RFID论文：RFID技术的嵌入式停车场系统的设计方案与实现

1、RFID论文：基于RFID技术的嵌入式停车场系统的设计与 实现【中文摘要】随着城市中的汽车数剧增 , 传统停车场的弊端日益 凸显出来。目前停车场存在安全可靠性差、车辆进出缓慢、缺乏网 络支持等等缺点 , 因而不能满足新一代停车场发展的要求。本文以深 圳科技局工程“可唤醒式车辆自动检测及安全管理无线网络系统研 发”的研究成果为基础 ,通过工程实践和理论创新 , 提出了新一代基 于 RFID 技术的嵌入式停车场系统。论文的创新工作主要有 :(1) 根据 模块化的设计理念设计了嵌入式停车场控制板 , 控制板更加容易升级 和维护,停车场系统的使用寿命得到极大的延长。(2) 通过深入研究 实时操作系统卩

2、 C/OS-II 内核，实现了卩 C/OS-II 操作系统向 PIC18F 单片机的移植。针对卩C/OS-II 任务调度算法的不足之处，本文提出 了一种改进的分组任务调度算法。(3)在深入研究 RFID 系统防碰撞 算法基础上 , 提出了一种改进的动态帧时隙防碰撞算法。该算法采用 了唯一 ID 映射和 Q 值动态调整帧时隙的方法来提高标签识别速率，软硬件实现比较容易 , 实用价值较高。 (4) 针对目前停车场缺乏网络 支持的缺点，本文设计了 CAN 以太网网关。本文详细阐叙了基于 ENC464J60C 以太网接口芯片和 SJA1000 CAN 空制芯片的 CAN 以太网 网关的硬件和软件设计。

3、本文所设计的嵌入式停车场系统已成功应 用于小区和高速收费系统 , 其合理性和可靠性得到了充分验证 ,这为 下一步的应用软件设计提供了有力的支持。英文摘要】 As more and more cars come to use in thecity, the disadvantages of traditional parking lot gradually come out. Manyproblems exists in the traditional parking lot,such as poor security andreliability, lack of network suppor

4、t,low throughput,etc,which cantmeet therequirements at present.Based on the research results of project“thedevelopment of can-awaken wireless network system based on vehicleautomatic detection and safety managemen”t ,which is invested byShenzhen Bureau of Science and technology , with many theoretic

5、alresearch and engineering inovations,the next generation of embeddedparking lot system based on RFID is putted forward in this paper. Thepaper is arranged as follows:(1) The panel of the embedded parking lot isdesigned according to the modular design concept, which made thepanel more easy to upgrad

6、e and maintenance, and the the service life ofthe parking system is greatly prolonged.(2) The kernel of RTOSaC/OS-II is successfully ported to the PIC18F MCU through the kernel.An improved group task scheduling algorithm is proposed.Theshortcoming ofaC/OS-II task scheduling algorithm is overcome in

7、thisalgorithm.(3) Based on the study of RFID anti-collision algorithms, animproved dynamic framed slotted ALOHA anti-collision algorithm isproposed.In order to improve the rate of label identification, this algorithmadopts the methods of unique ID mapping and dynamical adjustment ofthe frame size by

8、 Q value.And this algorithm is easy realized in thehardware and software,.(4) Most parking lot system is lack of networkassociate and only can use in small region. In order to solve this problem,the CAN/Ethernet gateway is designed.The hardware and softwaredesign of this gateway is represented in de

9、tail, which based onENC464J600 Ethernet interface chip and SJA1000 CAN control chip.The embedded parking lot system in this paper has been successfullyused in some courts and high-speed fee systems, which fully verified therationality and reliability of the design.And it provides a strong support fo

10、rthe following application software.【关键词】RFID 卩 C/OS-H任务调度算法 ALOHA 算法 CAN/以 太网网关【英文关键词】RFID匕 C/OS-HTaskscheduling algorithm ALOHA algorithms CAN/Ethernet gateway【目录】基于 RFID 技术的嵌入式停车场系统的设计与实现摘要 4-5 Abstract 5 第 1 章 绪论 9-14 1.1 本文选题背景及 意义 9-10 1.2 停车场的国内外现状及发展趋势 10-12 1.2.1国外发展现状及存在问题 10-11 1.2.2 国内发展

11、现状及存在问题11-12 1.3 本文主要研究内容与章节安排 12-14 1.3.1 本文主 要研究内容12 1.3.2 本文章节安排 12-14 第 2 章 嵌入式停车 场硬件系统设计 14-272.1 引言 14 2.2 系统的需求和可行性 分析 14-15 2.3 停车场管理系统15-17 2.3.1 出入口管理15-16 2.3.2 入场子系统工作流程 16-17 2.3.3 出场子系统工 作流程 172.4 嵌入式停车场硬件系统设计 17-24 2.4.1 停车 场控制板设计 18-192.4.2 主芯片电路 19-20 2.4.3 实时时钟 设计 20-21 2.4.4 存储模块设

12、计21-23 2.4.5 道闸控制板设计23-24 2.5 系统 PCB 设计 24-26 2.5.1 电源和地线的处理24-25 2.5.2 数字地与模拟地的处理 25 2.5.3 高速信号线布 线 25-26 2.6本章小结 26-27 第 3 章 嵌入式停车场软件系统 设计 27-43 3.1 软件系统需求分析 27-28 3.2 主控制板任务及 其等级划分 28-31 3.3 任务调度算法改进 31-38 3.3.1 分组优 先级的任务调度算法 33 3.3.2 时间片任务调度算法 3334 3.3.3 改进分组优先级的任务调度算法 34-38 3.4 RTOS 向 PIC18 的移植

13、 38-42 3.4.1 改写 OS_CPU.H38-39 3.4.2 改写 uOS_CPU_C.C 勺汇编函数 39-42343 改写 OS_CPU_C.啲 C 函数 423.5 本章小结. 42-43 第 4 章 远距离 RFID 防碰撞算法设计 43-564.1 RFID 基本原理 43-454.1.1 RFID 系统结构43-444.1.2 RFID 系统数据传输 44-454.2 RFID 系统勺通信模型与通信流程45-464.3 RFID 系统数据碰撞的形式 46-47 4.4 RFID 系统常用的防碰撞算法性能分析47-504.4.1ALOHA 算法和帧时隙 ALOHA 算法 4

14、7-484.4.2 固定帧时隙 ALOHA算法(SFSA) 48-494.4.3 动态帧时隙 ALOHA 算法 (DFSA) 49504.5 一种动态时隙分配的 ALOHA 防碰撞算法 50-554.5.1算法原理和理论分析 50-544.5.2 算法仿真及结果分析 5455 4.6 本章小结 55-56第 5 章 CAN-以太网数据转换器的设计与实现 56-665.1 CAN 总线与 TCP/IP 56-595.1.1 CAN 的分层结构 56-575.1.2 TCP/IP 与单片机 57-595.2 CAN/以太网网关的硬件设计 59-615.2.1 网关的硬件拓扑设计 59 5.2.2以太网接口模块 59-605.2.3 CAN 接口模块 60-615.3 底层驱动软件设计 61-645.3.1 CAN 总线驱动程序的实现 6263 5.3.2 以太网驱动程序的实现 63-645.4 网关协议转换 64-655.5 本章小结 65-66 第 6 章停车场管理系统的测试与应用66-736.1 停车场管理系统测试 66-696.1.1 在线调试接口测试 66-676.1.2 阅读器串口通信测试 676.1.3 主控板存储芯片读写测试 67-686.1.4 道闸控制模块测试 68-696.1.