基于RFID的智能車定位系統(tǒng)

摘 要 本文設(shè)計(jì)一種基于RFID與STC12C5A60S2單片機(jī)的定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有明確識別智能車位置的功能。該系統(tǒng)利用單片機(jī)對MF RC522射頻卡的識別，對智能車進(jìn)行精準(zhǔn)定位。

關(guān)鍵詞 RFID STC12C5A60S2單片機(jī) 智能車定位

中圖分類號：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0前言

隨著科技的不斷發(fā)展，智能車運(yùn)用逐漸廣泛，將智能車運(yùn)用于工廠、車間也成為了迫切之需。在這些地方，利用智能車可以高效且快速地運(yùn)輸材料，也可以為智能車檢測設(shè)備用于工廠的監(jiān)測。然而，對于智能車的行走，了解智能車的所在也成為了重中之重。GPS是大家首先想到的一個(gè)定位系統(tǒng)，它基于衛(wèi)星通信，在室外空曠環(huán)境下可提供精度在10米之內(nèi)的導(dǎo)航，但是當(dāng)目標(biāo)移至室內(nèi)，衛(wèi)星信號受到建筑物的影響衰減，定位精度也隨之降低。本文即針對這一問題進(jìn)行解決，我們利用RFID的信息傳達(dá)功能，將智能車的固定路線上放置MF RC522射頻卡，通過智能車對其的識別，進(jìn)行對智能車本身的定位。

1常見的RFID定位方式

1.1臨近探測法

臨近探測法是指通過一些有范圍限制的物理信號的接收，從而判斷移動(dòng)設(shè)備是否出現(xiàn)在某一個(gè)發(fā)射點(diǎn)附近。該方法雖然只能提供大概的定位信息，但其布設(shè)成本低、易于搭建，適合于一些對定位精度要求不高的應(yīng)用，例如自動(dòng)識別系統(tǒng)用于公司的員工簽到。

1.2質(zhì)心定位法

根據(jù)移動(dòng)設(shè)備可接收信號范圍內(nèi)所有已知的信標(biāo)（beacon）位置，計(jì)算其質(zhì)心坐標(biāo)作為移動(dòng)設(shè)備的坐標(biāo)。該方法易于理解，計(jì)算量小，定位精度取決于信標(biāo)的布設(shè)密度。

1.3多邊定位法

通過測量待測目標(biāo)到已知參考點(diǎn)之間的距離，從而確定待測目標(biāo)的位置。

智能車定位不需要太過精確，故臨近探測法已經(jīng)可以滿足要求。

2系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)以STC12C5A60S2單片機(jī)為基礎(chǔ)，利用RFID特殊的無線傳輸機(jī)制，獲取射頻卡上的位置信息，再經(jīng)過ESP8266模塊將所得位置信息傳送至上位機(jī)。單片機(jī)上設(shè)置有RFID射頻卡接受模塊、ESP8266 WIFI傳送模塊、顯示模塊。

當(dāng)智能車按指定線路經(jīng)過射頻卡時(shí)，單片機(jī)上的RFID射頻卡接受模塊接受到MF RC522射頻卡上所存儲的位置信息，經(jīng)過單片機(jī)的處理過后，將其顯示于單片機(jī)上的顯示模塊，并通過ESP8266 WIFI傳送模塊傳送至上位機(jī)。

3系統(tǒng)的硬件選擇

3.1 STC12C5A60S2單片機(jī)

STC12C5A60S2系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期（1T）的單片機(jī)。它是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換（250K/S），針對電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場合。

3.2 MF RC522讀寫模塊

MF RC522 利用了先進(jìn)的調(diào)制和解調(diào)概念，完全集成了在13.56MHz 下所有類型的被動(dòng)非接觸式通信方式和協(xié)議。其內(nèi)部發(fā)送器部分可驅(qū)動(dòng)讀寫器天線與ISO 14443A/MIFARE卡和應(yīng)答機(jī)的通信，無需其它的電路。接收器部分提供一個(gè)堅(jiān)固而有效的解調(diào)和解碼電路，用于處理ISO14443A 兼容的應(yīng)答器信號。數(shù)字部分處理ISO14443A 幀和錯(cuò)誤檢測。

3.3 ESP8266 WIFI傳送模塊

esp8266是wifi串口模塊，功能簡單來講就是：從wifi接收到數(shù)據(jù)，串口輸出;從串口接收數(shù)據(jù)，wifi輸出數(shù)據(jù)。ESP8266芯片共有四個(gè)管腳VCC、GND、RX和TX，其中RX和TX引腳分別為數(shù)據(jù)接收和發(fā)送端。

3.4數(shù)碼管顯示模塊

本系統(tǒng)的顯示部分采用數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示，用來顯示從射頻卡上接受的位置數(shù)據(jù)。動(dòng)態(tài)顯示器的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省硬件資源，成本較低，但在控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，要保證顯示器正常顯示，CPU每隔一段時(shí)間執(zhí)行一次顯示子程序，這占用了CPU的時(shí)間，降低了CPU工作效率，同時(shí)顯示亮度較靜態(tài)顯示器低。

4系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)所采用的主控制器STC12C5A60S2的軟件開發(fā)環(huán)境是Keil uvision4，本設(shè)計(jì)所涉及的開發(fā)環(huán)境較為簡單，直接在keil里面運(yùn)行C語言編寫的程序即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)作。

keil uvision4的device中不包含STC12系列的芯片，因此需要將STC系列的芯片添加到keil中。首先下載一個(gè)STC-ISP軟件，點(diǎn)擊keil仿真設(shè)置，然后將該系列芯片添加到keil根目錄下的C51文件中，即可在keil中進(jìn)行STC12C5A60S2的軟件開發(fā)。

5結(jié)束語

該系統(tǒng)主要借助STC12C5A60S2單片機(jī)，設(shè)計(jì)一組可接收射頻卡信息、使用WIFI與上位機(jī)對接信息、自我顯示等功能的系統(tǒng)。系統(tǒng)通過接收不同的射頻卡，翻譯射頻卡上所帶有的位置信息，經(jīng)過STC12C5A60S2單片機(jī)的控制，通過ESP8266模塊傳輸，使人可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控智能車的一舉一動(dòng)。

作者簡介：程前（1998.12-），男，漢族，四川省渠縣人，大學(xué)在讀，四川輕化工大學(xué)，學(xué)生，研究方向：RFID定位。

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