智能无线电子车牌zxw.docx
- 文档编号:24242448
- 上传时间:2023-05-25
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:592.05KB
智能无线电子车牌zxw.docx
《智能无线电子车牌zxw.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《智能无线电子车牌zxw.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
智能无线电子车牌zxw
大学生创新性实验计划项目
项目名称:
智能无线电子车牌
一、项目背景
随着我国改革开放的深入,经济迅速发展,人民生活水平日益提高,10年前几乎遥不可及的小轿车,现在已经逐步‘飞入寻常百姓家’,越来越多的中国人开始拥有了属于自己的汽车。
可是,在这个欣欣向荣的景象下,也开始产生了一些让百姓们头痛的问题:
交通的拥堵,交通服务过程的繁琐,交通事故的频繁,闯红灯和肇事逃逸者越来越多。
这些问题不仅对驾驶者带来了每日的困扰,而且也影响到每天穿梭于大街小巷的行人。
我们觉得,可以通过研制出一种智能无线电子车牌,智能无线电子车牌系统是通过是通过无线传感技术的应用实现汽车电子身份信息一体化的系统。
其特征在于,包括显示车牌号码的显示装置,与显示装置电路连接的芯片,所述芯片具有一带有密码的用于公安部门输入车牌信号的输入接口,和一个不带密码的输出车牌信号的输出接口,所述输出接口连接显示装置。
所述显示装置与车体为一体结构。
当新车上牌时,公安部门从输入接口输入车牌信号,车牌号码数据经输出接口输出在显示装置上。
本实用新型结构简单使用方便,而且最重要的是,不仅小偷无法偷走显示在车体上的显示装置,有效的防范了车牌被盗问题,而且芯片输入接口为带有命令的接口,车牌输入后车主无法自行改变,保障了车牌的安全,规范,保密性。
如果装上了这种智能车牌以后,可实现车辆信息的数字化、车辆识别的自动化和车辆管理的智能化。
例如:
1.车牌上面配有微型无线传感器,它采用智能无线传感技术,实现汽车电子信息一体化自动检测识别,追踪,远程监控;2.将芯片中的基本信息和车主的电子账户相结合,可以实现收费站的不停车收费,可以极大程度上缓解交通拥挤的状况;3.通过专用的数据分析处理器并与相应的交通管理系统配合使用可以实现看到车辆的具体信息和交通违规情况;4.也可以直接通过佩戴的无线传感设备对车主的电子信息账户做出相应的处理,公平而又公正,省去了开罚单,吊销执照等等一系列繁琐的步骤,也不会放过一条肇事逃逸的漏网之鱼;5.可供不断更新和扩展,例如可以使用太阳能电池,让这个车牌自动充电。
通过以上方法,不仅可以缓解交通压力,还可以为交通管理部门提供方便,更重要的是在某种程度上保护人们的生命财产,是我们在改革开放的康庄大道上走的更快,更稳,更远!
参考文献
【1】朱传征;韩文元;杨涛;.太阳能交通安全设施集中供电技术[J].公路交通科技,2006.08
【2】王培;.国际车型秀[J].商用汽车新闻,2007.Z2
【3】 邵威烈;赵成武;蓝先春;张启祥;廖国忠;陈亚强,一种可发光变色显示的机动车电子车牌[J]. 邵威烈,2008.03
【4】吴曼青.具有定时定位的电子车牌[J].吴曼青,2008.02
【5】孟中;王逸夫;李文印.《射频识别电子车牌装置》,[J].长春吉大化学有限公司2006.06
【6】杨一鸣;吴曼青;郑生华;.《基于频谱平均法的ADC模块性能评估》[J]. 电子工程师,2007.01
【7】徐国明;陆吉良;蒋松涛《电子车牌》[J]. 上海宝康电子控制工程有限公司,2009,11
【8】吴万阳,荣建,张智勇,姜智英.自由状态下车辆启动加速模型的研究[J].公路交通科技,2003.03
【9】徐忠阳,邹胜勇,俞宇萍.交通信息化技术——汽车行驶记录仪和车载GPS的应用[J].交通标准化,2005.07
【10】高正东;严捷丰;黄强;.GPS车辆监控系统中电子栅栏的实现[J].电脑知识与技术,2009.06
【11】易福生;齐德昱;.移动定位与GPS定位相结合的实时车辆定位系统研究[J].佛山科学技术学院学报(自然科学版),2005.04
【12】李勇;.我国车载GPS系统的应用现状与发展前景[J].合肥学院学报(自然科学版),2008.01
【13】杨晖,张仁杰.角度测量模块在车辆导航中的应用[J].仪器仪表学报,2005.S1
【14】徐忠阳,邹胜勇,俞宇萍.交通信息化技术——汽车行驶记录仪和车载GPS的应用[J].交通标准化,2005.07
【15】董溪哲;杨波;.出租车GPS系统优化研究[J].中国新技术新产品,2009.11
【16】高正东;严捷丰;黄强;.GPS车辆监控系统中电子栅栏的实现[J].电脑知识与技术,2009.06
【17】叶芳;谭海伟;.基于GPS的车速传感器在汽车操稳性试验中的应用[J].贵州大学学报(自然科学版),2010.02
【18】易福生;齐德昱;.移动定位与GPS定位相结合的实时车辆定位系统研究[J].佛山科学技术学院学报(自然科学版),2005.04
【19】李勇;.我国车载GPS系统的应用现状与发展前景[J].合肥学院学报(自然科学版),2008.01
【20】范国珍;刘万军;张志艳;.GPS车辆导航系统的设计与实现[J].辽宁工程技术大学学报,2004.S1)
二、项目内容
(目标、内容及技术路线)
目标:
1,汽车电子身份信息一体化
2,车牌智能控制
3,汽车的自动检测,识别,追踪,远程监控
技术路线:
具体内容:
电子车牌识别系统是一个检查、监控与管理的多功能综合系统,可实现车辆信息的数字化、车辆识别的自动化和车辆管理的智能化。
它是本着促进信息共享的原则,提供一个可以对车辆信息实时采集的公共平台,使各管理部门间能够协调统一的对车辆及道路情况进行监控管理,从一定程度上解决了交通难管理的问题!
车牌上面配有微型无线传感器,它采用智能无线传感技术,实现汽车电子信息一体化自动检测识别,追踪,远程监控。
智能无线电子车牌系统是通过是通过无线传感技术的应用实现汽车电子身份信息一体化的系统。
数码车牌上面配有微型无线传感器,和与之相配套的自动检测识别,追踪,远程监控系统。
将芯片中的基本信息和车主的电子账户相结合,可以实现收费站的不停车收费,可以极大程度上缓解交通拥挤的状况,也为人们的日常出行带来方便。
核心设备模块
核心功能模块由电源模块,射频收发模块,MCU控制模块模块构成。
电源模块由锂电池锂电池提供射频收发模块所要的电源,通过射频收发模块可以实现对车辆自动检测,识别,定位追踪等核心功能,MCU模块控制整个系统的运行。
我们还想到了后续扩展升级模块,
通过太阳能技术LCD显示等相应技术可以对核心功能模块进行后续扩展升级,下图是后续扩展升级设想:
扩展功能和扩展设备
各功能模块的实现方案
1双电源供电的实现[1][2]
参考了2009年11月23日电子发烧友关于<基于AT89S52单片机的太阳能环境参数测试仪设计>的方案智能无线电子车牌采用双电源供电,为了节约能源,降低生产成本,我实验小组特意在电源模块中加入辅助太阳能供电和智能电源控制的模块。
(1)辅助太阳能供电模块:
电源模块提供了2种供电方式:
在光线不足的情况下,可直接使用3.6V锂电池,经过DC—DC电压转换芯片MAX756将电压升至5V后为外设供电;当太阳光充足时,可以采用太阳能供电。
太阳能电池产生的12V电压通过稳压芯片LM7805后,得到稳定的5V电压输出,输出电压既可以为测试模块供电还可以通过充电电路为锂电池充电。
下图是电源模块的硬件原理图。
充电电路
充电电路的核心器件采用的是上海如韵公司生产的专用充电芯片CN3058,它可以对单节磷酸铁锂可充电电池进行恒流/恒压充电。
该器件内部集成有功率晶体管,使用时不需要设计外围电流检测和保护电路,适用于便携式的应用领域。
图4为锂电池充电电路。
其中LEDl和LED2分别作为充电中和充电饱和两种状态的指示灯,R1在充电时起限流保护的作用;电容C1和C2采用的是多层陶瓷电容器(MLCC),能保证充电电路稳定工作。
锂电池充电电路
充电电路的核心器件采用的是上海如韵公司生产的专用充电芯片CN3058,它可以对单节磷酸铁锂可充电电池进行恒流/恒压充电。
该器件内部集成有功率晶体管,使用时不需要设计外围电流检测和保护电路,适用于便携式的应用领域。
图4为锂电池充电电路。
其中LEDl和LED2分别作为充电中和充电饱和两种状态的指示灯,R1在充电时起限流保护的作用;电容C1和C2采用的是多层陶瓷电容器(MLCC),能保证充电电路稳定工作。
2数字车牌显示模块的实现[3]
数字车牌显示模块,包括含有可透光的数字或字符标识的车牌本体和用以控制车牌本体的数字或字符的透光进行颜色变换的控制装置,控制装置包括安装在车牌本体中的发光控制装置和隐藏安装在车内的信号处理装置。
结构见下图5
车牌本体内对应于每一个可透光的数字或字符标识的位置各装有可组成若干不同发光颜色的发光二极管LED;所述发光控制装置包括:
一电源电路,其输入接至车载电源,将车载电源转换为发光控制装置所需的电源信号;一通信接口电路,用于提供通信数据线的接口,以实现与信号处理装置进行数据交换;一MCU处理电路,对输入信号进行处理,并根据处理结果输出相应的控制信号;一LED驱动电路,用于驱动对应的发光二极管LED发出对应颜色的光;所述的信号处理装置包括:
一通信接口电路,用于提供通信数据线的接口,以实现与发光控制装置进行数据交换;一加密MCU处理电路,完成数据资料的保存,写入,更改,加密运算,安全认证等,并对输入信号进行处理以及根据处理结果输出相应的输出信号;一RF射频收发电路,用于实现与外部的处理设备进行射频通信,实现与外部处理设备的数据交换;具体连接方案见下图6
图5系统功能模块
图6模块连接方案图解
(1)电源电路采用车牌自身集成电路
(2)LED驱动电路:
LED驱动电路采用LED驱动控制ICTAC9920。
在EN端加PWM信号,可调节LED的亮度。
特性:
可编程LED驱动电流,编程范围为10mA到1A高效率:
90%输入电压范围:
2.5V~24V工作频率可调:
500KHz~2.5MHz驱动LED灯功能强
3通信模块相关功能实现【4】【5】【9】【14】【18】
通信模块:
由7个小功能模块构成,通过MCU主控模块的协调控制作用使个个小功能模块系统有条不紊的运行,并可实现智能电子车牌的大部分功能:
自动收费,车辆自动识别,远程监控等等
(1)电源模块采用车牌自身集成的双向电源供给装置
(2)主控单片机采用MCU主控模块的相应功能设备
(3)液晶显示模块采用点阵式液晶显示器WGM-12832
WGM-12832是内置ST7920控制器的128×32点阵式液晶显示器,通过对ST7920控制器的编程可以实现液晶显示器的各种应用。
WGM-12832具有如下特点:
(1)可以显示数字、字母、特殊字符、图形、曲线和汉字;
(2)显示内容为128(列)×32(行)点,全屏幕点阵,可显示2行汉字,每行8个字;(3)IC内带8139个16×16点阵中文字库,126个16×8字母符号,并提供4个16×16点阵的自定义字功能;(4)与CPU接口采用串行控制方式;(5)功耗低,最大工作功耗15mW。
WGM-12832模块主要硬件结构框图如图1所示。
AT89S51和液晶WGM-12832模块的接口电路如图2所示。
由于WGM-12832采用串口通信,外接引脚较少,与单片机连接采用直接连接的方法,即用I/O口直接与LCD数据线和控制线相连,其特点是简单、直观、操作方便。
在此电路中,采用软件模拟液晶的时序,达到正确显示的目的。
(4)按键模块
按键模块采用贝能科技以IA4421芯片为核心开发的两种无线通讯模块PHY和EV-IA4421-433M-3(如图1,图2)。
图1PHY图2EV-IA4421
前面提到的液晶显示模块作为显示器件,4个轻触按键作为作为用户输入,一个可以连接电脑的串口;还有连接两通讯模块的接口。
构成按键模块,用户可以通过按键和LCD可以很直观地对IAI4421芯片寄存器、通讯速率等进行设置,还可以通过LCD监控数据传输过程的正确性和完整性。
按键模块的主要功能:
1可设置4位的发射地址码:
用户可以通过菜单设置4位的地址即0~F,并与从机地址设置对应,这样就可以不受其他模块的干扰,可以多个模块同时工作。
2可设置模块的工作频段:
由于IAI系列芯片支持3频段分别为433MHZ、868MHZ、915MHZ,通过设置不同的频段可以适应使用不同频段的硬件。
3可设置模块的发送速率:
芯片支持不同的发射速率,用户可以根据需要进行调整;4可设置发送数据的时间间隔和发送的次数;5可以设置串口波特率(与硬件连接相对应);6可显示接收数据的内容和接收数据的次数,当前通讯速率等信息;
硬件组成框架:
串口接口电路:
EV-IA4421-433M-3是已经带有一个PIC16F690的模块。
VCC使用5V电源供电;TX、RS作为一个标准的波特率可选的串口作为与测试板之间的通讯,所有对模块的操作都使用这个串口完成;/PD待机控制,/PD=0时,模块进入待机状态,/PD=1,模块正常工作;RSSI无线信号强度输出,输出电压和信号强度成正比,是一个模拟信号,测试板通过AD转换对其捕捉。
图5EV-IA4421接口电路
PHY只需使用5个I/O口即可工作,它采用SPI兼容的控制接口作为数据通讯接口。
我们测试板也正是使用这种方式与PHY模块进行谅解的。
各个接口功能如下:
SCK:
SPI串口时钟输入;SDI:
SPI串口数据输入;NSEL:
SPI片选输入(低电平有效);SDO:
SPI串口数据输出;NIRQ:
中断请求输出(低电平有效)。
图6PHY模块接口电路
四个轻触按键作为用户的输入,用户按键的输入判断是采用普通的I/O方式。
具体每个按键定义为:
UP键用于上移菜单;DOWN键用于下移菜单;ENTER键用于确认选择;SEND用于启动发送数据
。
按键电路功能设想(图7)
主要函数功能设想
(5)无线射频模块功能实现
无线射频模块采用锐迪科微电子公司蓝牙射频前端模块RDAT224。
(1)蓝牙射频前端模块RDAT224射频前端模块内集成的功率放大器和低噪声放大器均采用先进的砷化镓异质结双极晶体管GaAsHBT工艺制造,T/R射频开关采用增强型高电子迁移率场效应晶体管-PHEMT工艺制造。
尽管没有采用差分PA的形式,但是RDAT224提供了差分输出输入管脚。
(6)无线射频模块功能实现
无线射频模块采用锐迪科微电子公司蓝牙射频前端模块RDAT224。
(1)蓝牙射频前端模块RDAT224射频前端模块内集成的功率放大器和低噪声放大器均采用先进的砷化镓异质结双极晶体管GaAsHBT工艺制造,T/R射频开关采用增强型高电子迁移率场效应晶体管-PHEMT工艺制造。
尽管没有采用差分PA的形式,但是RDAT224提供了差分输
分输入管脚。
图1.RDAT224模块结构
功率放大器在2.4GHz~2.5GHz频段内有20dB增益,这样,RDAT224模块在0dBm输
入条件下即可提供20dBm输出功率,满足Class1功率输出要求。
功率放大器在21dBm输
出时的功率附加效率高达40%,这么高的效率有助于延长供电时间。
低噪声放大器在2.4GHz~2.5GHz频段内有15dB增益,静态工作电流仅9mA,噪声系数小于3dB,输入三阶交调点IIP3为-5dBm。
以RDAT224芯片为射频前端模块和BluetoothSOC芯片为基带模块的
模块化解决方案。
BluetoothSOC芯片通过USBConnector直接与PC等设备直接相连,
BluetoothSOC芯片完成基带功能并将信号上变频为射频信号传送到T224射频前端模块,
并同时提供了T/R射频开关、功率放大器、低噪声放大器的控制接口。
T224射频前端模块
将射频信号放大,然后通过射频开关将信号传送到天线T224的功率放大器提供20dBm
的输出,可以使蓝牙适配器的有效范围达到100米。
当蓝牙适配器接收信号时,射频信号经
射频开关传送到低噪声放大器。
RDAT224的低噪声放大器噪声系数小于3dB,可以很大的
提高接收链路的灵敏度。
射频信号经低噪声放大器放大后由BluetoothSOC芯片下变频,
并由USBConnector传送给PC等设备。
下图为蓝牙适配电路和射频检测电路:
3主控模块的功能实现
主控模块主要由MCU主控芯片,显示模块和按键模块构成。
其中MCU主控芯片主要负责数据存储,数据处理,和系统运行情况检测,数据存储与处理模块接受来自于接口模块的和检测模块的数据进行存储与处理并在显示模块中显示出来,通过按键模块,用户可以对整个车牌系统功能进行设置,调试,通过复位电路可使CPU和系统的其它功能模块处于一个稳定的状态,从而保持系统有条不紊地运行》
4主要功能模块与系统模块之间的联系
通过电源模块的双电源电路可以使智能电子车牌实现电池和太阳能双相电源供给,而且,可以空过相应的电路威力电池充电,节约能源,减少污染;通过车牌上的显示模块可以实现车牌变色显示,而且采用了相应的MCU加密模块,可以保证车牌的安全可靠性;通过通信模块的射频模块和天线接口模块,可以实现对车辆基本信息的自动识别检测,不停车收费,而且汽车与车主电子信息一体化;通过特定的定位模块与其他模块的配合作用可以对车辆进行定位跟踪,远程测速,也可以进行车流量统计,辅助交通疏导,缓解交通压力方便人们出行的同时也为相关交通控制关系部门提供了数据,方便与交通高峰期的疏导工作;通过主控模块,可以对数据进行初步处理后传送给相应的监测点或远程控制中心,也可以对车牌自身系统进行检测,保证自身系统有条不紊的运行;通过按键和显示系统,车主可以对车牌的一些基本功能进行设置,方便而又简洁。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 智能 无线 电子 车牌 zxw
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)