RFID аҭарҭәаратә система ҿыц аиқәыршәара асхема

1 Алагамҭа

RFID (Radio Frequency IDentification) атехнологиа, даҽакала иуҳәозар, арадио лассы-лассыра аидентификациа атехнологиа, уажәазы еиуеиԥшым аҭарҭәаратә ҭагылазаашьақәа рҿы еиҳарак ахархәара змоу акоммуникациатә технологиоуп, иаҳҳәап, ауаажәларратә еимадара аҭарҭәаратә системақәа, амашьынақәа рыргыларҭа аҭарҭәаратә системақәа, уҳәа убас иҵегьы. RS-485 еиԥш PC ахархәара данноқәа реимдаразы. Аха RS-485 ахадаратә ҵәаӷәа заҵәык ахархәоит, насгьы абжьыҭиратә режим ааннакылоит, убри аҟнытә аамҭа ҭакԥхықәралатәи аусура лаҟәи акоммуникациа аеффективра лаҟәи рзы апроблемақәа ыҟоуп.

Акомпьютертә ҭҵаарадырра аҩаӡараҿы еиԥмырҟьо аԥара ацҵара абзоурала, анаплакытә напхгаратә системақәа абазатә инструментқәа рнапхгаратә системақәа, еизаку адиджиталтә напхгаратә системақәа, еихшоу анапхгаратә системақәа рҟынтәи уажәы инарҭбааны ахархәара змоу автобусқәа рнапхгаратә системақәа рахь аиҭакрақәа ҟалеит. CAN (Controller Area Net) автобус ари автобусуп, еишьҭагылоу аимадаратә ҳәаа иаҵанакуа. CAN автобус амульти-мастертә усуратә режим ааннакылоит, насгьы аҳа аҿы иҟоу иарбанзаалак анод ианакәызаалакгьы аҳа аҿы иҟоу егьырҭ анодқәа рахь адыррақәа ашьҭра алшоит. Убри аан, CAN автобус ахархәара аиуеит еилазгом арбитражтә технологиа. Ҩба ма еиҳаны анодқәа аҳахь данноқәа еицырҭиуазар, еиҵоу априоритет змоу анод ашьҭра ааннакылоит, еиҳау априоритет змоу анод данноқәа рышьҭра алгаанӡа. Уи алҵшәа амоуп. автобусқәа рҿы аимак-аиҿак ҟамларц азы. CAN акоммуникациа абжьаӡара 10км/5кб/с инаӡар алшоит, акоммуникациа амҽхак 1Мб/с инаӡар алшоит. CAN адыррақәа рфреимқәа зегьы рҿы иҟоуп CRC агәаҭара мамзаргьы даҽа ԥшааратә методқәак, адыррақәа реимадара агәрагара аиқәыршәаразы.

CAN анод аҿы агха ӷәӷәа аныҟала, анод автоматла иаркуеит, убас ала егьырҭ анодқәа рнормальтә усура анырра анаҭом. Убри аҟнытә, CAN автобус иамоуп агәрагара ӷәӷәа, аамҭа-ҭагылазаашьаҿы аусура ҳарак, ахархәара ҳарак, насгьы RS 485 автобус зынӡа иԥсахыр алшоит.

Иаҳҳәап, ииашоу апликациатә ҭагылазаашьақәа рҿы, аҵәаӷәақәа рыла аусура амҽхак армаҷразы, 2.4G аҵәаҳәадатә ҳәаа RFID аҟынтәи CAN автобус ахь адыррақәа рышьҭразы аиагаратә станциа аҳасабала ахархәара аиуеит. Аҵәымӷдатә технологиа ахарџь лаҟә, аиҭакрақәа, агәрагара, насгьы аҭаргылара аамҭа кьаҿуп. Ари адизаин nRF24L01 ахархәоит аҵәымӷдатә еимадаратә ҳәаа аргыларазы. Ари ачип ҭыԥрацәалатәи акоммуникациа адгылара анаҭоит, насгьы еиуеиԥшым 6-тәи аканалқәа рҟынтәи адыррақәа раиура алшоит.

Даҽакала иуҳәозар, аҵәымӷдатә ҳәаа адкыларатә ҵыхәа еиуеиԥшым 6 ашьҭратә ҵыхәа аҟынтәи адыррақәа адкылара алшоит. Ашьҭратә ҵыхәантәи адыррақәа RFID амодуль ала иаагоуп.

Хыхь иаагоу аиҿцәажәара инақәыршәаны, ари астатиаҿы иааҳарԥшуеит CAN автобуси 2.4G ҵәымӷдатәи аҳаи ирыбзоураны RFID еиқәыршәаратә система ҿыц.

2 Ахардвертә система адизайн

2.1 Асистематә топологиеи асистематә еилазаареи

2.1.1 Асистематә топологиа

Асахьа 1 аҿы ишаабо еиԥш, RFID ахархәага иахәҭоу адыррақәа аҵәымӷдатә ҳәаа ала CAN трансивер ахь ирышьҭхоит, насгьы аҵыхәтәантәи адыррақәа CAN автобус ала ПК ахь ирышьҭуеит. Акомпьютер ахархәара амоуп PCI-E аҽырҭбааратә карта CAN интерфеис змоу. Уи адагьы, аҵәымӷдатә еимадаратә чип nRF24L01 еиуеиԥшым 6-тәи аканалқәа рҟынтәи адыррақәа адкыларатә режим аҿы иаиуеит, уи абзоурала 6-тәи RFID-терминалтә хықәкқәа рҟынӡа адыррақәа рышьҭра анапхгара азҭо CAN-нод еиҿкаахоит. Ф-RFID еиқәҵаратә терминалк рҭахра анырзыҟамҵо, еиҳаны анодқәа рыцҵара ҟалоит. Аҵәаҳәақәа зегьы CAN автобус аҿы иқәыргылоуп. CAN автобус ала, зегьы анодқәа ркомпьютер ахь адыррақәа рышьҭуеит.

2.1.2 Асистема аилазаара

Ари асистема (CAN анод) ҩ-система хәҭак рыла ишьақәгылоуп. Ахәҭасистема В еиднакылоуп амикроконтроллер, RFID амодуль, аҵәымӷдатә модуль, ахылаԥшҩы, LCD екран, асааҭ амодуль, агәыҵәҟьақәа, EEPROM. Микроконтроллер (MCU) RFID амодуль анапхгара азиуеит Mifare 1 акарта аԥхьареи аҩреи рзы, насгьы аҵәымӷдатә модуль иахәҭоу адыррақәа А аҵаҟатәи асистема ахь идәықәнаҵоит. Ахәҭасистема А еиднакылоуп амикроконтроллер, аҵәымӷдатә модуль, ахылаԥшратә ла, насгьы CAN амодуль. МКУ ацәаҳәадатә модуль ала ироуз адыррақәа CAN амодуль ала ПК ахь идәықәнаҵоит. Зныктәи аҵәаӷәа 6 RFID ахархәага атерминалқәа рҟынӡа анапхгара азура алшоит, асистема зегьы аҿы, 1 мацара ауп иҟоу асистема хәыҷы А, аха 6 асистема хәыҷы В ыҟазар алшоит.

2.2 Амикроконтроллер

Микроконтроллер STC89LE58RD+ ауп, уи иамоуп 8-биттәи апараллельтә I/O портқәа ԥшьба P0~P3, 4-биттәи апараллельтә портк P4, 32KB FLASHROM, 1280 байттәи RAM, 3 таймер, 8 аԥырҟәҟәааратә хыҵхырҭақәа, 4 аԥырҟәҟәааратә система. Уи аусура адизаин аҭахрақәа инагӡаны ирықәшәоит.

2.3 CAN амодуль

CAN автобус ахархәагатә еиқәыршәараҿы ахархәара амоуп Philips' SJA1000 и PCA82C250.

2.3.1 SJA1000 ачип алагалара

SJA1000 ихьыԥшым CAN контроллеруп. Иара адгылара анаҭоит PeliCAN режим арҭбааратә функциа (CAN2.0B апротокол ахархәарала), иамоуп 11-биттәи мамзаргьы 29-биттәи аидентификаторқәа, 64-биттәи FIFO адкылара, арбитражтә механизм, насгьы амч ду змоу агха аарԥшратә лшарақәа, уҳәа убас иҵегьы.

2.3.2 PCA82C250 ачип алагалара

PCA82C250 CAN автобустә трансиверуп, уи еиҳарак амашьынақәа рҿы абжьаратәи-иҳараку аццакыратә еимадара (1Мбит/с ҟынӡа) азы иҟаҵоуп. Уи аҿагылара алшоит

еиуеиԥшым аусуратә режим аҿы аԥырхагақәеи аелектромагниттә ԥырхагақәеи (ЕМИ), арадио лассы-лассыра аԥырхагақәа (РФИ) рырмаҷра, насгьы аԥхарратә хьчаратә функциақәа рымоуп. 110 анод рҟынӡа аимадара ҟалоит.

2.3.3 Ахарҭәааратә интерфеис аимадара

4-тәи асахьаҿы ишаабо еиԥш, P1 апорт амультиплекстә адрес/адыррақәа равтобус еиԥш ахархәара аиуеит SJA1000 AD апорт ахь аҽаԥшьгаразы, насгьы P2.0 SJA1000 ачип алхратә ҟәша CS иаҿакуп, SJA1000 I/O ахархәаганы иҟанаҵоит микроконтроллер аперифериатә гәынкылара ахсаала. Уи адагьы, RX0 и TX0 SJA1000 еидҳәалоуп RXD и TXD PCA82C250.

2.4 Аҵәымӷдатә модуль

2.4.1 nRF24L01 ачип алагалара

Аҵәымӷдатә чип nRF24L01 ауп. Ари 2.4ГГц ацәаҳәа змам радио лассы-лассыратә трансивер чипуп, 2Мбит/с ҟынӡа аиагара амҽхак змоу, 125 опционтә усуратә лассы-лассыра адгылара анаҭоит, адресқәеи CRC агәаҭаратә функциақәеи амоуп, SPI интерфеис еиқәнаршәоит.

Иара иамоуп иҷыдоу аԥырҟәҟәааратә пин, 3 аԥырҟәҟәааратә хыҵхырҭа адгылара анаҭоит, насгьы аԥырҟәҟәааратә сигналқәа МКУ ахь идәықәнаҵоит. Иара автоматтә ҭак аҟаҵара афункциа амоуп, адрес ҭанаҩуеит адыррақәа раиура ашьақәырӷәӷәара ашьҭахь, насгьы аҭак асигнал ашьҭуеит ари адрес ахықәкытә адрес еиԥш ахархәарала. ShockBurstTM режим адгылара анаҭоит, абри режим аҿы, nRF24L01 еиҵоу аццакыра змоу MCU иаҿактәуп. nRF24L01 еиуеиԥшым 6 каналқәа рҟынтәи адыррақәа адкылара арежим аҿы аиура алшоит.

2.4.2 nRF24L01 ахархәагатә интерфеис аимадара

5-тәи асахьаҿы ишаабо еиԥш, амикроконтроллер nRF24L01 иацәажәоит SPI автобус аамҭа аиҿырԥшрала. Уи адәахьтәи аԥырҟәҟәааратә пин IRQ микроконтроллер P3.2 (адәныҟатәи аԥырҟәҟәаара 0) иадҳәалоуп.

2.5 RFID амодуль

2.5.1 MF RC500 ачип алагалара

RFID амодуль ахархәара аиуеит Philips' MF RC500, уажәы еиҳарак ахархәара змоу RFID чипқәа иреиуоуп. MF RC500 ISO14443A апротокол адгылара анаҭоит, насгьы MIFARE ҩ-интерфеиск змоу акарта. Иара иамоуп иҳараку интегрировантә аналогтә зегьеилазаара аҩныҵҟа аҭактә карта адемодулациеи адекодировкеи рзы, иара убасгьы иамоуп 64-баиттәи атрансивер FIFO буфери имԥсахуа ацаԥха агәынкылареи. Уи адагьы, иҟоуп 6 ԥырҟаратә хыҵхырҭа адгылара азызуа аԥырҟәҟәааратә пин, насгьы аԥырҟәҟәааратә сигналқәа МКУ ахь ирышьҭыр зылшо.

2.5.2 MF RC500 ахархәагатә интерфеис аимадара

6-тәи асахьаҿы ишаабо еиԥш, MCU адәныҟатәи RAM еиԥш MF RC500 аҿы иҟоу арегистрқәа рахь инеиуеит. INT апин ӡсо иаанхоит, насгьы аԥырҟәҟәаара афункциа ахархәара амаӡам.

3 Апрограмматә система аиқәыршәара

Аинициализациатә микроконтроллер апрограммаҿы, асистема хәҭа А адәныҟатәи аԥырҟәҟәаара еиҵоу аҩаӡаратә триггер ахь еиқәыршәоуп. Ахәҭасистема А аԥырҟәҟәаара асигнал ахыҵхырҭа nRF24L01 ала еиқәыршәоуп. nRF24L01 данноқәа аниоу, уи аԥырҟәҟәаара асигнал ҟанаҵоит, данноқәа рыԥхьаразы МКУ адырра аиҭаразы. Ахәҭасистема В аԥырҟәҟәааратә функциа ахархәара амаӡам.

Аинициализациа nRF24L01 апрограммаҿы, асистема хәыҷы В еиқәыршәоуп аиагаратә режим аҿы, насгьы 16-биттәи CRC агәаҭара ахархәоит. Автоматтә ҭак аҟаҵара афункциа ахархәаразы, адыррақәа рканал 0 еиқәыршәоуп аҭак асигнал аиуразы, насгьы адыррақәа рканал 0 адкыларатә адрес анашьҭҩы иадрес иаҟаразароуп, аҭак асигнал ииашаны аиуразы. Асистема шьақәгылазар алшоит ф-система хәҭак А рыла, насгьы арҭ ф-система хәҭак рышьҭратә адресқәа рықәҭыхра ауам. Ахәҭасистема А еиқәыршәоуп аиуратә режим аҿы, 16-биттәи CRC агәаҭара ахархәоит, насгьы 6 канал рҟынӡа адыррақәа аиура алшоит. Абарҭ 6-тәи адкыларатә адресқәа зегьы еиҟароуп ашьҭратә адресқәа зегьы рҟны B. SJA1000 раԥхьатәи аԥышәараҿы PliCAN режим ахархәара аиуеит, бод амҽхак 125Kbps ауп, насгьы адкылареи ашьҭреи рыԥырҟәҟәаарақәа ҟалом; аҭыҵра анапхгара арегистр аконфигурациа абас ауп: анормалтә режим, TX pull-down, аҭыҵра анапхгара аполаритет. Уи адагьы, ақәшаҳаҭратә код арегистри ақәшаҳаҭратә маска арегистри ииашаны еиқәыршәатәуп. Ари аконфигурациа ахархәара амоуп CAN автобус арбитражтә функциа анагӡаразы.

MF RC500 аинициализациа аан, уи ихадоу архиарақәа рсиа ҟаҵоуп: TX1, TX2 рҭыҵрақәа 13.56MHz аенергиа аныҟәгаҩцәа реиԥш еиқәыршәоуп; адекодер аҭагалара ахыҵхырҭа аҩныҵҟатәи адемодулятор ауп; ахархәара Q асааҭ адкылага асааҭ еиԥш; аиагареи адкылареи рыԥырҟәҟәаарақәа рҿыхра; set RxThreshold Арегистр аҵакы 0xFF, БитФаза арегистр аҵакы 0xAD, уҳәа убас иҵегьы.

Аиҭашьақәыргыларазы аҳәара афункциа акарта Mifare1 аԥшаара мҩаԥнагоит антенна еффективтә диапазон аҩныҵҟа. Акарта ыҟазар, акоммуникациатә еимадара шьақәыргылахоит, насгьы акартаҿы иҟоу акарта ахкы аномер TAGTYPE аԥхьахоит. Аиҿагыларатә функциа MF RC500 алнаршоит еиуеиԥшым Mifare 1 акартақәа рҟынтәи ак алхра. аартра. Акарта алхратә функциа еилкаау асериатә номерқәа змоу акартақәа ирыҿцәажәар алшоит. Аутентификациатә функциа Mifare 1 акартаҿы иҟоу аԥсыӡажәеи MF RC500 EEPROM аҟны иҟоу ацаԥхаи ирықәшәоит.

Аиқәшәара ииашаны ианыҟала ашьҭахь ауп аԥхьареи аҩреи роперациақәа рынагӡара аналшо. Акарта Mifare 1 HALT MODE ахь ашьақәыргыларазы аркратә адҵа шьҭышәҵа.

Афункциа CAN ахархәара амоуп иахәҭоу адыррақәа ПК ахь рышьҭразы. Ари адизаин азыҳәаратә режим ахархәоит адыррақәа шдәықәҵаз агәра агара азы. Уара ишьақәурӷәӷәар улшоит адыррақәа рышьҭра хыркәшоу-хыркәшаму абираҟ абитқәа ТБ рызҵаарала

S, TCS и TS астатустә регистр аҿы. Убасҵәҟьа, аҵәымӷдатә функциаҿы, адыррақәа рышьҭра еилышәкаарц азы, аҭагылазаашьа арегистр аҿы TX_DS ҳәа азҵаара ҟашәҵа.

4 Асистема аԥышәара

Актәи, RFID амодуль аԥышәара мҩаԥган. Акарта MIFARE 1 антенна еффективтә диапазон аҿы иҭажәгал, акартаҿы аԥхьареи аҩреи рзы аоперациақәа ҟашәҵа, насгьы иахәҭоу адыррақәа LCD екран аҿы иаарԥштәуп. Абри аԥышәара ашьҭахь, RFID амодуль еиԥшны иаԥхьоит, иагьыҩуеит. Анаҩс, асистема аиагаратә ҳәаа аамҭа иақәшәо аусура агәаҭара мҩаԥысуеит. Ари ашәҟәы аԥышәаразы атемпература адыррақәа рҵәымӷда аиагара ахархәара амоуп. Атемпература ашәаразы ахархәага DS18B20 ҵәаӷәак змоу атемпература адаԥга ауп. Атемпература анырраҭага асистема хәыҷы В иаҿактәуп. Амикроконтроллер атемпература адыррақәа ирыԥхьоит, насгьы аҵәымӷдатә ҳәаа ала А-системахәҭахь идәықәнаҵоит. Ахәҭасистема А адыррақәа аиуеит, насгьы CAN автобус ала идәықәнаҵоит. PC ахь.

Акомпьютер аганахьала, Visual Basic 6.0 ахархәара аиуеит акомпиутертә программа аҩразы. Акомпиутер ахылаԥшҩы атемпература адыррақәа ахәахәаҿы иҭнахуеит, насгьы атекст аҿы ианҵоит. Атемпература ахәара аарԥшуп асахьа 8 аҟны, уаҟа атемпература аҵакқәа рыҵабыргра 1 градус Цельси ауп. Атемпературатә еиҵаҵратә графики атексттә дыррақәеи реиҿырԥшратә хылаԥшрала, атемпературатә дыррақәа рҿы анормалитет шыҟамыз, дыррақәа рыӡра шыҟамыз ааԥшит.

 5 Аҵыхәтәа

Ари астатиаҿы автобус CAN ахархәара аиуеит RS-485 автобус аԥсахразы, аҵыхәтәантәи аԥсыҽрақәа рыхгаразы. Аҵәымӷдатә технологиа рхы иадырхәоит nRF24L01 акоммуникациатә функциа инагӡаны ахархәаразы, убри аамҭазы аҵәымӷтә усурақәа рацәаны ирмаҷуеит. Асистема аныргыла ашьҭахь, автор акыр аамҭа асистема ԥишәеит. Аԥышәарақәа рылҵшәақәа иаадырԥшуеит адыррақәа рышьҭра ҭышәынтәалоуп, игәрагоуп, насгьы аамҭа ҭакԥхықәралатәи аусура иҳаракуп. Уи RS485 автобусқәа рдизайн шьаҭас измоу атрадициатә RFID амҩаԥгаратә система аԥсыҽрақәа аиааира алнаршоит, насгьы ахархәаратә ҵакы ӷәӷәа амоуп.