Perancangan sistem pendeteksi ruang parkir AMR scalable RFID berbasis WiFi

perkenalan

Deteksi tempat parkir di tempat parkir secara real-time adalah kunci untuk mewujudkan pengelolaan tempat parkir yang cerdas dan meningkatkan pemanfaatan tempat parkir. Ini juga merupakan persyaratan untuk manajemen parkir modern. Perkembangan sistem pendeteksi tempat parkir pada tempat parkir secara umum telah melalui tiga tahap yaitu pendeteksian kumparan penginderaan tanah, pengendalian gerbang dan pendeteksian tempat parkir secara real-time. Deteksi tempat parkir erat kaitannya dengan tingkat teknologi pendeteksian. Pesatnya perkembangan sensor adalah jaminan tingkat deteksi. Arsitektur dasar dari dua sistem deteksi tempat parkir pertama terlalu besar dan pemasangannya terlalu rumit; mereka tidak dapat memenuhi kebutuhan pesatnya perkembangan tempat parkir dalam hal keandalan, waktu nyata, akurasi, skalabilitas, konsumsi energi yang rendah, dan jumlah teknik yang sedikit.

WiFi adalah teknologi nirkabel jarak pendek yang terhubung ke Internet melalui gelombang radio dan banyak digunakan dalam pembuatan LAN nirkabel dalam ruangan. Keunggulan WiFi yang menonjol adalah: pertama, jangkauan gelombang radionya luas, dengan radius hingga sekitar 100 m; kedua, kecepatan transmisi WiFi sangat cepat, bisa mencapai 54 Mb/s; ketiga, ambang masuknya rendah, selama perangkat terminal mendukung WiFi Anda dapat bergabung dengan jaringan WiFi sesuai dengan izin tertentu. Dalam sistem deteksi tempat parkir, teknologi WiFi digunakan untuk mengumpulkan dan mengirimkan parameter node dari sistem deteksi, serta mengirimkan dan mengontrol sinyal kontrol. Hal ini menghindari pemasangan jalur data yang rumit di tempat parkir, yang memiliki arti tertentu dalam mengurangi biaya dan konsumsi energi, serta menjadikan deteksi lebih efisien. Skalabilitas sistem lebih fleksibel.

Teknologi Identifikasi Frekuensi Radio (RFID) adalah teknologi identifikasi otomatis non-kontak yang menggunakan komunikasi frekuensi radio. RFID pada pita frekuensi 2,4 GHz dapat mengurangi kebutuhan perAlatan terkait dalam sistem dan mengurangi sensitivitas terhadap penyimpangan frekuensi. Pengenalan teknologi RFID ke dalam sistem deteksi tempat parkir kondusif bagi pengembangan perlengkapan standar. Nomor ID unik dari detektor kendaraan dapat digunakan untuk menemukan tempat parkir dengan cepat, yang bermanfaat untuk panduan tempat parkir di tempat parkir.

Makalah ini menggabungkan persyaratan sistem pendeteksi tempat parkir di tempat parkir untuk merancang sistem pendeteksi tempat parkir AMR yang dapat diperluas dengan RFID berbasis WiFi, yang sangat mengurangi biaya dan kompleksitas sistem pendeteksi tempat parkir, mengurangi konsumsi energi sistem. , dan meningkatkan akurasi deteksi sistem. dan kelayakan untuk mencapai skalabilitas sistem.

1 Desain sistem

1.1 Perancangan sistem pendeteksi tempat parkir

Sistem pendeteksi tempat parkir terdiri dari server, router nirkabel, tampilan tempat parkir, Pembaca RFID dan node sensor AMR (Anisotropic Magneto Resistive). Server bertugas mengolah data yang diunggah, mengirimkan hasil pengolahannya ke layar tampilan, dan bertanggung jawab mengirimkan instruksi kepada pembaca/penulis. Router nirkabel adalah bagian penting dari keseluruhan sistem deteksi tempat parkir. Ia bertanggung jawab untuk mengatur semua bagian dari keseluruhan sistem ke dalam jaringan area lokal. Layar tampilan tempat parkir digunakan untuk menampilkan status tempat parkir saat ini secara real time. Pembaca RFID menerima data yang diunggah oleh node sensor AMR dan mengirimkannya ke server melalui WiFi. Ia juga menerima instruksi server dan meneruskannya ke node sensor AMR. Node sensor AMR bertanggung jawab untuk mendeteksi medan magnet di tempat parkir, menilai apakah ada kendaraan berdasarkan perubahan medan magnet, mencerminkan situasi yang terdeteksi melalui data, dan mengemas data serta mengirimkannya secara nirkabel ke pembaca RFID , simpul dan pembaca RFID. Komunikasi bersifat dua arah.

Saat merancang sistem, struktur jaringan sistem adalah topologi bintang, sistem pembaca dan penulis RFID adalah pengontrol jaringan, dan node sensor AMR semuanya adalah node budak. Topologi jaringan seperti terlihat pada gambar. Pembaca RFID memiliki fungsi transceiver dan bertanggung jawab atas pengelolaan dan pengendalian data atau instruksi uplink dan downlink sistem; node sensor AMR bertanggung jawab atas pengumpulan data parameter medan magnet dan prapemrosesan data.

1.2 Desain sirkuit sistem

Perancangan rangkaian sistem pendeteksi ruang parkir meliputi :

(1) Rangkaian node sensor AMR, termasuk bagian catu daya node, tempat parkirbagian akuisisi medan magnet kecepatan, bagian pemrosesan awal data dan bagian transceiver frekuensi radio, dll.;

(2) Sirkuit pembaca/penulis RFID, termasuk bagian transceiver frekuensi radio, bagian WiFi, bagian pemrosesan data, dan bagian kontrol.

Rangkaian dasar node sensor AMR ditunjukkan pada gambar. Bagian power supply menggunakan TI's APL5312-33 yang berfungsi sebagai LDU. Tegangan masukan catu daya adalah 4,2 V dan keluarannya 3,3 V.

Deteksi kekuatan medan magnet menggunakan sensor AMR MMC2122MG. Sensor ini memiliki karakteristik ukuran kecil, umur panjang, sensitivitas tinggi, konsumsi energi rendah dan stabilitas. Hal ini dapat digunakan secara luas dalam kompas elektronik, navigasi GPS, penginderaan posisi, deteksi kendaraan dan magnetometri. MMC2122MG adalah sensor magnetoresistif dua sumbu. Itu dapat menyelesaikan pemrosesan sinyal pada chip dan mengintegrasikan bus I2C. Tidak memerlukan konversi A/D dan dapat langsung dihubungkan ke mikroprosesor.

MSP430F2618, yang memiliki konsumsi daya rendah dan kinerja tinggi, digunakan untuk memproses data yang dikumpulkan, berkomunikasi dengan chip frekuensi radio 2.4 GHz CC2500 melalui port SPI-nya sendiri, dan mengunggah paket data yang telah diproses sebelumnya ke pembaca RFID. Menerima instruksi dari pembaca RFID.

Rangkaian transceiver RF dari pembaca RFID ditunjukkan pada Gambar 5. CC2500 berkomunikasi dengan bagian kontrol pembaca melalui SPI. CC2591 meningkatkan anggaran tautan dengan menyediakan pemancar daya untuk meningkatkan daya keluaran; CC2591 memiliki angka kebisingan yang rendah. Penguat kebisingan (LNA) untuk meningkatkan sensitivitas penerima, penguat daya (PA), switching RF matcher, dan sirkuit balun untuk memenuhi desain sederhana aplikasi nirkabel berkinerja tinggi.