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面向一种基于安全RFID嵌入式微控制器的汽车包装媒体集成自动流框架

摘要

本文讨论了一种为司机、市政当局和私人停车场业主提供最终解决方案的综合汽车停车系统。 这使司机能够在规定的时间内将车停在确切的地点时得到指导；它简化了对停车占用情况的监测和情报收集。 集成的RFID微控制器作为车辆停车表的功能，消除了停车指南指导汽车在哪里停车的需要。 基于RFID的车辆停放技术使用带有感知电路的微型控制器来感知车辆的进出。 在这种技术中，RFID卡是在车辆停车场所有者的许可下刷卡的。 通过使用H桥概念，我们操作入口和出口。 在这个H桥概念中，直流电机用于进出吊杆的操作。 直流电机运行时钟明智和反锁明智的程序。 当车辆进入停车系统时，停车系统中可用的空间减少，反之亦然。 操作时给出5伏的标准电源。 一个LCD显示停车系统的所有活动。 微控制器与带有散列数据库加密和实时记录进出车辆的RFID卡认证器的汽车停车软件接口。 RFID标签、阅读器和天线的使用使停车用户的“进出”权限更容易自动化。

关键词：模型、RFID、微控制器、停车场、嵌入式，

导言

使用RFID来实现对停车位的控制，而不是通过使用8051微控制器实时实现媒体中继来支付，这还没有成为现实。 将用于实现我们的框架的设备是一个停车场管理系统，它将依靠PHP编程语言从服务器端运行。 其次，提出了一个RFID微控制器使用lsquo;AT89S52rsquo;，这是一个典型的8051微控制器由Atmel制造。 该89S52有4个不同的端口，每个端口有8条输入/输出线，共提供32条I/O线[11]。 这些端口可以习惯于输出数据和权威的任务做其他控制，或读取传感器或开关的状态。 89S52的大多数端口都具有“双函数”，表示它们可以用于两个不同的函数。

微控制器将与停车管理系统集成。 微控制器端口将执行输入/输出操作和实现微控制器的特殊特性，如计数外部脉冲、根据外部事件中断程序的执行、执行串行数据传输或将芯片连接到计算机进行更新软件。 每个端口有8个引脚，并将从停车管理系统的角度被视为一个名为“注册”[12]的8位变量，每个位连接到不同的输入/输出引脚。 有两种不同的内存类型：EEPROM和RAM。 EEPROM将用于存储程序，而RAM将在程序执行期间存储变量，这就是为什么它通常被称为“程序回忆lsquo;。 很明显，CPU（中央处理单元）是微控制器[13]的核心。 正是CPU将从FLASH回忆中读取程序，并通过与可用外围设备交互来执行它。

研究问题的陈述

缺乏一个框架，通过自动审核停车中可用的空位和引导下一辆车，同时同步拍摄实时图像和视频进行法医审计，在停车场中心自动调度汽车，这证明很难控制停车位。 还在继续使用停车指南，这些指南必须在任何时候都可以指导汽车，同时四处走动，检查空置的停车场。 对汽车通过大门的审计是倒退的，因为它缺乏支持的实时证据，以通知媒体绑架者的报告。 因此，现有的记录系统很繁琐，效率低下，在一个人从事犯罪活动时往往缺乏最新的信息。 此外，还没有一种基于RFID的安全模型的机制，该模型集成了用于汽车停车的媒体自动流。

目的研究

本研究的主要目的是提出一种基于RFID的嵌入式微控制器框架，该框架将有助于在停车中心自动调度汽车，同时实时集成媒体流。

1.3 文献调查

自动识别，简称自动ID，是一系列用于帮助机器识别对象的技术的总称。 自动识别通常与自动数据捕获相结合(koh等人，2003年)。 也就是说，公司希望识别项目，获取有关它们的信息，并以某种方式将数据输入计算机，而不让员工输入。 大多数自动ID系统的目的是提高效率，减少数据输入错误，并释放工作人员执行更多的价值集成功能。 有许多技术属于自动ID的范畴。 其中包括条形码、精明卡、语音感知、一些生物识别技术（例如视网膜扫描）、光学字符感知、射频识别(RFID)等。

射频识别(R FID)是一种基于射频传输[2]识别物品的手段。 这种技术可用于识别、跟踪和检测各种各样的物体。 通信发生在阅读器和应答器之间(来自TRANSmitter/RESPONDER-硅芯片连接到天线)，通常称为“标签”。 标签有很多种形式，比如粘在盒子上的透明标签，敏锐的智力卡片和你粘在挡风玻璃上的盒子，让你在不停止的情况下支付通行费。 标签可以是被动的（由读取器字段供电)，半被动的或主动的(由电池供电）[5]。 主动RFID标签是由一个车载电源供电，并倾向于比被动标签更奢侈，从读取器的射频能量中获得能量。 在船上，权力制裁活动标签有更多的优势通信距离和更快的复制时间。 这些标签的种类更多，习惯上具有更大的记忆容量。 无源RFID标签没有内部电源和用途外部电源运行。 这些标签是由从阅读器接收到的电磁信号供电的。 接收到的电磁信号在标签上充电一个内部电容器，这反过来又充当一个繁殖源，并为芯片提供效力。

RFID系统的区分标准取决于操作读取器的频率、物理耦合方法和通信距离（读取范围）[3]。 所使用的通信频率在微波范围内从135千赫长波到5.8千赫，分为四个基本范围：LF（低频，30-300千赫）、HF（高频，3-30兆赫)、超高频(超高频，300兆赫-2千赫)和微波(gt;2千赫）。 物理耦合采用磁场和电磁场。 通信距离从几毫米到35米以上（近耦合：0-1厘米，远耦合：0-1米，远距离：gt;1米）[6]。

在典型的配置中，标记被放置在要[7]识别的对象上。 每个标签都有一个内部内存，其中部分为“只读”，可选地可重写，其中信息(唯一的ID序列号、制造日期、产品组成等。) 关于对象是存储的。 当这些标记通过读取器生成的字段时，它们将这些信息传输回读取器，从而允许对象标识[8]。 阅读器和标签之间的通信过程由几种协议之一管理和控制，例如ISO15693和ISO18000-3用于HF或ISO18000-6，EPC用于UHF。 识别过程从读取器打开时开始；它开始在选定的频带发射信号(UHF通常为860-915MHz，HF通常为13.56MHz)；读取器字段到达的标签将“唤醒”（如果是被动的，则由字段本身提供）。 一旦标签解码了信号，它就会通过调制读取器字段（后向散射调制)来回复读取器）。 如果有许多标签，那么它们都会同时回复。 如果发生这种情况，读取器将检测到信号碰撞和多个标签[7]的指示。 在这种情况下，读者使用了一种防碰撞算法，该算法旨在允许对标签进行排序和单独选择。 可以识别的标签数量取决于使用的频率和协议，通常范围从50个标签/s到200个标签/s。 一旦选择了一个标签，读取器就可以执行所有允许的操作，例如读取标签标识符号，或者也可以在其中写入数据（如果是读/写标签）。 在完成对第一个标签的操作后，读取器开始处理第二个标签，以此类推，直到最后一个标签。

为了接收能量并与读取器通信，被动标记使用以下两种方法之一。这些是近场，它使用标签的感应耦合到在读取器天线周围循环的磁场（如变压器)，远场，它使用与雷达相似的技术(后向散射反射）通过与电场[9]耦合。 近场一般用于在LF和HF频段工作的RFID系统，远场用于较长读取范围的超高频和微波RFID系统[9]。 其原因是，在近场中，场能量作为第一近似，按比例下降到1/R3(其中R是天线的距离)，而在远场中，能量按比例下降到1/R；因此，近场和远场之间的分界线，在远场中，较低频率波的能量将比较高波的能量减少得多，因此，在该区域中，较高波的使用是强制性的。

无源技术在RFID应用中应用最为广泛。 无源技术在一系列频带内工作，其中860-956MHz(ISM)频带最受欢迎。 在超高频工作的无源标签通过振幅调制(AM)与读取器通信，并从读取器字段接收它们的功率，并根据远场特性进行能量传递。 从标签到读取器的通信是通过及时改变天线输入阻抗与要传输的数据流来实现的：这样，反射回读取器的功率与数据[14]一起被及时调制。远场背向散射调制的使用带来了HF和低频系统[9]中不存在的问题。 这种不想要的影响中最重要的一个是，阅读器发射的场不仅由标签天线反射，而且还由任何尺寸按所用波长顺序排列的物体反射：这些反射场可以阻尼阅读器和后散射场，从而降低系统的效率；因此，最好每个阅读器只使用一个以上的天线。 ISO定义了Reader-gt;标签和Tag-gt;阅读器之间的空中接口通信，包括通信协议、信号调制类型、数据编码和帧、数据传输速率和防碰撞(同时检测和排序Reader字段中的许多标签)[10]

拟议框架

所提出的汽车包装效率框架，同时引入媒体流如下所示。 框架的布局如下图1所示。

图1：RFID与媒体交互的框架

这个过程从大门开始，当一个汽车进入者拿着RFID卡，并通过阅读器，反过来将信号中继到微控制器，一旦微控制器处理信号，它使用一个继电器系统来触发停止器，让车辆进入停车中心。

同时基于预编程指令的微控制器将信号传递给引导媒体自流开始的服务器。 当拍摄照片时，车辆被引导到停车中心，在屏幕界面上显示根据时间和时间表分配的停车位。 在进入时，相机的重点是车辆注册号，这些号码被发送到teh停车管理系统的数据库，以便在任何审计的情况下重新进行。

2.1 方法-核查框架

我们的框架将是这样的，它将是根据活动安排的部分。 活动功能部分如下；

• • 1. 入口控制部分-自动汽车，车辆检测器，ARM控制器，远程阅读器，自动卡机
    2. 出口控制部分-自动汽车，车辆检测器，ARM控制器，远程阅读器，硬，时间读卡器
    3. 图像对比部分——摄像机，视频采集卡，图像对比模块
    4. 门卫-充电管理电脑，RS485通讯卡，停车管理软件，时间读卡器，开关等。
    5. 管理系统——中央服务器，RS485通讯卡，一卡通管理软件

2.2 数据流逻辑

从信息请求的过程流程的逻辑，通过将RFID标签缓冲在阅读器上，并将信息传递到车辆从停车中心的大门和字母出口的开口，如下图所示。

图2：带有媒体交互框架的数据流RFID

1. 框架操作

我们已经讨论了我们下面的框架的操作，基于从车辆进入停车中心到从中心出口的具体活动。

3.1 出入口条件

为有效提高通行率，入口将采用硬件车牌自动识别 IC读写技术，配合块车，进出口展位安装电脑，显卡，通讯转换卡等设备。 保安员会在展台内工作，可以大大减轻工作压力，降低人身安全风险，也为用户节约人力资源。 的提升整体形象环境。 将进口设备的电源线，视频线，通讯电缆沿进口PVC管沿进口安全岛的入口嵌入出口展位，实现数据快速，安全，稳定传输

3.2 基于RFID微控制器的车辆包装实时媒体自动流的体系结构模型设计。

下图显示了RFID、传感器和相机的逻辑设计

图3：RFID的逻辑设计

• 1. S1-sensor1
  2. S2-sensor2
  3. S3-sensor3
  4. S4-sensor4
  5. S5传感器5
  6. S6-sensor6
  7. S7-sensor7
  8. 一号门
  9. 摄像机
  10. RFID电子标签

3.3 基于Rfid单片机集成实时媒体自动流装车模型的设计

本研究遵循概念研究设计的证明。 这一阶段包括验证用户需求、技术可行性、识别潜在的绊脚石、识别基于RFID的微控制器接口模型将提供或不提供汽车包装。 这有助于确定必要的定制范围和级别，以便完成拟议模型的部署。 该设计是使用在Windows10上运行Raspbian的Qemu系统创建的。 在这个模拟中提供的源代码与结果的偏差很小，即使有不同的输入源和真实数据。 下图显示了该系统的设计在Qemu系统上实现的停车场结构。

图4：停车场系统的设计后来在Qemu上实施

图4显示了停车场结构和部件的总线互连的Qemu仿真。 它说明了如何组成模型接口的不同组件的总体概述。

3.4 Qemu仿真参数的设计

仿真流程图包括从汽车进入停车场地区开始到输入/输出、检查空置车位、将多媒体捕获到数据存储库、RFID标签和记录的功能和数据流的精确描述，如图5所示实验的电路元件和求和电路。

图5：Qemu电路图1，固定车辆

入场

内部

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