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基于RFID的智能车定位系统

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  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.
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