基于非接觸式IC卡的移動(dòng)式車(chē)輛感應(yīng)讀卡器的設(shè)計(jì)

1、基于非接觸式IC卡的移動(dòng)式車(chē)輛感應(yīng)讀卡器的設(shè)計(jì)    關(guān)鍵詞:移動(dòng)式車(chē)輛感應(yīng)讀卡器;非接觸式IC卡;超聲波測(cè)距;紅外定位 1 引言 現(xiàn)有的車(chē)輛在進(jìn)入小區(qū)或停車(chē)場(chǎng)時(shí),需取用住宅區(qū)車(chē)輛管理IC卡或停車(chē)場(chǎng)用IC卡,出入需要將該IC卡放置讀卡器前進(jìn)行感應(yīng)刷卡。現(xiàn)有的讀卡器,其設(shè)置于閘道邊,所以車(chē)輛過(guò)閘時(shí)慢速靠近暫停,待感應(yīng)完畢后離開(kāi)。但是,往往有些駕駛?cè)藛T在靠近時(shí)為了避免擦碰,導(dǎo)致停車(chē)較遠(yuǎn),伸手后也無(wú)法持卡感應(yīng),只能開(kāi)車(chē)門(mén)下車(chē)感應(yīng)刷卡。這樣給駕駛?cè)藛T帶來(lái)了不便,同時(shí)也影響過(guò)閘速度,導(dǎo)致車(chē)輛過(guò)閘擁擠。 本文在綜合分析上述存在問(wèn)題之后,綜合運(yùn)用地感,紅外定位,超聲波

2、測(cè)距,單片機(jī)控制等技術(shù),設(shè)計(jì)了一種基于非接觸式IC卡的移動(dòng)式車(chē)輛感應(yīng)讀卡器,其采用傳動(dòng)部帶動(dòng)讀卡盒移動(dòng),從而自動(dòng)調(diào)節(jié)讀卡盒與駕駛?cè)藛T的距離,避免停車(chē)較遠(yuǎn)而無(wú)法車(chē)內(nèi)手持感應(yīng)刷卡,具有識(shí)別度高、智能、人性化、使用方便、可擴(kuò)展性好等特點(diǎn),有很好的開(kāi)發(fā)應(yīng)用價(jià)值。 隨著對(duì)企事業(yè)單位,住宅小區(qū)、公共停車(chē)場(chǎng)的車(chē)輛管理水平要求的提高,為使車(chē)輛進(jìn)出方便、快捷、安全,采用高科技產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)車(chē)輛智能管理是發(fā)展的必然趨勢(shì)。 2 讀卡器整體設(shè)計(jì) 2.1 讀卡器結(jié)構(gòu)框圖及功能描述 該新型移動(dòng)式車(chē)輛感應(yīng)讀卡器包括主體及設(shè)置于該主體上的讀卡盒;所述主體包括承載部、控制部及傳動(dòng)部;所述傳動(dòng)部與所述讀卡盒相連,并帶動(dòng)所述讀卡盒移動(dòng);

3、本讀卡裝置還包括與所述控制部相連的地感機(jī)構(gòu)和測(cè)距機(jī)構(gòu),讀卡器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。工作原理為:地感機(jī)構(gòu)采集信號(hào),得知是否有車(chē)輛要求進(jìn)入停車(chē)場(chǎng);超聲波感測(cè)車(chē)輛的位置信號(hào);紅外感測(cè)車(chē)輛內(nèi)的人體信號(hào),以上信號(hào)均傳輸至控制部,經(jīng)過(guò)運(yùn)算確定車(chē)輛與所述讀卡盒之間的距離、人體與所述讀卡盒之間的距離,進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)控制傳動(dòng)部進(jìn)行讀卡器的靈活移動(dòng),完成駕駛?cè)藛T無(wú)需下車(chē),輕松刷卡出入的便捷。 相較于現(xiàn)有技術(shù),本實(shí)用新型的有益效果是:采用傳動(dòng)部調(diào)節(jié)讀卡盒與駕駛?cè)藛T的距離,從而方便車(chē)內(nèi)伸手持卡感應(yīng)。另外,利用紅外感測(cè)機(jī)構(gòu)確定駕駛?cè)藛T離讀卡盒的距離、超聲波感測(cè)機(jī)構(gòu)確定車(chē)輛與讀卡盒的距離,從而合理改變駕駛?cè)藛T與讀卡盒的距

4、離,不會(huì)太近易擦碰,亦不會(huì)太遠(yuǎn)需費(fèi)勁伸手操作,很好的實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛的進(jìn)出方便、快捷、安全。 2.2 控制部分介紹 單片機(jī)系統(tǒng)是控制部12的核心,它完成地感信號(hào)、測(cè)距信號(hào)的讀入及分析、射頻卡號(hào)的讀入及分析、傳動(dòng)部13的控制等功能,根據(jù)本系統(tǒng)的功能要求和性?xún)r(jià)比的綜合考慮,我們采用ATMEL公司AVR系列單片機(jī)的Atmega16L作為主控芯片,它是基于RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器,具有以下特點(diǎn): 可見(jiàn),該款單片機(jī)便于新產(chǎn)品開(kāi)發(fā),高速度、高保密性,低功耗,抗干擾能力強(qiáng),是一款符合本設(shè)計(jì)的性?xún)r(jià)較高的單片機(jī)。 2.3 非接觸式IC卡 非接觸式IC卡又稱(chēng)射頻卡,在卡片靠近讀寫(xiě)器表面時(shí)即可完成卡中數(shù)據(jù)

5、的讀寫(xiě)操作,從而達(dá)到自動(dòng)識(shí)別物體的目的。它成功地將射頻識(shí)別技術(shù)和IC卡技術(shù)結(jié)合起來(lái),解決了無(wú)源(卡中無(wú)電源)和免接觸這一難題,是電子器件領(lǐng)域的一大突破,與接觸式IC卡相比較,非接觸式IC卡具有以下優(yōu)點(diǎn):可靠性高,非接觸式IC卡與讀寫(xiě)器之間無(wú)機(jī)械接觸,避免了由于接觸讀寫(xiě)而產(chǎn)生的各種故障;操作方便、快捷,由于使用射頻通訊技術(shù),讀寫(xiě)器在10cm范圍內(nèi)就可以對(duì)卡片進(jìn)行讀寫(xiě),沒(méi)有插拔卡的動(dòng)作;全防沖突,非接觸式IC卡的序列號(hào)是唯一的,制造廠家在產(chǎn)品出廠前己將此序列號(hào)固化,不可更改。世界上沒(méi)有任何兩張卡的序列號(hào)會(huì)相同。非接觸式IC卡讀寫(xiě)器之間采用雙向驗(yàn)證機(jī)制,即讀寫(xiě)器驗(yàn)證IC卡的合法性,同時(shí)IC卡也驗(yàn)證讀

6、寫(xiě)器的合法性。IC卡具有方便、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn),適合用于車(chē)輛識(shí)別。 3 實(shí)例分析 傳動(dòng)部為該移動(dòng)式車(chē)輛感應(yīng)讀卡器的關(guān)鍵部分,在實(shí)際應(yīng)用中,傳動(dòng)部可設(shè)計(jì)為僅含線性移動(dòng)機(jī)構(gòu),或轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)加線性移動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu),分別如圖2,3所示。兩種結(jié)構(gòu)原理類(lèi)似,下面結(jié)合圖例,以含轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)讀卡器為例,說(shuō)明具體實(shí)現(xiàn)方式及工作原理。 如圖3所示,是傳動(dòng)部13包括所述傳動(dòng)部包括轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和線性移動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。所述線性移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于所述主體上的第二導(dǎo)軌120、與所述第二導(dǎo)軌120相配合的第二導(dǎo)桿121,所述讀卡盒2固定于所述第二導(dǎo)桿121的外端;順著所述第二導(dǎo)桿121的延伸方向設(shè)置有第二齒條122,固定于所述第二

7、導(dǎo)軌120上的第二移動(dòng)電機(jī)123經(jīng)傳動(dòng)齒輪與所述第二齒條122相嚙合,固定于所述主體1上的轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)124驅(qū)動(dòng)經(jīng)傳送機(jī)構(gòu)與所述第二導(dǎo)軌120相連,并帶動(dòng)該第二導(dǎo)軌120轉(zhuǎn)動(dòng)。        其工作原理是:讀卡盒2根據(jù)其前方停車(chē)情況,自動(dòng)不定向伸縮移動(dòng)。當(dāng)?shù)馗袡C(jī)構(gòu)3感測(cè)出有車(chē)輛進(jìn)入閘道口,超聲波感測(cè)機(jī)構(gòu)42檢測(cè)車(chē)輛與讀卡盒之間的距離,紅外感測(cè)機(jī)構(gòu)41檢測(cè)最近人員離讀卡盒的距離,若檢測(cè)距離與控制部?jī)?nèi)預(yù)存儲(chǔ)的有效距離相符,即在一定范圍內(nèi),人員伸手能夠刷卡操作,則讀卡盒保護(hù)不動(dòng),待人員自已伸手刷卡;若檢測(cè)距離為控制部?jī)?nèi)預(yù)存儲(chǔ)

8、的無(wú)效距離,即人員位于車(chē)內(nèi)伸手無(wú)法操作的處境,此時(shí)讀卡盒向前方移動(dòng),縮小讀卡盒與人員兩者之間的距離,從而使讀卡盒位于人手可操作的范圍內(nèi)。 當(dāng)控制部判斷讀卡盒需移動(dòng)時(shí),首先確定其移動(dòng)的方向,即車(chē)輛人員與讀卡盒正前方之間的夾角,這樣控制部向轉(zhuǎn)向電機(jī)發(fā)出信號(hào),由轉(zhuǎn)向電機(jī)輸出帶動(dòng)第二導(dǎo)軌轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的角度,使讀卡盒正對(duì)著車(chē)內(nèi)人員;控制部向第二移動(dòng)電機(jī)輸出信號(hào),由其經(jīng)第二齒條帶動(dòng)第二導(dǎo)桿移動(dòng),即實(shí)現(xiàn)位于第二導(dǎo)桿外端的讀卡盒正對(duì)車(chē)內(nèi)人員移動(dòng)。 本實(shí)用新型采用傳動(dòng)部調(diào)節(jié)讀卡盒與駕駛?cè)藛T的距離,從而方便車(chē)內(nèi)伸手持卡感應(yīng)。另外,利用紅外感測(cè)機(jī)構(gòu)確定駕駛?cè)藛T離讀卡盒的距離、超聲波感測(cè)機(jī)構(gòu)確定車(chē)輛與讀卡盒的距離,從而合

9、理改變駕駛?cè)藛T與讀卡盒的距離,不會(huì)太近易擦碰,亦不會(huì)太遠(yuǎn)需費(fèi)勁伸手操作。 4 結(jié)束語(yǔ) 隨著對(duì)企事業(yè)單位,住宅小區(qū)、公共停車(chē)場(chǎng)的車(chē)輛管理水平要求的提高,為使車(chē)輛進(jìn)出方便、快捷、安全,采用高科技產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)車(chē)輛智能管理是發(fā)展的必然趨勢(shì),本文本系統(tǒng)是射頻識(shí)別和自控技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)讀卡器的拓展,在實(shí)際試用中起到了很好的智能管理效果,使車(chē)輛進(jìn)出方便、快捷、安全,同時(shí)系統(tǒng)有很好的擴(kuò)展性和移植性,只須進(jìn)行簡(jiǎn)單的電路增改,即可對(duì)現(xiàn)有的停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化應(yīng)用,該設(shè)計(jì)的原理和思想可用于其他讀卡器系統(tǒng),具有較高的應(yīng)用價(jià)值。 參考文獻(xiàn) 1董加敏. 停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化J. 河南師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版, 2

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