基于有源RFID的自动报站系统研究
2．1单片机控制模块
发射与接收端的控制模块分别由单片机STC89C51和STC89C58构成，STC89C51系列单片机具有片内FLASH程序存储器、EEPROM存储器，且可以通过RS 232接口下载软件，方便系统软件的存储与更新。站台ID的编码生成由单片机STC89C51完成，使用STC89C51的P1．0～P1．7端口作为站台ID编码输入，分别连接在拨码开关上，共有256(28)种不重复的编码。在需要更多的编码时，可用STC89C51的其他空闲端口进行扩充；使用单片机直接对车站进行ID编码，比使用一些专用编码芯片更加灵活方便，扩展性更好。车载设备的控制由单片机STC89C58组成，分别完成CC1100接收模块的初始化、VS1003语音模块的初始化、站台ID的解码及显示系统的控制等功能。本方案中，因为STC89C51系列单片机不带SPI接口，所以通过普通I／O口模拟SPI接口实现与CC1100，VS1003的通信。
2．2 RF发射与接收模块
本系统的有源RFID由站台发射端与车载接收端两部分组成，射频发射与接收分别由两块CC1100模块完成。CC1100是美国德州仪器(Texas Instruments，简称TI)公司生产的一种高性能无线射频通信芯片，它是一种专为无线射频通信应用而设计的低功耗、低成本的单芯片UHF收发芯片。支持ASK，OOK，2-FSK，GF-SK和MSK等调制模式，工作频率可以通过软件设定为315 MHz，433 MHz，868 MHz和915 MHz的ISM(工业，科学和医学)和SRD(短距离设备)等频率波段，其数据传输率可软件编程控制，最高可达500 Kb／s。CC1100具有灵敏度高、链接性能好的特点，所需的外部组件少，电路结构简单，工作稳定，可广泛应用于各种短距离无线通信领域。
2．3 语音播放模块VS1003
VS1003是由荷兰VLSI公司出品的一款单芯片的MP3／WMA／MIDI音频解码和ADPCM编码芯片，其拥有一个高性能低功耗的DSP处理器核心VS _DSP，5 KB的指令RAM，0．5 KB的数据RAM。VS1003的所有数据和控制命令均通过SPI总线接口实现，因此和单片机的接口连接比较简单，只需4根信号线，分别是：设备选择线()、时钟信号线(SCLK)、串行数据输出线(MISO)、串行数据输入线(MOSI)。音频数据通过串行数据接口(SDI)传送，控制数据则通过串行控制接口(SCI)来传送。控制数据是通过读写不同的寄存器来实现对VS1003的控制。在本方案中，VS100 3作为一个微处理器的一个从机，通过串行SPI接口接收输入的比特流，输入的比特流被解码后，再经过数字音量控制器到达一个18位过采样∑-△A／D转换器。这样利用一块VS1003芯片与单片机STC89C58相配合，由STC89C58读取SD卡中的MP3音频文件，再通过SPI接口送至VS1003芯片播放。
2．4 音频功率放大模块
报站语音放大由音频功率放大集成块TDA7297完成，其工作电压范围为6～18 V，双通道输出功率可达(15+15)W，即使在嘈杂的环境中也能有足够大的输出功率。
此外还有电源模块和显示模块，电源模块负责系统的电源能量供应，分别为单片机、CC1100、VS1003等模块提供3．3 V的工作电压，为功放模块提供12 V的工作电压；显示模块作为人机对话的一个窗口，用以显示和标识车辆到站的提示信息。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/156686.htm
3 系统软件设计
本自动报站系统的软件也采用模块化设计，主要包括主程序、CC1100初始化程序、VS1003初始化程序、站台ID编码程序、MP3语音读取与播放程序、显示处理程序等。
3．1 站台发射端
系统上电后，单片机STC89C51首先对CC1100初始化，接着扫描P1端口的ID编码状态值，并在该值的前面加上前置识别码，后面加上结束标识码，然后通过CC1100调制并发射。其软件流程图如图3所示。
3．2 车载接收端
系统上电后，单片机STC89C58分别对CC1100，VS1003和显示单元进行初始化。当汽车即将到达车站(距离站台发射器约50 m)时，接收到站台发射的RF信号，系统分两次接收解码出该站台的ID编码号，通过比较两次的ID编码值，可有效排除外来干扰，提高系统抗干扰性能。只有两个值相等才判断确定为该站台的正确ID编码号，并与上次存储的ID号进行比较，如若相同，判为同一站台，返回重新检测与识别，不再重复报站；如果不同，则存储本次ID编码值并搜索与读取SD存储卡中相对应的MP3语音文件，然后输送到VS1003进行语音播放报站。其软件流程图如图4所示。
4 结语
本文针对当前我国各城市公交车报站方式上的不足，利用无线射频识别技术，设计了一种基于RFID技术的公交车自动识别车站、自动报站的技术方案。这种基于RFID技术的公交车自动报站系统，实现了公交车的自动报站功能。在识别车站、自动报站的过程中，完全不需要驾驶员进行操作，减轻了驾驶员的负担，增加了车辆行驶的安全性。本系统具有报站准确率高、价格低廉、运行成本低、维护方便的优点，不失为一种实用的公交车智能装置，具有一定的推广应用价值。
评论