智能科技论文基于RFID的智能车库系统设计

　　摘要：给出了采用ADF7021射频芯片，用阅读器读取书签内的信息，并通过控制器将信息传送给上位机，上位机经过命令处理将信息发送给PLC控制器S7-300系列，以控制器控制道闸、车位显示屏、信号指示灯的具体方法。为防止控制器误动作，该系统还安装了压力传感器协同射频模块工作。此外，系统还有较好的人际互动界面，且可通过温度传感器和视频监控系统来预防火灾和其他危险的发生。

　　关键词：智能科技论文,射频芯片,PLC,传感器,视频监控

　　1系统硬件设计

　　1.1系统工作原理

　　当车辆到达小区门口3～5m时，射频阅读器读取射频书签中的信息，同时压力传感器作为热备用感应车辆，阅读器和压力传感器协同将信息传送给可编程序控制器PLC，PLC经过判断将信息传送给上位机，上位机识别射频书签为本系统卡后采集信息，向可编程序控制器发送指令，PLC控制车位显示屏显示可停车号码，控制闸门打开，控制车库内安装的信号指示灯和音频设备使车主更快地完成停车过程。车库内还配置了温度传感器，上位机连接了视频监控系统，可实时监控车库内的状态，防止火灾和其他危害的发生，如果发生危害，上位机可以将信息发送给PLC，控制信号指示灯和音频设备发出警报。系统硬件结构如图1所示。

　　图1系统硬件结构图

　　1.2系统硬件选择

　　1.2.1射频芯片

　　本系统中的射频芯片采用ADI公司的ADF7021，它是一款低功耗、高性能的收发器。工作频率为80～650MHz和862～940MHz，符合ISO14443和ISO18000系列的技术标准。具有高斯和升余弦两种数据滤波选项，用以改善窄带应用的频谱效率。ADF7021只需少量外部分立器件便可构建一个完整的收发器。片内ADC提供集成温度传感器、外部模拟输入、电池电压和RSSI信号的回读，因而可减少ADC开销。温度传感器在40～+85℃的整个工作温度范围内精度达到±10℃。在室温下进行1点校准并将结果存储在存储器内，即可提高此精度。

　　1.2.2压力传感器

　　系统中的压力传感器采用huba511系列，使用寿命长、精度高、温度稳定性好和优秀的电磁兼容性，因此使用于范围广泛且要求严格的工业应用。

　　1.2.3可编程序控制器PLC

　　可编程序控制器PLC采用西门子S7-300系列，模块化，无排风扇结构，易于实现分布，易于用户掌握；多种的性能递增的CPU和丰富的且带有许多方便功能的I/O扩展模块，使用户可以完全根据实际应用选择合适的模块。当任务规模扩大并且愈加复杂时，可随时使用附加模块对PLC进行扩展。可编程序控制器PLC与上位机之间要用RS232/485转换器，且RS485抗干扰能力强，同时也增加了通讯距离，满足系统的需要。视频监控系统与上位机的连接采用串行接入的方式。显示屏和道闸由PLC发出指令控制。

　　1.2.4温度传感器

　　温度传感器采用EGA的EWS系列壁装式温度传感器，价格低廉，与大多数过程仪表、控制器、记录仪、数据记录器和数据采集系统兼容。精度：量程的±1%@25℃（77°F）±0.11%/℃（0.06%/°F），工作温度范围0～60℃（32～140°F）。

　　1.2.5信号指示灯

　　系统的信号指示灯采用LCD和双色LED显示。

　　1.2.6语音芯片

　　系统中的语音芯片采用TLFP0001芯片。超强ESD抵抗能力（可以抵抗2kV）、超低功；待机电流小于5μA；内部集成16级音量调节，最小可以调节到静音状。高清音质，内部采用D-TO-D数字音频转；支持ISP在线烧录声音。

　　2系统软件设计

　　系统软件采用模块化设计，包括上位机软件和下位机软件两部分。上位机软件主要针对计算机平台，可采用C++语言编写，主要用于控制节点终端设备和接收节点终端设备发送数，以及进一步的处理。下位机软件设计主要针对PLC控制器，使用STEP7ProfessionalV11编程，主要是各功能模块的驱动，如射频模块的控制、道闸控制、显示屏指示灯控，、音频控，、数据存储与传送控制等。系统软件流程图如图2所示。

　　图2系统软件流程图

　　在数据的传输过程中，不管是阅读器和电子标签之间的无线通信，还是阅读器与PL、PLC和上位机之间的通信，都难免会遇到干扰而使数据发生变化，这是通信中既不愿意但又无法避免的情况。数据的接收方都必须对接收的数据进行检验，来识别传输错误。一般的校验有奇偶校验，、纵向冗余校验法（LRC）和循环冗余校验（CRC）法。

　　3结语

　　与以往的车库系统相比，本系统免去了车主停车刷卡方可通行的环节，因而节省了入库时间，也防止了撞击事件的发生。

　　本系统具有良好的人际互动功能，既人性化，又让车主更顺畅地完成停车过程。

　　由于采用了智能化的操作流程，大大减少了人力资源的浪费，同时也为调度部门缓解了压力。

　　本系统具有实时监控的视频功能和温度测控功能，为紧急灾害（如火，、盗窃）等的处理提供了方便。

　　系统采用了PLC控制器和上位机连接，具有良好的扩展功能，可与其他系统组成更强大的智能管理系统。与以往系统相比，本系统受到自然环境的影响比较小，更加稳定。

　　参考文献

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　　[3]（美）李缉熙.射频电路工程设计[M]北京：电子工业出版社，2011.

　　[4]黄玉兰.物联网（RFID）核心技术详解[M]北京：人民邮电出版社，2011.

　　[5]林育兹，李乐乐，徐浩然.基于射频通信技术的停车库智能管理系统[J].厦门大学学报：自然科学版，2008（1）：59-62.