Scéim nua dearaidh córas muirir RFID

1 Réamhrá

Is teicneolaíocht chumarsáide í an teicneolaíocht RFID (Aithint Minicíocht Raidió), is é sin, teicneolaíocht aitheantais minicíochta raidió, a úsáidtear go forleathan faoi láthair i gcásanna muirir éagsúla, mar shampla córais muirir iompair phoiblí, córais luchtaithe luchtanna páirceála, etc. úsáid RS-485 agus PC le haghaidh malartú sonraí. Mar sin féin, úsáideann RS-485 máistir nód amháin agus glacann sé modh vótaíochta, agus mar sin tá fadhbanna a bhaineann le feidhmíocht íseal fíor-ama agus éifeachtacht íseal cumarsáide.

Leis an léim leanúnach i leibhéal na heolaíochta ríomhaireachta agus riachtanais na forbartha tionsclaíochta, tá taithí ag córais rialaithe tionsclaíocha ar an gclaochlú ó chórais rialaithe bonnionstraime, córais rialaithe digiteacha láraithe, córais rialaithe dáilte go dtí na córais rialaithe bus páirce a úsáidtear go forleathan anois. Is bus allamuigh é bus CAN (Ceantar Rialaithe Glan) atá bunaithe ar líonra cumarsáide srathach. Glacann bus CAN modh oibre il-mháistir, agus is féidir le haon nód ar an líonra faisnéis a sheoladh chuig nóid eile ar an líonra ag am ar bith. Ag an am céanna, úsáideann bus CAN teicneolaíocht eadrána neamh-millteach. Nuair a tharchuireann dhá nód nó níos mó sonraí chuig an líonra ag an am céanna, stopfaidh an nód le tosaíocht níos ísle a sheoladh go dtí go mbeidh an nód le tosaíocht níos airde críochnaithe ag seoladh na sonraí. Tá sé seo éifeachtach. chun spairne bus a sheachaint. Is féidir le fad cumarsáide CAN suas le 10km/5kbps a bhaint amach, agus is féidir leis an ráta cumarsáide suas le 1Mbps a bhaint amach. Tá seiceáil CRC nó modhanna braite eile ag gach fráma de shonraí CAN chun iontaofacht na cumarsáide sonraí a chinntiú.

Nuair a tharlaíonn earráid thromchúiseach i nód CAN, stopfar an nód go huathoibríoch, rud nach ndéanfaidh sé difear do ghnáth-obair nód eile. Dá bhrí sin, tá na buntáistí a bhaineann le hiontaofacht láidir, ardfheidhmíocht fíor-ama agus ardéifeachtúlachta ag bus CAN, agus féadann sé an bus RS 485 a athsholáthar go hiomlán.

Ag cur san áireamh, i dtimpeallachtaí iarratais iarbhír, d'fhonn líon mór oibre sreangú a laghdú, úsáidtear an líonra gan sreang 2.4G mar stáisiún aistrithe le haghaidh tarchur sonraí ó RFID go bus CAN. Tugann teicneolaíocht gan sreang costas íseal, solúbthacht, iontaofacht agus am suiteála gairid. Úsáideann an dearadh seo nRF24L01 chun líonra cumarsáide gan sreang a thógáil. Tacaíonn an sliseanna seo le cumarsáid ilphointí agus féadann sé sonraí a fháil ó 6 chainéal éagsúla sa mhodh glactha.

Is é sin le rá, is féidir le ceann glactha an líonra gan sreang sonraí a fháil ó 6 chríoch seolta éagsúla. Faightear na sonraí ón deireadh seolta tríd an modúl RFID.

Bunaithe ar an bplé thuas, cuirfidh an t-alt seo córas nua muirir RFID i láthair bunaithe ar bhus CAN agus líonra gan sreang 2.4G.

2 Dearadh córais crua-earraí

2.1 Topology córais agus comhdhéanamh an chórais

2.1.1 Topology córais

Mar a thaispeántar i bhFíor 1, déanfar sonraí ábhartha an fheiste RFID a tharchur chuig an transceiver CAN tríd an líonra gan sreang, agus déanfaidh an dara ceann na sonraí a tharchur chuig an ríomhaire trí bhus CAN. Úsáideann an ríomhaire cárta leathnaithe PCI-E le comhéadan CAN. Ina theannta sin, is féidir leis an sliseanna cumarsáide gan sreang nRF24L01 sonraí a fháil ó 6 chainéal éagsúla sa mhodh glactha, agus mar sin nód CAN a bhaint amach chun tarchur sonraí suas le 6 fheiste teirminéil RFID a rialú. Nuair nach féidir le sé chríochfort luchtaithe RFID freastal ar an éileamh, is féidir níos mó nóid a chur leis. Tá gach nóid suite ar an mbus CAN. Trí bhus CAN, tarchuireann gach nód sonraí chuig an ríomhaire.

2.1.2 Comhdhéanamh an chórais

Tá dhá fhochóras sa chóras seo (nód CAN). Is éard atá i bhfochóras B ná microcontroller, modúl RFID, modúl gan sreang, faire, scáileán LCD, modúl clog, cnaipí agus EEPROM. Rialaíonn an microcontroller (MCU) an modúl RFID chun cárta Mifare 1 a léamh agus a scríobh, agus cuireann an modúl gan sreang na sonraí ábhartha chuig an bhfochóras A. Is éard atá i bhfochóras A ná micrea-rialtóir, modúl gan sreang, faire agus modúl CAN. Seolann an MCU na sonraí a fhaightear tríd an modúl gan sreang chuig an ríomhaire tríd an modúl CAN. Ós rud é gur féidir le nód amháin suas le 6 chríochfort gléas RFID a rialú, i gcóras iomlán, níl ach 1 fhochóras A, agus is féidir suas le 6 fhochóras B a bheith ann.

2.2 Micrea-rialtóir

Is é STC89LE58RD+ an microcontroller, ag a bhfuil ceithre chalafort comhthreomhar 8-giotán I/O P0~P3, calafort comhthreomhar 4-giotán amháin P4, 32KB FLASHROM, 1280 bytes RAM, 3 lasc ama, 8 bhfoinse idirbhriste agus 4 idirbhriseadh ar an gcóras idirbhriste tosaíochta. Comhlíonann a fheidhmíocht go hiomlán na ceanglais dearaidh.

2.3 CAN modúl

Úsáideann feidhmiú crua-earraí an bhus CAN Philips' SJA1000 agus PCA82C250.

2.3.1 Réamhrá sliseanna SJA1000

Is rialtóir CAN neamhspleách é SJA1000. Tacaíonn sé le feidhm síneadh mód PeliCAN (ag baint úsáide as prótacal CAN2.0B), tá aitheantóirí 11-giotán nó 29-giotán, FIFO glactha 64-byte, meicníocht eadrána agus cumais bhrath earráidí cumhachtacha, etc.

2.3.2 PCA82C250 sliseanna a thabhairt isteach

Is transceiver bus CAN é PCA82C250, atá deartha go príomha le haghaidh feidhmeanna cumarsáide meán-go-ardluais (suas le 1Mbps) i ngluaisteán. Is féidir leis raon leathan de chur isteach modh oibre agus trasnaíocht leictreamaighnéadach (EMI) a sheasamh, trasnaíocht minicíochta raidió (RFI) a laghdú, agus tá feidhmeanna cosanta teirmeach aige. Is féidir suas le 110 nóid a nascadh.

2.3.3 Nasc comhéadan crua-earraí

Mar a léirítear i bhFíor 4, úsáidtear an calafort P1 mar bhus seolta/sonraí ilphléacs chun nascadh le calafort AD SJA1000, agus tá P2.0 ceangailte leis an rannán roghnaithe sliseanna CS de SJA1000, rud a fhágann gur gléas I/O é SJA1000 do mapáil chuimhne imeallach an mhicririaltóra. Ina theannta sin, tá RX0 agus TX0 de SJA1000 ceangailte le RXD agus TXD de PCA82C250.

2.4 Modúl gan sreang

2.4.1 réamhrá sliseanna nRF24L01

Is é an sliseanna gan sreang nRF24L01. Is sliseanna transceiver minicíocht raidió gan sreang 2.4GHz é le ráta tarchurtha suas le 2Mbps, tacaíonn sé le 125 minicíocht oibriúcháin roghnach, tá feidhmeanna seiceála seoltaí agus CRC aige, agus soláthraíonn sé comhéadan SPI.

Tá bioráin idirbhriste tiomnaithe aige, tacaíonn sé le 3 fhoinse idirbhriste, agus féadann sé comharthaí idirbhriste a sheoladh chuig an MCU. Tá feidhm freagartha uathoibríoch aige, taifeadann sé an seoladh tar éis dó sonraí a fháil, agus cuireann sé comhartha freagartha ag baint úsáide as an seoladh seo mar an seoladh sprice. Tacaíonn sé le mód ShockBurstTM, sa mhodh seo, is féidir nRF24L01 a nascadh le MCU ísealluais. Is féidir le nRF24L01 sonraí a fháil ó 6 chainéal éagsúla sa mhodh glactha.

2.4.2 nasc comhéadan crua-earraí nRF24L01

Mar a thaispeántar i bhFíor 5, déanann an microcontroller cumarsáid le nRF24L01 trí uainiú bus SPI a insamhladh. Tá a bioráin idirbhriste seachtrach IRQ ceangailte le P3.2 (idirbhriseadh seachtrach 0) den mhicririaltóir.

2.5 modúl RFID

2.5.1 Réamhrá sliseanna MF RC500

Úsáideann an modúl RFID Philips' MF RC500, atá ar cheann de na sliseanna RFID a úsáidtear go forleathan faoi láthair. Tacaíonn MF RC500 le prótacal ISO14443A agus cárta dé-chomhéadan MIFARE. Tá ciorcad analógach an-chomhtháite aige taobh istigh le haghaidh dímodú agus díchódaithe an chárta freagartha, agus tá maolán FIFO transceiver 64-beart agus cuimhne eochair neamh-so-ghalaithe. Ina theannta sin, tá bioráin idirbhriste tiomnaithe ann a thacaíonn le 6 fhoinse idirbhriste agus is féidir comharthaí idirbhriste a sheoladh chuig an MCU.

2.5.2 MF RC500 nasc comhéadan crua-earraí

Mar a léirítear i bhFíor 6, faigheann an MCU rochtain ar na cláir sa MF RC500 mar RAM seachtrach. Fágtar an bioráin INT ar snámh agus ní úsáidtear an fheidhm idirbhriste.

3 Dearadh córais bogearraí

Sa chlár microcontroller tosaigh, socraítear idirbhriseadh seachtrach fhochóras A go truicear leibhéal íseal. Is é nRF24L01 a sholáthraíonn foinse comhartha idirbhriste fhochóras A. Nuair a fhaigheann nRF24L01 na sonraí, gineann sé comhartha idirbhriste chun fógra a thabhairt don MCU chun na sonraí a léamh. Ní úsáideann Fochóras B feidhmiúlacht idirbhriste.

Sa chlár tosaigh nRF24L01, tá fochóras B cumraithe i mód tarchurtha agus úsáideann sé seiceáil CRC 16-giotán. Chun an fheidhm freagartha uathoibríoch a úsáid, socraítear cainéal sonraí 0 chun an comhartha freagartha a fháil, agus ní mór seoladh glactha cainéal sonraí 0 a bheith comhionann le seoladh an tseoltóra chun a chinntiú go bhféadfar an comhartha freagartha a fháil i gceart. Is féidir le córas a bheith comhdhéanta de suas le sé fhochóras A, agus ní féidir seoltaí seolta na sé fhochóras seo a athrá. Tá Fochóras A cumraithe sa mhodh glactha, úsáideann sé seiceáil CRC 16-giotán, agus féadann sé suas le 6 chainéal sonraí a fháil. Tá na 6 sheoladh glactha seo comhionann leis na seoltaí seolta i ngach fochóras B. Sa tástáil tosaigh ar SJA1000, úsáidtear modh PliCAN, is é 125Kbps an ráta baud, agus tá cosc ar chur isteach ar fháil agus ar sheoladh; Seo a leanas cumraíocht an chláir rialaithe aschuir: modh gnáth, tarraingt anuas TX, agus polaraíocht rialaithe aschuir. Ina theannta sin, ní mór an clár cód glactha agus an clár masc glactha a chumrú i gceart. Úsáidtear an chumraíocht seo chun feidhm eadrána bus CAN a chur i bhfeidhm.

Agus an MF RC500 á thúsú, is iad seo a leanas a phríomhshocruithe: tá aschuir TX1 agus TX2 cumraithe mar 13.Iompróirí fuinnimh 56MHz; is é foinse ionchuir an díchódóra an demodulator inmheánach; bain úsáid as an gclog Q mar chlog an ghlacadóra; díchumasaigh idirbhristeacha a tharchur agus a fháil; set RxThreshold Is é 0xFF an luach cláir, is é 0xAD luach an chláir BitPhase, etc.

Déanfaidh an fheidhm iarratais athshocraithe cuardach ar an gcárta Mifare1 laistigh de raon éifeachtach an antenna. Má tá cárta ann, bunófar nasc cumarsáide agus léifear uimhir an chineáil chárta TAGTYPE ar an gcárta. Cuireann an fheidhm frith-imbhuailte ar chumas an MF RC500 ceann de na cártaí iolracha Mifare 1 a roghnú. oscailt. Is féidir le feidhm roghnaithe na gcártaí cumarsáid a dhéanamh le cártaí a bhfuil sraithuimhreacha aitheanta orthu. Meaitseálann an fheidhm fíordheimhnithe an focal faire ar chárta Mifare 1 leis an eochair i EEPROM an MF RC500.

Ní féidir na hoibríochtaí léamh agus scríobh a dhéanamh ach amháin tar éis an mheaitseáil a bheith ceart. Seol ordú múchta chun an cárta Mifare 1 a shocrú go HALT MODE.

Úsáidtear an fheidhm CAN chun sonraí ábhartha a sheoladh chuig an ríomhaire. Úsáideann an dearadh seo modh fiosrúcháin chun a chinntiú go bhfuil na sonraí seolta. Is féidir leat a dheimhniú an bhfuil an tarchur sonraí críochnaithe trí cheist a chur faoi na giotaí brataí TBS, TCS agus TS sa chlár stádais. Ar an gcaoi chéanna, sa fheidhm gan sreang, chun a chinntiú go bhfuil na sonraí seolta, ní gá ach an TX_DS a cheistiú sa chlár stádais.

4 Tástáil córais

Ar dtús, rinneadh tástáil ar mhodúl RFID. Cuir cárta MIFARE 1 laistigh de raon éifeachtach an antenna, déan oibríochtaí léamh agus scríobh ar an gcárta, agus taispeáin na sonraí ábhartha ar an scáileán LCD. Tar éis na tástála seo, léann agus scríobhann modúl RFID de ghnáth. Ina dhiaidh sin, déantar tástáil ar fheidhmíocht fíor-ama líonra tarchurtha an chórais. Úsáideann an t-alt seo tarchur sonraí teochta gan sreang le haghaidh tástála. Is braiteoir teocht aon-sreang DS18B20 an gléas chun teocht a thomhas. Ceangail an braiteoir teochta le fochóras B. Samplaíonn an braiteoir teocht an teocht faoi dhíon gach soicind. Léann an microcontroller na sonraí teochta agus seolann sé chuig fochóras A tríd an líonra gan sreang. Faigheann Fochóras A na sonraí agus seolann sé tríd an mbus CAN. go PC.

Ar thaobh an ríomhaire, úsáidtear Visual Basic 6.0 chun an clár ríomhaire óstach a scríobh. Tarraingíonn an ríomhaire óstach na sonraí teochta isteach i gcuar agus scríobhann sé isteach i dtéacs iad. Taispeántar an cuar teochta i bhFíor 8, áit a bhfuil cruinneas na luachanna teochta 1 céim Celsius. Trí bhreathnóireacht chomparáideach ar ghraf cuar teochta agus sonraí téacs, fuarthas amach nach raibh aon neamhghnáchaíocht sna sonraí teochta agus gan aon chaillteanas sonraí.

  5 Conclúid

Úsáideann an t-alt seo an bus CAN chun an bus RS-485 a athsholáthar, ag sárú easnaimh an dara ceann. Úsáidtear teicneolaíocht gan sreang freisin chun feidhm chumarsáide ilphointí nRF24L01 a úsáid go hiomlán agus go leor oibre sreangú á laghdú. Tar éis an córas a thógáil, rinne an t-údar tástáil ar an gcóras ar feadh i bhfad. Léiríonn na torthaí tástála go bhfuil an tarchur sonraí cobhsaí, iontaofa agus go bhfuil ardfheidhmíocht fíor-ama aige. Sáraíonn sé easnaimh chóras bailithe dola traidisiúnta RFID bunaithe ar dhearadh bus RS485 agus tá luach láidir úsáide aige.