WiFi tabanlı RFID ölçeklenebilir AMR park yeri tespit sisteminin tasarımı

Giriş

Otoparklarda park yerlerinin gerçek zamanlı tespiti, otoparkların akıllı yönetimini gerçekleştirmenin ve park yeri kullanımını iyileştirmenin anahtarıdır. Aynı zamanda modern park yönetimi için de bir gerekliliktir. Otoparkta park yeri tespit sisteminin geliştirilmesi genellikle üç aşamadan geçmiştir: zemin algılama bobini tespiti, kapı kontrolü ve gerçek zamanlı park yeri tespiti. Park yeri tespiti, tespit teknolojisi seviyesiyle yakından ilişkilidir. Sensörlerin hızlı gelişimi, tespit seviyesinin garantisidir. İlk iki park yeri tespit sisteminin temel mimarisi çok büyüktür ve kurulumu çok zahmetlidir; güvenilirlik, gerçek zamanlılık, doğruluk, ölçeklenebilirlik, düşük enerji tüketimi ve az miktarda Mühendislik açısından otoparkların hızlı gelişiminin ihtiyaçlarını karşılayamazlar.

WiFi, radyo dalgaları aracılığıyla İnternete bağlanan kısa menzilli bir kablosuz teknolojidir ve iç mekan kablosuz LAN'larının kurulmasında yaygın olarak kullanılır. WiFi'nin öne çıkan avantajları şunlardır: birincisi, radyo dalgalarının kapsama alanı geniştir, yaklaşık 100 m'ye kadar bir yarıçapa sahiptir; ikincisi, WiFi'nin iletim hızı çok hızlıdır ve 54 Mb/s'ye ulaşabilir; üçüncüsü, terminal cihazı WiFi'yi desteklediği sürece giriş eşiği düşüktür. WiFi ağına belirli izinlere göre katılabilirsiniz. Park yeri tespit sisteminde, tespit sisteminin düğüm parametrelerini Toplamak ve iletmek ve kontrol sinyallerini iletmek ve kontrol etmek için WiFi teknolojisi kullanılır. Bu, maliyetleri ve enerji tüketimini azaltmak için belirli bir öneme sahip olan ve tespiti daha verimli hale getiren otoparkta hantal veri hatları döşemekten kaçınır. Sistemin ölçeklenebilirliği daha esnektir.

Radyo Frekansı Tanımlama (RFID) teknolojisi, radyo frekansı iletişimini kullanan temassız otomatik bir tanımlama teknolojisidir. 2,4 GHz frekans bandındaki RFID, sistemdeki ilgili ekipman için gereksinimleri azaltabilir ve frekans sapmalarına karşı hassasiyeti azaltabilir. RFID teknolojisinin park yeri tespit sistemine dahil edilmesi, standart ekipmanların geliştirilmesine elverişlidir. Araç dedektörünün benzersiz kimlik numarası, park yerlerini hızlı bir şekilde bulmak için kullanılabilir ve bu da otoparkta park yeri rehberliği için faydalıdır.

Bu makale, otoparktaki park yeri tespit sisteminin gereksinimlerini, park yeri tespit sisteminin maliyetini ve karmaşıklığını büyük ölçüde azaltan, sistemin enerji tüketimini azaltan ve sistem tespit doğruluğunu ve sistem ölçeklenebilirliğini elde etme uygulanabilirliğini artıran WiFi tabanlı bir RFID genişletilebilir AMR park yeri tespit sistemi tasarlamak için birleştirir.

1 Sistem tasarımı

1.1 Park yeri algılama sisteminin tasarımı

Park yeri algılama sistemi bir sunucu, bir kablosuz yönlendirici, bir park yeri ekranı, bir RFID Okuyucu ve bir AMR (Anizotropik Manyeto Dirençli) sensör düğümünden oluşur. Sunucu, yüklenen verileri işlemekten, işleme sonuçlarını görüntüleme ekranına göndermekten ve okuyucu/yazıcıya talimatlar göndermekten sorumludur. Kablosuz yönlendirici, tüm park yeri algılama sisteminin önemli bir parçasıdır. Tüm sistemin tüm parçalarını yerel bir alan ağında düzenlemekten sorumludur. Park yeri görüntüleme ekranı, park yerinin mevcut durumunu gerçek zamanlı olarak görüntülemek için kullanılır. RFID okuyucu, AMR sensör düğümü tarafından yüklenen verileri alır ve WiFi aracılığıyla sunucuya iletir. Ayrıca sunucunun talimatlarını alır ve bunları AMR sensör düğümüne iletir. AMR sensör düğümü, park alanındaki manyetik alanı algılamaktan, manyetik alandaki değişikliklere göre bir araç olup olmadığına karar vermekten, algılanan durumu veriler aracılığıyla yansıtmaktan ve verileri paketleyip kablosuz olarak RFID okuyucusuna, düğümüne ve RFID okuyucusuna iletmekten sorumludur. İletişim iki yönlüdür.

Sistemi tasarlarken, sistem ağ yapısı bir yıldız topolojisidir, sistem RFID okuyucusu ve yazıcısı ağ denetleyicisidir ve AMR sensör düğümlerinin hepsi köle düğümlerdir. Ağ topolojisi şekilde gösterildiği gibidir. RFID okuyucunun bir alıcı-verici işlevi vardır ve sistemin yukarı ve aşağı bağlantı verilerinin veya talimatlarının yönetimi ve kontrolünden sorumludur; AMR sensör düğümü manyetik alan parametresi veri toplama ve veri ön işlemesinden sorumludur.

1.2 Sistem devre tasarımı

Park yeri algılama sistemi devre tasarımı şunları içerir:

(1) Düğüm güç kaynağı parçası, park yeri s dahil olmak üzere AMR sensör düğüm devresipace manyetik alan edinim parçası, veri ön işleme parçası ve radyo frekansı alıcı-verici parçası vb.;

(2) Radyo frekansı alıcı-verici parçası, WiFi parçası, veri işleme parçası ve kontrol parçası dahil olmak üzere RFID okuyucu/yazıcı devresi.

AMR sensör düğümünün temel devresi şekilde gösterilmiştir. Güç kaynağı parçası, LDU işlevi görmek için TI'nin APL5312-33'ünü kullanır. Güç kaynağının giriş voltajı 4,2 V ve çıkışı 3,3 V'tur.

Manyetik alan kuvveti tespiti MMC2122MG AMR sensörünü kullanır. Bu sensör, küçük boyut, uzun ömür, yüksek hassasiyet, düşük enerji tüketimi ve kararlılık özelliklerine sahiptir. Elektronik pusulalarda, GPS navigasyonunda, konum algılamada, araç algılamada ve manyetometrede yaygın olarak kullanılabilir. MMC2122MG iki eksenli manyetodirençli bir sensördür. Çip üzerinde sinyal işlemeyi tamamlayabilir ve I2C veri yolunu entegre eder. A/D dönüşümü gerektirmez ve doğrudan mikroişlemciye bağlanabilir.

Düşük güç tüketimi ve yüksek performansa sahip olan MSP430F2618, toplanan verileri ön işlemek, kendi SPI portu üzerinden 2,4 GHz radyo frekanslı çip CC2500 ile iletişim kurmak ve ön işlenmiş veri paketlerini RFID okuyucusuna yüklemek için kullanılır. RFID okuyucusundan talimatları alır.

RFID okuyucunun RF alıcı-verici devresi Şekil 5'te gösterilmiştir. CC2500, okuyucu kontrol parçasıyla SPI aracılığıyla iletişim kurar. CC2591, çıkış gücünü iyileştirmek için bir güç vericisi sağlayarak bağlantı bütçesini artırır; CC2591 düşük bir gürültü rakamına sahiptir. Alıcı hassasiyetini iyileştirmek için gürültü yükseltici (LNA), güç yükseltici (PA), anahtarlama RF eşleştirici ve yüksek performanslı kablosuz uygulamaların basit tasarımını karşılamak için balun devresi.