• 05-212020
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      本体例正在庞杂道面处境(劳累道面)的条款下可达成300m范畴内有用识别,视距条款下可抵达500 m范畴有用识别。

      要害词:无线射频识别体例[1篇]短隔绝无线篇]本体例是基于数字通讯道理、使用集成单芯片窄带超高频收发器修建的无线识别体例。分析了该无线射频识别体例根本办事道理和硬件安排思绪,并给出了秩序安排计划的流程图。从低功耗、高效识别和适用角度安排实用于车载的射频识别标签。测试结果证实,本体例正在庞杂道面处境(劳累道面)的条款下可达成300m范畴内有用识别,视距条款下可抵达500 m范畴有用识别。

      物联网是指通过各类消息传感摆设,如传感器、射频识别(RFID)手艺、环球定位体例、红外感想器、激光扫描器、气体感想器等各类装备与手艺,及时搜罗任何须要监控、邻接、互动的物体或历程,搜罗其声、光、电、生物、名望等各类须要的消息,与互联网联结造成的一个宏大汇集。其目标是达成物与物、物与人,全盘的物品与汇集的邻接,便利识别、管制和限制。本项目针对车载物联网中的数据搜罗、传输与操纵的要害题目,睁开商讨,安排基于短隔绝无线射频通讯手艺的新一代车载射频识别体例。体例由短隔绝无线通信车载单位(On-Board Unit,OBU)和基站体例(Base Station System,BSS)构成一个点对众点无线识别体例(Wireless identification system,WIS),可用于正在基站遮盖范畴内车辆识别和智能扶引。

      无线射频识别体例体例硬件重要由限制个人、射频个人和外部扩展操纵个人构成。以低功耗MCU为限制单位,集成单芯片窄带超高频收发器,内置优化安排天线.采用进步的光伏电池供电,实理高集成度短隔绝无线识别射频终端(OBU)。本终端体积小、功耗低、适甩范畴广,而且设立筑设绽放的契约和程序接口,便于与已有体例或其他体例对接。

      限制单位采用业界低功耗操纵比力成熟的TI公司分娩的MSP430系列,该系列是TI1996年发轫推向商场的一种16位超低功耗的羼杂信号收拾器(Mired Signal Proessor),其针对实践操纵需求把很众模仿电道、数字电道和微收拾器集成正在一个芯片上,供给“单片”管理计划。正在WIS体例中OBU和BSS中办事道理好像,因此要点先容OBU个人安排,其限制个人道理图如图2所示。

      MSP430F2274的输入电压为1.8~3.6V电压.正在1 MHz的时钟条款下运转时,芯片的耗电正在200~400A旁边,时钟合断形式的最低功耗唯有0.1A。因为体例运转时翻开的效力模块差别,采用了待机、运转和歇眠3种差别的办事形式,有用地下降了体例功耗。

      无线射频识别体例体例行使两种时钟体例;根本时钟体例和数字振荡器时钟体例(Digitally Controlled Oscillator,DCO),行使一个外部晶体振荡器(32 768Hz)。正在上电复位后,679彩票起首由DCOCLK启动MCU(Microprogrammed Control Unit微秩序限制器),以担保秩序从无误的名望发轫实行,担保晶体振荡器有足够的起振及平稳工夫。然后软件可设量妥贴的寄存器的限制位来确定末了的体例时钟频率。即使晶体振荡器正在用作MCU时钟MCLK时爆发挫折,DCO会自愿启动,以担保体例寻常办事;即使秩序跑飞,可用看门狗将其复位。本安排行使到了片上外围模块看门狗(WDT)、模仿比力器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 射频电道

      射频个人采用TI公司CC1020举动射频限制单位,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种调制方法,最小通道间隔为50 kHz,可餍足众通道窄带操纵(402~470 MHz以及804~94O MHz频带)的苛刻央浼,众个办事频段可自正在切换,办事电压2.3~3.6 V,非凡适合集成扩展到搬动摆设举动无线数传或电子标签行使。该芯片按照EN300 220.ARIB STD-T67以及FCC CFR47 part15典范。

      采用载屡次率430 MHz为办事频段,此频段为ISM频段,契合邦度无线管制委员会程序,无需申请频点。采用FSK的调制方法,具有较高的抗扰乱才力和低误码率,采用前向纠错信道编码手艺,普及了数据抗突发扰乱和随机扰乱的才力,正在信道误码率为10-2时,可获得实践误码率10-5~10-6。正在空旷地视距条款、波特率为2A Kbs、大吸盘天线m)时数据传输隔绝可达800 m。该RF芯片程序筑设可供给8个信道或许餍足众种通讯组合方法。因为采用窄带通信手艺,加强了通信平稳性和抗扰乱性。射频个人道理图如图3所示。

      无线射频识别体例体例供电个人由光伏电池举动常日办事供电和锂亚电池举动备用电池相联结供电方法。正在光照较好的条款下通过太阳能给蓄能电池充电,每天担保必然的光照工夫可根本餍足OBU常日办事须要,极大地拉长了备用电池的行使寿命,同时拉长了OBU的办事寿命。适合每每正在室外运转的车辆行使,可搜罗到充溢的阳光供光伏电池办事。

      秩序采用模块化安排,用C说话编写。重要由4个人正在构成:主秩序模块、通讯秩序模块、外围电道收拾模块、结束和存储模块。主秩序重要告竣限制单位的初始化、各类参数的筑设及各外围模块筑设和初始化等;通讯秩序模块重要收拾对RF芯片的筑设以及433 MHz收发收拾;外围电道收拾模块重要对体例外部LED指示、电压检测、声响提示以按键及其他收拾;结束和存储模块重要收拾体例结束和纪录存储。主秩序流程如图4所示。

      第1步:设立筑设邻接OBU所正在名望的坐标消息及其ID码通过预置参数存储正在限制单位MCU的Flash中,并被永远生存。BSS(基站体例)使用下行链道向OBU轮回播送发送定位(基站识别帧限制)消息,确定帧机合同步消息和数据链道限制等消息,进入有用通讯区域内的OBU被激活后即苦求设立筑设邻接和实行有用性确认并发送反映消息给对应的OBU,不然不反映;

      第2步:消息调换本安排采用探测射频信号强度巨细的伎俩来确定OBU是否进入办事区,经探测信号强度大于最大信号的1/2时,收发两边达成无线握手,此时以为OBU一经进入办事区。正在此阶段中,全盘帧必需带有OBU的私有链道标识,并实行舛误限制。对付OBU上下行的剖断能够通过ID号来剖断是否属于统一个别例,不是统一个别例的ID号的OBU从纪录中自愿删除。OBU上报消息时采用跳频机制,随机采用所处办事区的某一固定信道实行握手通讯,提防爆发信道停顿。

      第3步:开释邻接同样采用探测信号强度小于最大强度的1/2时,以为车子一经离站。RSU与OBU告竣全盘操纵后,删除和链道标识,发出专用通讯链道开释指令,由邻接开释计时器凭据操纵办事确认开释本次邻接。

      通信契约依照绽放体例互联体例机合七层契约模子设立筑设了三层的大略契约机合,即物理层、数据链道层和操纵层。

      1)物理层 物理层重要是通讯信遭程序,因为目前邦际上尚未造成合于433 MHz短隔绝无线通信联合的程序,各类程序界说的物理层也不尽好像,如外1所示。图6为曼彻斯特编码方法。

      本文所安排的射频识别体例采用TI低功耗系列的MSP430微限制器,是TI公司特意针对电池供电摆设低功耗所安排。射频芯片也为TI公司CC1020,集成度高,可达成体积小、功耗低、易于装置,实用于扶植车辆免泊车监测与监控体例。测试结果显示正在庞杂道面处境(劳累道面)可达成300 m范畴内有用果识别,视距情形可抵达500 m范畴内识别。

      邦内第一本RFID安然防护图书出书:《无线射频识别体例安然指南》12-21