基于有源RFID的自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)研究
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2．1 單片機(jī)控制模塊
發(fā)射與接收端的控制模塊分別由單片機(jī)STC89C51和STC89C58構(gòu)成，STC89C51系列單片機(jī)具有片內(nèi)FLASH程序存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器，且可以通過(guò)RS 232接口下載軟件，方便系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)與更新。站臺(tái)ID的編碼生成由單片機(jī)STC89C51完成，使用STC89C51的P1．0～P1．7端口作為站臺(tái)ID編碼輸入，分別連接在撥碼開(kāi)關(guān)上，共有256(28)種不重復(fù)的編碼。在需要更多的編碼時(shí)，可用STC89C51的其他空閑端口進(jìn)行擴(kuò)充；使用單片機(jī)直接對(duì)車(chē)站進(jìn)行ID編碼，比使用一些專(zhuān)用編碼芯片更加靈活方便，擴(kuò)展性更好。車(chē)載設(shè)備的控制由單片機(jī)STC89C58組成，分別完成CC1100接收模塊的初始化、VS1003語(yǔ)音模塊的初始化、站臺(tái)ID的解碼及顯示系統(tǒng)的控制等功能。本方案中，因?yàn)镾TC89C51系列單片機(jī)不帶SPI接口，所以通過(guò)普通I／O口模擬SPI接口實(shí)現(xiàn)與CC1100，VS1003的通信。
2．2 RF發(fā)射與接收模塊
本系統(tǒng)的有源RFID由站臺(tái)發(fā)射端與車(chē)載接收端兩部分組成，射頻發(fā)射與接收分別由兩塊CC1100模塊完成。CC1100是美國(guó)德州儀器(Texas Instruments，簡(jiǎn)稱(chēng)TI)公司生產(chǎn)的一種高性能無(wú)線射頻通信芯片，它是一種專(zhuān)為無(wú)線射頻通信應(yīng)用而設(shè)計(jì)的低功耗、低成本的單芯片UHF收發(fā)芯片。支持ASK，OOK，2-FSK，GF-SK和MSK等調(diào)制模式，工作頻率可以通過(guò)軟件設(shè)定為315 MHz，433 MHz，868 MHz和915 MHz的ISM(工業(yè)，科學(xué)和醫(yī)學(xué))和SRD(短距離設(shè)備)等頻率波段，其數(shù)據(jù)傳輸率可軟件編程控制，最高可達(dá)500 Kb／s。CC1100具有靈敏度高、鏈接性能好的特點(diǎn)，所需的外部組件少，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，可廣泛應(yīng)用于各種短距離無(wú)線通信領(lǐng)域。
2．3 語(yǔ)音播放模塊VS1003
VS1003是由荷蘭VLSI公司出品的一款單芯片的MP3／WMA／MIDI音頻解碼和ADPCM編碼芯片，其擁有一個(gè)高性能低功耗的DSP處理器核心VS _DSP，5 KB的指令RAM，0．5 KB的數(shù)據(jù)RAM。VS1003的所有數(shù)據(jù)和控制命令均通過(guò)SPI總線接口實(shí)現(xiàn)，因此和單片機(jī)的接口連接比較簡(jiǎn)單，只需4根信號(hào)線，分別是：設(shè)備選擇線()、時(shí)鐘信號(hào)線(SCLK)、串行數(shù)據(jù)輸出線(MISO)、串行數(shù)據(jù)輸入線(MOSI)。音頻數(shù)據(jù)通過(guò)串行數(shù)據(jù)接口(SDI)傳送，控制數(shù)據(jù)則通過(guò)串行控制接口(SCI)來(lái)傳送?？刂茢?shù)據(jù)是通過(guò)讀寫(xiě)不同的寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)VS1003的控制。在本方案中，VS100 3作為一個(gè)微處理器的一個(gè)從機(jī)，通過(guò)串行SPI接口接收輸入的比特流，輸入的比特流被解碼后，再經(jīng)過(guò)數(shù)字音量控制器到達(dá)一個(gè)18位過(guò)采樣∑-△A／D轉(zhuǎn)換器。這樣利用一塊VS1003芯片與單片機(jī)STC89C58相配合，由STC89C58讀取SD卡中的MP3音頻文件，再通過(guò)SPI接口送至VS1003芯片播放。
2．4 音頻功率放大模塊
報(bào)站語(yǔ)音放大由音頻功率放大集成塊TDA7297完成，其工作電壓范圍為6～18 V，雙通道輸出功率可達(dá)(15+15)W，即使在嘈雜的環(huán)境中也能有足夠大的輸出功率。
此外還有電源模塊和顯示模塊，電源模塊負(fù)責(zé)系統(tǒng)的電源能量供應(yīng)，分別為單片機(jī)、CC1100、VS1003等模塊提供3．3 V的工作電壓，為功放模塊提供12 V的工作電壓；顯示模塊作為人機(jī)對(duì)話的一個(gè)窗口，用以顯示和標(biāo)識(shí)車(chē)輛到站的提示信息。本文引用地址：http://2s4d.com/article/156686.htm
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
本自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的軟件也采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括主程序、CC1100初始化程序、VS1003初始化程序、站臺(tái)ID編碼程序、MP3語(yǔ)音讀取與播放程序、顯示處理程序等。
3．1 站臺(tái)發(fā)射端
系統(tǒng)上電后，單片機(jī)STC89C51首先對(duì)CC1100初始化，接著掃描P1端口的ID編碼狀態(tài)值，并在該值的前面加上前置識(shí)別碼，后面加上結(jié)束標(biāo)識(shí)碼，然后通過(guò)CC1100調(diào)制并發(fā)射。其軟件流程圖如圖3所示。
3．2 車(chē)載接收端
系統(tǒng)上電后，單片機(jī)STC89C58分別對(duì)CC1100，VS1003和顯示單元進(jìn)行初始化。當(dāng)汽車(chē)即將到達(dá)車(chē)站(距離站臺(tái)發(fā)射器約50 m)時(shí)，接收到站臺(tái)發(fā)射的RF信號(hào)，系統(tǒng)分兩次接收解碼出該站臺(tái)的ID編碼號(hào)，通過(guò)比較兩次的ID編碼值，可有效排除外來(lái)干擾，提高系統(tǒng)抗干擾性能。只有兩個(gè)值相等才判斷確定為該站臺(tái)的正確ID編碼號(hào)，并與上次存儲(chǔ)的ID號(hào)進(jìn)行比較，如若相同，判為同一站臺(tái)，返回重新檢測(cè)與識(shí)別，不再重復(fù)報(bào)站；如果不同，則存儲(chǔ)本次ID編碼值并搜索與讀取SD存儲(chǔ)卡中相對(duì)應(yīng)的MP3語(yǔ)音文件，然后輸送到VS1003進(jìn)行語(yǔ)音播放報(bào)站。其軟件流程圖如圖4所示。
4 結(jié)語(yǔ)
本文針對(duì)當(dāng)前我國(guó)各城市公交車(chē)報(bào)站方式上的不足，利用無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種基于RFID技術(shù)的公交車(chē)自動(dòng)識(shí)別車(chē)站、自動(dòng)報(bào)站的技術(shù)方案。這種基于RFID技術(shù)的公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了公交車(chē)的自動(dòng)報(bào)站功能。在識(shí)別車(chē)站、自動(dòng)報(bào)站的過(guò)程中，完全不需要駕駛員進(jìn)行操作，減輕了駕駛員的負(fù)擔(dān)，增加了車(chē)輛行駛的安全性。本系統(tǒng)具有報(bào)站準(zhǔn)確率高、價(jià)格低廉、運(yùn)行成本低、維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，不失為一種實(shí)用的公交車(chē)智能裝置，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。
評(píng)論