寿命。得当常常在室外运行的车辆应用,可采集到充沛的阳光供光伏电池事情。

1.4 系统开拓情况

系统开拓情况如下:1)IAR Embedded Workbench for MSP430编译器;2)PADS PCB Desi和记娱乐平台试玩gn Solutions 2007比思电路板设计对象。

2 系统法度榜样设计

法度榜样采纳模块化设计,用C说话编写。主要由4部分在组成:主法度榜样模块、通信法度榜样模块、外围电路处置惩罚模块、中断和存储模块。主法度榜样主要完成节制单元的初始化、各类参数的设置设置设备摆设摆设及各外围模块设置设置设备摆设摆设和初始化等;通信法度榜样模块主要处置惩罚对RF芯片的设置设置设备摆设摆设以及433 MHz收发处置惩罚;外围电路处置惩罚模块主要对系统外部LED唆使、电压检测、声音提示以按键及其他处置惩罚;中断和存储模块主要处置惩罚系统中断和记录存储。主法度榜样流程如图4所示。

3 RF通信流程

OBU与BSS通信流程分为3步:建立链接、信息互换和开释链接,如图5所示。

第1步:建立连接OBU所在位置的坐标信息及其ID码经由过程预置参数存储在节制单元MCU的Flash中,并被经久保存。BSS(基站系统)使用下行链路向OBU轮回广播发送定位(基站识别帧节制)信息,确定帧布局同步信息和数据链路节制等信息,进入有效通信区域内的OBU被激活后即哀求建立连接和进行有效性确认并发送相应信息给对应的OBU,否则不相应;

第2步:信息互换本设计采纳探测射频旌旗灯号强度大年夜小的措施来确定OBU是否进入办事区,经探测旌旗灯号强度大年夜于最大年夜旌旗灯号的1/2时,收发双方实现无线握手,此时觉得OBU已经进入办事区。在此阶段中,所有帧必须带有OBU的私有链路标识,并实施缺点节制。对付OBU高低行的判断可以经由过程ID号来判断是否属于同一个系统,不是同一个系统的ID号的OBU从记录中自动删除。OBU上报信息时采纳跳频机制,随机选择所处办事区的某一固定信道进行握手通信,防止发生信道堵塞。

第3步:开释连接同样采纳探测旌旗灯号强度小于最大年夜强度的1/2时,觉得车子已经离站。RSU与OBU完成所有利用后,删除和链路标识,发出专用通信链路开释指令,由连接开释计时器根据利用办事确认开释本次连接。

4 OBU与BSS通讯流程的开拓

通讯协议依据开放系统互联体系布局七层协议模型建立了三层的简单协议布局,即物理层、数据链路层和利用层。

1)物理层物理层主如果通信信遭标准,因为今朝国际上尚未形成关于433 MHz短间隔无线通讯统一的标准,各类标准定义的物理层也不尽相同,如表1所示。图6为曼彻斯特编码要领。

2)数据链路层数据链路层节制着OBU与BSS之间的信息互换历程,对数据链路连接的建立和开释,数据帧的定义与帧同步,帧数据传送的节制、容错节制、数据链路层节制和链路连接的参数互换等作了规定。数据传输以数据帧传输进行,如图7所示。

3)利用层利用层拟订标准的用户功能法度榜样,定义各路利用之间通信消息的款式,供给开放的消息接口,供其他数据库或利用法度榜样调用。

5 停止语

本文所设计的射频识别系统采纳TI低功耗系列的MSP430微节制器,是TI公司专门针对电池供电设备低功耗所设计。射频芯片也为TI公司CC1020,集成度高,可实现体积小、功耗低、易于安装,适用于扶植车辆免泊车监测与监控系统。测试结果显示在繁杂路面状况(忙碌路面)可实现300 m范围内有效果识别,视距环境可达到500 m范围内识别。

责任编辑和记娱乐平台试玩:ct

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