基于RFID的智能车定位系统

来源:用户上传      作者:

　　摘 要 本文设计一种基于RFID与STC12C5A60S2单片机的定位系统。该系统具有明确识别智能车位置的功能。该系统利用单片机对MF RC522射频卡的识别，对智能车进行精准定位。
　　关键词 RFID STC12C5A60S2单片机 智能车定位
　　中图分类号：TP311 文献标识码：A
　　0前言
　　随着科技的不断发展，智能车运用逐渐广泛，将智能车运用于工厂、车间也成为了迫切之需。在这些地方，利用智能车可以高效且快速地运输材料，也可以为智能车检测设备用于工厂的监测。然而，对于智能车的行走，了解智能车的所在也成为了重中之重。GPS是大家首先想到的一个定位系统，它基于卫星通信，在室外空旷环境下可提供精度在10米之内的导航，但是当目标移至室内，卫星信号受到建筑物的影响衰减，定位精度也随之降低。本文即针对这一问题进行解决，我们利用RFID的信息传达功能，将智能车的固定路线上放置MF RC522射频卡，通过智能车对其的识别，进行对智能车本身的定位。
　　1常见的RFID定位方式
　　1.1临近探测法
　　临近探测法是指通过一些有范围限制的物理信号的接收，从而判断移动设备是否出现在某一个发射点附近。该方法虽然只能提供大概的定位信息，但其布设成本低、易于搭建，适合于一些对定位精度要求不高的应用，例如自动识别系统用于公司的员工签到。
　　1.2质心定位法
　　根据移动设备可接收信号范围内所有已知的信标（beacon）位置，计算其质心坐标作为移动设备的坐标。该方法易于理解，计算量小，定位精度取决于信标的布设密度。
　　1.3多边定位法
　　通过测量待测目标到已知参考点之间的距离，从而确定待测目标的位置。
　　智能车定位不需要太过精确，故临近探测法已经可以满足要求。
　　2系统的整体设计
　　该系统以STC12C5A60S2单片机为基础，利用RFID特殊的无线传输机制，获取射频卡上的位置信息，再经过ESP8266模块将所得位置信息传送至上位机。单片机上设置有RFID射频卡接受模块、ESP8266 WIFI传送模块、显示模块。
　　当智能车按指定线路经过射频卡时，单片机上的RFID射频卡接受模块接受到MF RC522射频卡上所存储的位置信息，经过单片机的处理过后，将其显示于单片机上的显示模块，并通过ESP8266 WIFI传送模块传送至上位机。
　　3系统的硬件选择
　　3.1 STC12C5A60S2单片机
　　STC12C5A60S2系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机。它是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D轉换（250K/S），针对电机控制，强干扰场合。
　　3.2 MF RC522读写模块
　　MF RC522 利用了先进的调制和解调概念，完全集成了在13.56MHz 下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。其内部发送器部分可驱动读写器天线与ISO 14443A/MIFARE卡和应答机的通信，无需其它的电路。接收器部分提供一个坚固而有效的解调和解码电路，用于处理ISO14443A 兼容的应答器信号。数字部分处理ISO14443A 帧和错误检测。
　　3.3 ESP8266 WIFI传送模块
　　esp8266是wifi串口模块，功能简单来讲就是：从wifi接收到数据，串口输出;从串口接收数据，wifi输出数据。ESP8266芯片共有四个管脚VCC、GND、RX和TX，其中RX和TX引脚分别为数据接收和发送端。
　　3.4数码管显示模块
　　本系统的显示部分采用数码管动态显示，用来显示从射频卡上接受的位置数据。动态显示器的优点是节省硬件资源，成本较低，但在控制系统运行过程中，要保证显示器正常显示，CPU每隔一段时间执行一次显示子程序，这占用了CPU的时间，降低了CPU工作效率，同时显示亮度较静态显示器低。
　　4系统的软件设计
　　本设计所采用的主控制器STC12C5A60S2的软件开发环境是Keil uvision4，本设计所涉及的开发环境较为简单，直接在keil里面运行C语言编写的程序即可实现动作。
　　keil uvision4的device中不包含STC12系列的芯片，因此需要将STC系列的芯片添加到keil中。首先下载一个STC-ISP软件，点击keil仿真设置，然后将该系列芯片添加到keil根目录下的C51文件中，即可在keil中进行STC12C5A60S2的软件开发。
　　5结束语
　　该系统主要借助STC12C5A60S2单片机，设计一组可接收射频卡信息、使用WIFI与上位机对接信息、自我显示等功能的系统。系统通过接收不同的射频卡，翻译射频卡上所带有的位置信息，经过STC12C5A60S2单片机的控制，通过ESP8266模块传输，使人可以进行远程监控智能车的一举一动。
　　作者简介：程前（1998.12-），男，汉族，四川省渠县人，大学在读，四川轻化工大学，学生，研究方向：RFID定位。
　　参考文献
　　[1] 张毅刚，刘旺，邓立宝.单片机原理及接口技术[M].人民邮电出版社，2016.
　　[2] 林志琦.基于Proteus的单片机可视化软硬件仿真[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.
　　[3] 游战清等.无线射频识别技术（RFID）理论与应用[M].电子工业出版社，2004.
　　[4] 陈新河.无线射频识别（RFID）技术发展综述[J].信息技术与标准化，2005（07）.
　　[5] 来清民.射频识别（RFID）与单片机接口应用实例[M].中国电力出版社，2016.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15245738.htm