Conception d'un système de détection de place de stationnement AMR évolutif basé sur le WiFi et RFID

introduction

La détection en temps réel des places de stationnement dans les parkings est la clé pour réaliser une gestion intelligente des parkings et améliorer l'utilisation des places de stationnement. C'est également une exigence pour une gestion moderne du stationnement. Le développement du système de détection des places de stationnement dans le parking est généralement passé par trois étapes : la détection par bobine de détection au sol, le contrôle des portes et la détection des places de stationnement en temps réel. La détection des places de stationnement est étroitement liée au niveau de la technologie de détection. Le développement rapide des capteurs est la garantie du niveau de détection. L'architecture de base des deux premiers systèmes de détection des places de stationnement est trop grande et l'installation est trop lourde ; ils ne peuvent pas répondre aux besoins du développement rapide des parkings en termes de fiabilité, de temps réel, de précision, d'évolutivité, de faible consommation d'énergie et de faible Ingénierie.

Le WiFi est une technologie sans fil à courte portée qui se connecte à Internet par ondes radio et est largement utilisée dans la mise en place de réseaux LAN sans fil intérieurs. FrançaisLes avantages remarquables du WiFi sont les suivants : premièrement, la couverture des ondes radio est large, avec un rayon allant jusqu'à environ 100 m ; deuxièmement, la vitesse de transmission du WiFi est très rapide, pouvant atteindre 54 Mb/s ; troisièmement, le seuil d'entrée est bas, tant que le terminal prend en charge le WiFi Vous pouvez rejoindre le réseau WiFi selon certaines autorisations. Dans le système de détection de place de stationnement, la technologie WiFi est utilisée pour collecter et transmettre les paramètres des nœuds du système de détection, et pour transmettre et contrôler les signaux de commande. Cela évite de disposer de lignes de données encombrantes dans le parking, ce qui a une certaine importance pour réduire les coûts et la consommation d'énergie, et rend la détection plus efficace. L'évolutivité du système est plus flexible.

La technologie d'identification par radiofréquence (RFID) est une technologie d'identification automatique sans contact qui utilise la communication par radiofréquence. La RFID dans la bande de fréquence 2,4 GHz peut réduire les exigences relatives aux équipements correspondants du système et réduire la sensibilité aux écarts de fréquence. L'introduction de la technologie RFID dans le système de détection de places de stationnement est propice au développement d'équipements standards. Le numéro d'identification unique du détecteur de véhicule peut être utilisé pour localiser rapidement les places de stationnement, ce qui est bénéfique pour le guidage des places de stationnement dans le parking.

Cet article combine les exigences du système de détection de places de stationnement dans le parking pour concevoir un système de détection de places de stationnement AMR extensible RFID basé sur le WiFi, ce qui réduit considérablement le coût et la complexité du système de détection de places de stationnement, réduit la consommation d'énergie du système et améliore la précision de détection du système. et la faisabilité pour atteindre l'évolutivité du système.

1 Conception du système

1.1 Conception du système de détection de place de parking

Le système de détection de place de parking se compose d'un serveur, d'un routeur sans fil, d'un affichage de place de parking, d'un Lecteur RFID et d'un nœud de capteur AMR (magnétorésistif anisotrope). Le serveur est responsable du traitement des données téléchargées, de l'envoi des résultats du traitement à l'écran d'affichage et de l'envoi des instructions au lecteur/enregistreur. Le routeur sans fil est un élément important de l'ensemble du système de détection de place de parking. Il est responsable de l'organisation de toutes les parties de l'ensemble du système dans un réseau local. L'écran d'affichage de la place de parking est utilisé pour afficher l'état actuel de la place de parking en temps réel. Le lecteur RFID reçoit les données téléchargées par le nœud de capteur AMR et les transmet au serveur via WiFi. Il reçoit également les instructions du serveur et les transmet au nœud de capteur AMR. Le nœud de capteur AMR est chargé de détecter le champ magnétique dans l'espace de stationnement, de juger s'il y a un véhicule en fonction des changements du champ magnétique, de refléter la situation détectée à travers des données, et de regrouper les données et de les transmettre sans fil au lecteur RFID, au nœud et au lecteur RFID. La communication est bidirectionnelle.

Lors de la conception du système, la structure du réseau du système est une topologie en étoile, le lecteur et l'enregistreur RFID du système sont le contrôleur de réseau et les nœuds de capteur AMR sont tous des nœuds esclaves. La topologie du réseau est celle illustrée dans la figure. Le lecteur RFID a une fonction d'émetteur-récepteur et est responsable de la gestion et du contrôle des données ou instructions de liaison montante et descendante du système ; le nœud de capteur AMR est responsable de la collecte des données de paramètres de champ magnétique et du prétraitement des données.

1.2 Conception du circuit du système

La conception du circuit du système de détection de place de stationnement comprend :

(1) Circuit de nœud de capteur AMR, y compris la partie d'alimentation du nœud, le stationnement(2) Circuit lecteur/enregistreur RFID, comprenant une partie émetteur-récepteur radiofréquence, une partie WiFi, une partie traitement des données et une partie contrôle.

Le circuit de base du nœud de capteur AMR est illustré sur la figure. La partie alimentation utilise l'APL5312-33 de TI pour fonctionner comme une LDU. La tension d'entrée de l'alimentation est de 4,2 V et la tension de sortie est de 3,3 V.

La détection de l'intensité du champ magnétique utilise le capteur AMR MMC2122MG. Ce capteur présente les caractéristiques d'une petite taille, d'une longue durée de vie, d'une sensibilité élevée, d'une faible consommation d'énergie et d'une stabilité. Il peut être largement utilisé dans les boussoles électroniques, la navigation GPS, la détection de position, la détection de véhicule et la magnétométrie. Le MMC2122MG est un capteur magnétorésistif à deux axes. Il peut effectuer le traitement du signal sur la puce et intègre le bus I2C. Il ne nécessite pas de conversion A/N et peut être directement connecté au microprocesseur.

Le MSP430F2618, qui a une faible consommation d'énergie et des performances élevées, est utilisé pour prétraiter les données collectées, communiquer avec la puce radiofréquence 2,4 GHz CC2500 via son propre port SPI et télécharger les paquets de données prétraités vers le lecteur RFID. Recevez des instructions du lecteur RFID.

Le circuit émetteur-récepteur RF du lecteur RFID est illustré à la figure 5. Le CC2500 communique avec la partie de commande du lecteur via SPI. Le CC2591 augmente le budget de liaison en fournissant un émetteur de puissance pour améliorer la puissance de sortie ; Le CC2591 présente un faible facteur de bruit. Amplificateur de bruit (LNA) pour améliorer la sensibilité du récepteur, amplificateur de puissance (PA), adaptateur RF de commutation et circuit balun pour répondre à la conception simple des applications sans fil hautes performances.