Файл: Автоматизация и управление.docx

Какие - то из представленных выше систем являются достаточно дорогими для использования на многоуровневых парковках, другие могут

неработать ночью, и выдерживают не любые погодные условия, также размеры подобных систем позволяют заезжать не всем типам автомобилей.

Таким образом, лучшими из сравниваемых аналогов являются системы Авто-Интеллект и CVS-Авто, однако и они имеют свои недостатки такие, как дороговизна и нвозможность проезда автомобилей с прицепом.

В рамках выполнения данного дипломного проекта были учтены все недостатки существующих аналогов и разработана система автоматизированной парковки.

2. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

---

Принципы работы системы автоматической парковки и распознавания государственных номеров

Большинство традиционных приложений цепочки поставок, таких как программы отслеживания и соответствия требованиям RFID, возникающие в розничной сети потребительских товаров, используют менее дорогие пассивные метки.

В работе [1] представлена подобная система по технологии RFID.

Радиочастотная идентификация (RFID) — это метод автоматической идентификации, в котором данные, сохраненные на RFID-метках или транспондерах, удаляются удаленно.

RFID-метка — это устройство, которое может быть прикреплено к продукту, животному или человеку или включено в него, для идентификации и отслеживания с использованием радиоволн.

Некоторые метки можно считывать с нескольких метров, за пределами видимости читателя.

Технология RFID используется в системах в торговых центрах и зданиях, что можно увидеть на рисунке 1.1.

Система обычно состоит из счетчика транспортных средств, датчиков, платы дисплея, контроллера ворот, RFID-меток и RFID-считывателя.

Здесь представлена автоматическая система парковки автомобилей с использованием микроконтроллера AT89S52 [16].




Рисунок 1.1 – Автоматическая система распознавания государственных номеров на парковке

В принципе, система RFID состоит из антенны или катушки, приемопередатчика (с декодером) и транспондера (RF-метки), электронно- запрограммированного с уникальной

---

информацией. На рынке существует много разных типов RFID-систем. Они классифицируются на основе их частотных диапазонов. Некоторые из наиболее часто используемых наборов RFID представляют собой низкочастотные в диапазоне от 30 до 500 кГц, среднечастотные от 900 кГц до 1500 МГц и высокочастотные от 2,4 до 2,5 ГГц.

На рисунке 1.2 показана внутренняя диаграмма типичной RFID- антенны. Антенна излучает радиосигналы для активации тега и чтения / записи данных с / на него. Это канал между тегом и приемопередатчиком, который контролирует сбор и передачу данных системы [15].




Рисунок 1.2 – Внутренняя диаграмма RFID антенны

На рисунке 1.3 показана внутренняя структура типичной метки RFID. Он содержит микрочип, содержащий идентифицирующую информацию об элементе и антенну, которая передает эти данные беспроводным способом считывателю.




Рисунок 1.3 – Внутренняя структура RFID метки Особенности RFID – метки:

• 
  объем данных. Емкость хранения данных по тегу может варьироваться от 16 бит до нескольких тысяч бит. Конечно, чем больше емкость памяти, тем выше цена тега;
  
• 
  фактор формы. Структура тегов и антенн может иметь множество физических форм-факторов и может быть автономной или встроенной как
  

часть традиционной структуры ярлыков (называемой «умной меткой», она имеет тег внутри того, что выглядит как обычный штрих-код метка);

• 
  пассивные и активные метки. Пассивные метки не имеют батареи и передают свои данные только при включенном питании считывателя.
  

---

Как и вся беспроводная связь, существует множество частот или спектров, через которые RFID-теги общаются с читателями. Опять же, есть компромисс между стоимостью, производительностью и требованиями приложений. Например, низкочастотные метки дешевле, чем сверхвысокочастотные (UHF) теги, используют меньшую мощность и лучше способны проникать в неметаллические вещества. Они идеально подходят для сканирования объектов с высоким содержанием воды, таких как фрукты, на близких расстояниях.

Обычно СВЧ предлагают более широкий диапазон и могут быстрее передавать данные. Но они используют больше энергии и менее эффективны с некоторыми материалами.

Теги электронного кода продукта (EPC). EPC — это новая спецификация для RFID-меток, считывателей и бизнес-приложений. Он представляет собой конкретный подход к идентификации элементов, включая новый стандарт для тегов - как с содержимым данных тега, так и с открытыми протоколами беспроводной связи [17].

Радиочастотный трансивер является источником радиочастотной энергии, используемой для активации и питания пассивных RFID-меток. Он может быть заключен в том же шкафу, что и считывающее устройство, или может быть отдельным оборудованием. При предоставлении в качестве отдельной части оборудования трансивер обычно называют радиочастотным модулем. Радиочастотный трансивер управляет и модулирует радиочастоты, которые антенна передает и получает. Приемопередатчик фильтрует и усиливает сигнал обратного рассеяния от пассивной метки RFID.

На рисунке 1.4 показана схема подключения

---

модулей к контроллеру.




Рисунок 1.4 – Схема подключения модулей к контроллеру

На рисунке 1.5 показана электрическая схема блока распознования метки RFID.



Рисунок 1.5 – Электрическая схема блока распознования метки RFID [2]

Схема может быть разделена на разные секции:

• 
  источник питания. Коннектор CON1, диоды D1-D4, конденсатор C1 и микроконтроллеры напряжения 7805 (IC1) и 7812 (IC2) образуют секцию электропитания автоматической системы парковки автомобилей. CON1 — это трехконтактный разъем, обеспечивающий питание от сети переменного тока напряжением 15 В или постоянного тока. В случае 15 В переменного тока диоды D1-D4 образуют мостовой выпрямитель для исправления питания переменного тока. Конденсатор C1 фильтрует рябь с выпрямленного выхода. Микросхемы 7805 и 7812 обеспечивают регулируемую 5 В и 12 В, соответственно, в схему. Напряжение в 5 В используется для управления микроконтроллером, жидкокристаллическим дисплеем, RFID и контуром ИК-датчика, а при 12 В работает двигатель [19];
  
• 
  микроконтроллер. Маломощный и очень высокопроизводительный AT89S52 – 8-разрядный микроконтроллер CMOS с флэш-памятью 8 Кб. Он совместим со стандартным набором инструкций 80C51 и выводом контактов. Встроенная флэш-память позволяет перепрограммировать память программы в системе или обычным программирующим устройством с энергонезависимой памятью. Другие функции включают 256 Б ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), 32 линии ввода / вывода, сторожевой таймер, два указателя данных, три 16-разрядных таймера / счетчика, шестивекторную двухуровневую архитектуру прерывания, полнодуплексный последовательный порт, встроенный осциллятор и схемы синхронизации;
  
• 
  коннекторы CON2-CON4. CON2 и CON3 - двухконтактные разъемы, которые соединяют 12-вольтовые двигатели постоянного тока с цепью для управления входными и выходными воротами. CON4 — это 10-контактный разъем с двойной вставкой, который соединяет модуль считывателя RFID с контуром;
  
• 
  драйвер двигателя L293D. H-мостовой двигатель L293D (IC5) управляет двигателями постоянного тока, чтобы открыть дверь или барьер для входа и выхода с автостоянки. Два двигателя с большим током могут использоваться вместо двигателей L293D и 12V DC для управления входами и выходами, соответственно;
  
• 
  двухоперационный усилитель LM358 (IC4) используется в качестве компаратора напряжения для сравнения выхода ИК-датчиков с фиксированным пороговым напряжением, чтобы узнать, прерывается ли ИК- луч или нет;
  
• 
  инфракрасный передатчик и приемник. Используются две пары ИК- передатчика-приемника. ИК-светодиоды подключаются в прямом смещении к источнику питания 5 В через 220-омные резисторы. Они излучают инфракрасный свет, который прерывается, когда объект попадает на его ИК- приемник. ИК-приемные фотодиоды подключены в обратном смещении к источнику питания 5 В через 1-мегаомный резистор. Когда инфракрасный свет падает на фотодиоды, их сопротивление изменяется, а также их выход. Этот выход сравнивается с фиксированным напряжением, чтобы дать цифровой выход микроконтроллеру, чтобы судить о въезде и выходе транспортных средств;
  
• 
  дисплей ЖК. LCD1 представляет собой двухстрочный, 16- символьный, буквенно-цифровой жидкокристаллический дисплей. Линии данных с D0 по D7 ЖК-дисплея подключаются к порту 2 AT89S52 (IC3). Сброс (RS) и управляющие линии включения (E) подключаются к контактам портов P3.6 и P3.7 соответственно. Контрольные линии управляют потоком данных с микроконтроллера на LCD1 [3].
  

---