RFID技術的應用在現代社會已不再新鮮了,各行各業都有所建樹。近日,科學研究再次突破難關,將RFID技術運用到汽車通訊行業,打造了無線通訊技術的RFID系統。
本系統是基于數字通信原理、利用集成單芯片窄帶超高頻收發器構建的無線識別系統。闡述了該無線射頻識別系統基本工作原理和硬件設計思路,并給出了程序設計方案的流程圖。從低功耗、高效識別和實用角度設計適用于車載的射頻識別標簽。測試結果表明,本系統在復雜路面狀況(繁忙路面)的條件下可實現300m范圍內有效識別,視距條件下可達到500m范圍有效識別。
1系統硬件設計
系統硬件主要由控制部分、射頻部分和外部擴展應用部分組成。以低功耗MCU為控制單元,集成單芯片窄帶超高頻收發器,內置優化設計天線.采用的光伏電池供電,實理高集成度短距離無線識別射頻終端(OBU)。本終端體積小、功耗低、適甩范圍廣,并且建立開放的協議和標準接口,便于與已有系統或其他系統對接。
系統開發環境如下:
1)IAREmbeddedWorkbenchformSP430編譯器;
2)PADSPCBDesignSolutions2007比思電路板設計工具。
2系統程序設計
程序采用模塊化設計,用C語言編寫。主要由4部分在組成:主程序模塊、通信程序模塊、外圍電路處理模塊、中斷和存儲模塊。主程序主要完成控制單元的初始化、各種參數的配置及各外圍模塊配置和初始化等;通信程序模塊主要處理對RF芯片的配置以及433mHz收發處理;外圍電路處理模塊主要對系統外部LED指示、電壓檢測、聲音提示以按鍵及其他處理;中斷和存儲模塊主要處理系統中斷和記錄存儲。
3RF通信流程
OBU與BSS通信流程分為3步:建立鏈接、信息交換和釋放鏈接
第1步:建立連接OBU所在位置的坐標信息及其ID碼通過預置參數存儲在控制單元MCU的Flash中,并被長期保存。BSS(基站系統)利用下行鏈路向OBU循環廣播發送定位(基站識別幀控制)信息,確定幀結構同步信息和數據鏈路控制等信息,進入有效通信區域內的OBU被激活后即請求建立連接和進行有效性確認并發送響應信息給對應的OBU,否則不響應;
第2步:信息交換本設計采用探測射頻信號強度大小的方法來確定OBU是否進入服務區,經探測信號強度大于信號的1/2時,收發雙方實現無線握手,此時認為OBU已經進入服務區。在此階段中,所有幀必須帶有OBU的私有鏈路標識,并實施差錯控制。對于OBU上下行的判斷可以通過ID號來判斷是否屬于同一個系統,不是同一個系統的ID號的OBU從記錄中自動刪除。OBU上報信息時采用跳頻機制,隨機選擇所處服務區的某一固定信道進行握手通信,防止發生信道堵塞。
第3步:釋放連接同樣采用探測信號強度小于強度的1/2時,認為車子已經離站。RSU與OBU完成所有應用后,刪除和鏈路標識,發出專用通信鏈路釋放指令,由連接釋放計時器根據應用服務確認釋放本次連接。
本次設計的RFID系統適用于建設車輛免停車監測與監控系統。應用方便、功能齊全、作用精準,對于行業來說解決了人力監管力度不足且過程冗雜的問題。本次設備更新將是汽車通訊行業的一大進步。
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