小区智能车辆管理系统规划及设计

小区智能车辆管理系统规划及设计

摘要:文章设计了小区智能车辆管理系统。系统总体架构包括2部分:现场嵌入式RFID无线射频识别硬件平台、监控室监控端车辆管理软件。基于现在流行的STM32F103RBT6处理器和RFID读写模块,使用嵌入式集成开发环境Keil工具编写了C语言代码,实现了嵌入式平台的各个功能。使用MicrosoftVisualC++6.0集成开发环境编写了基于MFC的上位机车辆管理软件,利用RS232协议将各种数据打包成一个完整的通信数据包传输给监控端车辆管理软件进行接收、显示,并保存到数据库中。开发完成之后,在模拟小区车辆进出的实际环境下,进行系统软硬件联机调试和测试。结果表明,系统运行效果良好,证明了该系统的可行性。

关键词:微处理器;无线射频识别;智能车辆管理系统

0引言

当前,大多医院、小区、工业园区、学校等的汽车进出监控还主要处于人工监控的阶段,伴随着汽车的日益增多,人工管理局限逐渐体现,并且人工查找非常麻烦。随着高科技的快速发展,开发具有智能化管理和监控的居家小区停车场监控系统已迫在眉睫。本文提出和开发了建立在RFID短距离无线通信技术的高科技化、智能自动化小区停车场汽车管理和监测系统,该系统主要有以下功能:在居家小区的进口和出口设立摄像头进行视频监控,并且能自动采集汽车车牌号进行识别和处理,同时通过无线传输网络与监控中心管理上位机进行信息传输;利用RFID识别方式来对汽车的停车信息和管理进行自动识别与追踪。通过这些功能从而达到实时车辆的监控、停车场实时数据的统计、停车车辆的自动计时和计费、提高车辆停放安全性等拓展功能。

1RFID射频技术

短距离无线射频识别技术RFID,该技术不需要人工干预从而实现非接触的自动识别,可通过无线高频(VHF频段等)信号智能采集和自动识别目标同时获取相关的数据和信息,因此可以工作于各种各样的恶劣自然环境。射频识别RFID无线系统可采集和自动识别高速移动过程中的对象和物体,并且可以同时自动识别很多个RFID电子标签,因此在操作特性上方便和快捷。典型的RFID系统主要由3部分组成:(1)RFID标签:射频识别无线电子系统的信息载体,RFID标签主要由专用标签芯片和标签天线组成。根据RFID标签供电方式的不同,RFID标签可以分为无源、有源和半无源电子标签。(2)射频识别读写模块:根据电子标签与天线进行无线短距离通讯,来实现对RFID标签的识别码和内存存储数据的写入或读出操作。主要的读写器包含有控制单元、读写器模块、天线。(3)RFID天线:在RFID标签和读写模块中间进行射频信号传递。

2系统硬件平台设计

本系统开发使用基于ARMCortex内核的STM32F103RBT6微处理器和嵌入式C语言实现前端现场硬件平台车辆进入小区的信息并使用RS232协议进行直接传输,使用VC++语言和ActiveX技术和手段实现在管理中心软件上接收并显示,同时保存相关历史记录到系统本地数据库中。本系统总体架构框图如图2所示:对于嵌入式系统来说,微处理器最小系统是整个系统运行和工作的基础,本文使用Altium有限公司出品的EDA辅助设计软件AltiumDesigner6.9设计了基于STM32F103RBT6微控制器的最小系统,包括晶振电路、复位电路和JTAG电路,设计的原理图如图3所示:此外,还设计了电源接口模块、RFID读写模块、语音提示模块、串口通信模块等,其原理图如图4、图5、图6、图7所示:

3系统嵌入式软件设计

软件平台是实现嵌入式电子系统的设计关键,本设计中现场前端RFID读写控制硬件则属于嵌入式电子设计。本文采用ARM公司出品的MDK(V4版本)集成开发环境来编写嵌入式程序,完成了嵌入式初始化程序、读写RFID程序、车辆出入控制程序、信息传输到上位机程序的流程图及代码设计。

4监控中心端软件设计

使用微软平台下的VC++6.0集成开发环境完成了上位机监控软件的开发。

5系统测试与运行结果分析

对该系统进行仿真测试,测试环境包括嵌入式硬件平台、PC机、玩具模拟小车等。

5.1嵌入式硬件平台测试

系统测试模拟图、模拟小车实物图如图8、图9所示:当玩具车驶入RFID检测范围内,现场嵌入式硬件能够读取RFID车载卡上的车辆信息和车主数据,然后将信息上传到电脑监控端软件上,显示车主、车辆、射频卡信息,启用不同的声音文件,捕捉到的声音文件如图10和图11所示:

5.2监控中心端软件测试

对小区智能车辆管理系统的监控端进行测试,测试内容包括各个软件模块的功能实现,如车辆管理、射频卡管理、车主信息管理等。系统监控端软件基本信息管理测试图如图12、所示:系统监控端软件车辆信息管理测试图如图13所示:经过仿真模拟测试运行,现场嵌入式RFID硬件平台读写授权车辆信息正确、利用RS232协议能够将各种数据打包成一个完整的通信数据包传输给监控端车辆管理平台进行接收、显示,并保存到数据库中。

6结语

本文结合RFID技术,设计了小区智能车辆管理系统。经系统软硬件联机调试和测试,结果表明,该系统,一方面能够准确快速地提供所在区域小区停车场的停车或者无车的状态,另一方面具有汽车来访和离开等相关管理方式的智能计费、登记等功能,能够指引私家轿车合理、准确的停车,提高了汽车的停放方便性、安全性,并能进行实时监测。运行效果良好,证明了该小区智能车辆管理系统的可行性。

参考文献:

[1]任杰.小区智能车辆管理系统的设计与实现.华东师范大学硕士学位论文,2012.

[2]游战清,刘克胜.无线射频识别技术(RFID)规划与实施.北京:电子工业出版社,2004.

作者:高影 杜林南 单位:辽宁工业大学