深圳市華大順通智能技術(shù)有限公司

隨著以ARM為代表的嵌入式 32位微處理器技術(shù)得到了飛速發(fā)展，無論是在功耗、便攜性還是在硬件成本上，許多高性能的 ARM芯片已經(jīng)與單片機(jī)相差無見，因此在許多下業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)中，使用ARM芯片取代傳統(tǒng)的8/16位單片機(jī)已經(jīng)是一個(gè)非常經(jīng)濟(jì)、理想的選擇 [1][2]。同時(shí)，隨著RFID（射頻識(shí)別）技術(shù)的逐步成熟，射頻識(shí)別技術(shù)相關(guān)應(yīng)用已經(jīng)成為當(dāng)前的熱點(diǎn)，特別是對(duì)于質(zhì)檢、物流、醫(yī)療、地質(zhì)和交通等行業(yè)場(chǎng)所不固定的應(yīng)用場(chǎng)合，具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。為了對(duì)出入停車場(chǎng)的車輛進(jìn)行高效優(yōu)質(zhì)的智能化管理，根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)：使車輛進(jìn)出有序、手續(xù)簡(jiǎn)便、速度快、安全防盜、管理自動(dòng)化、收費(fèi)公正合理、應(yīng)收費(fèi)用不流失，以及減少管理人員等，將嵌入式技術(shù)和 RFID技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代化停車場(chǎng)管理系統(tǒng)中，可以有效地對(duì)車輛進(jìn)行管理。
    2. 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 
    2.1 ARM9處理器
    本設(shè)計(jì)采用ATMEL公司的ARM9微處理器，該處理器是基于一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和嵌入跟蹤的ARM是通用的32 位微處理器，它具有高性能和低功耗的特性。ARM 9結(jié)構(gòu)是基于精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī) (RISC)原理而設(shè)計(jì)的。指令集和相關(guān)的譯碼機(jī)制比復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)要簡(jiǎn)單得多。這樣使用一個(gè)小的、廉價(jià)的處理器核就可實(shí)現(xiàn)很高的指令吞吐量和實(shí)時(shí)的中斷響應(yīng)。由于使用了流水線技術(shù)，處理和存儲(chǔ)系統(tǒng)的所有部分都可連續(xù)工作。通常在執(zhí)行一條指令的同時(shí)對(duì)下一條指令進(jìn)行譯碼，并將第三條指令從存儲(chǔ)器中取出。由于 ARM9的144腳封裝、極低的功耗、 16kB片內(nèi)靜態(tài)RAM、多個(gè) 32位定時(shí)器、8路10位ADC、PWM輸出以及多達(dá)9個(gè)外部中斷管腳、通過可編程的片內(nèi)鎖相環(huán)(PLL)可實(shí)現(xiàn)最大為60M的CPU操作頻率使它特別適用于工業(yè)控制、醫(yī)療系統(tǒng)、訪問控制和電子收款機(jī)(POS)。
    采用ATMEL作為主控制芯片，通過RS485/232轉(zhuǎn)換電路，實(shí)現(xiàn)MCU與上微機(jī)PC的通信，控制讀寫器與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸，地感線圈以及車輛感應(yīng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)、緩存、過濾、轉(zhuǎn)發(fā)等預(yù)處理。
     2.2 RFID簡(jiǎn)介[3][6]
    射頻識(shí)別(RFID：Radio Frequency Identification)技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過空間耦合 (交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。它是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。射頻識(shí)別[5][6]系統(tǒng)由射頻卡、讀寫器、微波天線三部分組成。射頻卡 (Tag，即電子標(biāo)簽 )：由耦合元件及芯片組成，標(biāo)簽含有內(nèi)置天線，用于和射頻天線間進(jìn)行通信，通常是存有數(shù)據(jù)的小型電子標(biāo)簽，它具有智能讀寫及加密通信的能力，卡內(nèi)存儲(chǔ)了用戶的詳細(xì)信息，例如：卡號(hào)、車牌號(hào)、車型、車輛所屬單位、余額等。讀寫器：讀取(也可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備。微波天線：在標(biāo)簽和讀寫器間傳遞射頻信號(hào)。
    2.3主要部分功能介紹 
    1）上位機(jī)系統(tǒng)：主要包含監(jiān)控計(jì)算機(jī) PC和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。監(jiān)控計(jì)算機(jī) PC對(duì)停車場(chǎng)實(shí)施監(jiān)控，數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)和更新停車場(chǎng)的數(shù)據(jù)信息。 
    2） RFID系統(tǒng)：讀寫器主要由射頻發(fā)射接收電路和接口模塊組成。當(dāng)?shù)馗芯€圈感應(yīng)到車輛進(jìn)出時(shí)，相應(yīng)地，讀寫器發(fā)射信號(hào)，激活進(jìn)入工作區(qū)的射頻識(shí)別卡，同時(shí)把卡片傳輸器送來的高頻載波信號(hào)經(jīng)過放大解調(diào)解碼后變成數(shù)字信號(hào)最終送給PC。 
    3）感應(yīng)系統(tǒng)：采用ATMELARM9微處理器作為信息處理芯片，實(shí)現(xiàn)感應(yīng)系統(tǒng)與 PC機(jī)的通信。地感線圈檢測(cè)汽車的到來，車感線圈則用于汽車的防砸保護(hù)。 
    4）道閘系統(tǒng)：根據(jù)PC機(jī)發(fā)出的命令做出相應(yīng)的升降反應(yīng)。
    5）輔助系統(tǒng)：包含攝像機(jī)，LED提示牌和警報(bào)器以及打印設(shè)備等。
    3. 系統(tǒng)的工作原理和過程 
    3.1系統(tǒng)的工作原理
    進(jìn)出的輛車上均配置有一張預(yù)先在系統(tǒng)注冊(cè)的無源射頻卡，射頻卡被讀寫器傳輸?shù)哪芰考せ詈?，向讀寫器發(fā)射信號(hào)，當(dāng)安裝在出入口附近的遠(yuǎn)距離讀寫器接收到感應(yīng)卡信號(hào)后，讀寫器通過485（或者韋根）接口將射頻卡信息發(fā)給上位機(jī)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，判斷卡片的合法性：如果合法，則指示道閘控制器上的繼電器動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)道閘開啟，允許車輛出入；否則不予放行。道閘系統(tǒng)可配置圖像抓拍裝置，在車輛出入時(shí)，實(shí)時(shí)抓拍當(dāng)前車輛照片并保存在數(shù)據(jù)庫中。這樣，上位機(jī)PC可以實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛出入記錄，包括卡號(hào)、車輛部門、牌照以及照片、進(jìn)場(chǎng)時(shí)間等信息。
 
    3.2系統(tǒng)的工作過程
    首先，用戶開車入場(chǎng)時(shí)，通過地感線圈，讀寫器感應(yīng)到用戶卡，自動(dòng)判斷該卡是否有效。如果有效，把用戶信息傳遞給計(jì)算機(jī)，通過與數(shù)據(jù)庫信息對(duì)比，信息一致