Автомобильтә RFID-система, хара имцаӡо аҵәымӷдатә еимадаратә технологиа змоу

Ари асистема адиджиталтә еимадара апринцип шьаҭас измоу, еидҵоу чип заҵәык змоу ацәаҳәа ҭшәа змоу ультра-иҳараку афреквенциатә трансивер ахархәарала еиқәыршәоу аҵәаҳәадатә идентификациатә системоуп. Арадио лассы-лассыра аидентификациатә система аусуратә принцип хадақәеи ахардвертә дизайн ахәыцрақәеи еилыркаауп, насгьы апрограмма аиқәыршәара асхема ацәырҵратә диаграмма аагоуп. Амчхара маҷны ахархәара, еффективла аидентификациа, апрактика рганахьала амашьынақәа рзы ианаало арадио лассыратә идентификациатә дыргақәа рыҟаҵара. Аԥышәарақәа рылҵшәақәа иаадырԥшуеит, ари асистема еилашуа амҩатә ҭагылазаашьақәа рҿы 300 м рҟынӡа аидырра шалшо (амҩақәа рҭагылазаашьа), насгьы 500 м рҟынӡа аиԥшьра аиура шалшо.

Аусқәа рыинтернет ҳәа изышьҭоу еиуеиԥшым аинформациа ацәанырратә еиқәыршәагақәа рыла, иаҳҳәап, адаԥаҩқәа, арадио лассы-лассыратә идентификациа (RFID) атехнологиа, адунеизегьтәи аҭыԥ азыԥшааратә системақәа, аинфраҟаԥшьтә адаԥаҩқәа, алазертә сканерқәа, агазтә адаԥаҩқәа егьырҭ ахархәагақәеи атехнологиақәеи. Аобиектқәеи апроцессқәеи реимадара, реидгылара еиуеиԥшым иаҭаху аинформациа еизнагоит, иаҳҳәап, абжьы, алашара, афымцамч, абиологиа, аҭыԥ, уҳәа убас иҵегьы, насгьы уи Интернети еидҵаны аҳа ду шьақәнаргылоит. Уи ахықәкы – амаҭәахәқәеи амаҭәахәқәеи, амаҭәахәқәеи ауааи, амаҭәахәқәеи аҳәаақәеи рыбжьара иҟоу аидҳәалара аилкаара, аидентификациа, анапхгара, ахылаԥшра рзымариахарц азы. Ари апроект амашьынақәа ринтернет аҿы адыррақәа реизгареи, рырҭареи, рхархәареи рзы ихадоу азҵаарақәа ирызкуп, иара убасгьы амҩанысгатә радиофреквенциатә еимадаратә технологиа шьаҭас измоу амашьынатә радиофреквенциатә идентификациатә система ҿыц аԥҵара мҩаԥысуеит. Асистема шьақәгылоуп хара ицо аҵәымӷдатә еимадаратә борттә еилазаара (On-Board Unit, OBU) иара убас абазатә станциа асистема (Base Station System, BSS) ацәаҳәадатә идентификациатә система ашьақәыргыларазы (Wireless identification system, WIS), абазатә станциа ахыԥхьаӡаратә ҭыԥ аҩныҵҟа ахархәара амазар алшоит. Амашьына аидентификациеи иҟәыӷоу амҩақәҵареи.

1. Асистема ахархәагақәа рдизайн

Асистематә техника еиҳарак анапхгаратә хәҭа, арадио лассы-лассыратә хәҭа, адәныҟатәи аҽырҭбааратә апликациатә хәҭа рыла ишьақәгылоуп. Иара амчра маҷу МКУ анапхгаратә блок еиԥш ихы иаирхәоит, чипк змоу ультра-иҳараку афреквенциатә трансивер еиднакылоит, насгьы иагәылоу оптимизациа зызу антенна амоуп. Уи иҿыцу афотоволтаикатә батареиақәа рыла аус ауеит, насгьы даараӡа иинтегралтәу ацәаҳәадатә идентификациатә радиофреквенциатә терминал (ОБУ) ауп. Атерминал ашәагаа маҷуп, амчхара ахархәара маҷуп, адаптациа ҭбаауп, иҟоу асистемақәеи егьырҭ асистемақәеи рыла аиқәыршәара азы иаарту апротоколқәеи астандарттә интерфеисқәеи шьақәгылоуп.

1.1 Аконтрольтә зегьеилазаара

Аконтрольтә блок TI иҭнажьуа MSP430 асериа ахархәоит, уи аиндустриаҿы амч маҷны иҟоу апликациақәа рҿы еиҳа иҟәышуп. Ари асериа 16-биттәи ультра-мчхара лаҟә змоу еилаԥсоу асигналтә процессор (Mired Signal Processor) TI 1996 азы аџьармыкьаҿы иҭнажьит. Апрограмматә ҭахрақәа аналогтә еикәарҳәқәа, адиджиталтә еихшара, амикропроцессорқәа рацәаны чипк аҿы еиднакылоит, "монолиттә" ӡбара аиуразы. WIS асистемаҿы OBU-и BSS-и русуратә принципқәа еиԥшуп, убри аҟнытә ҳара ҳхы рзышьҭаҳхуеит OBU ахәҭа адизайн.

Аҭагалара агәыҵха MSP430F2274 1.8 ~ 3.6V ауп. Асааҭ аҭагылазаашьа 1мГц ҵаҟа аус аныруа, ачип амчхара ахархәара 200~400мкА ҟалоит, насгьы асааҭ аркратә режим аҿы еиҳа илаҟәу амчхара ахархәара 0.1мкА мацара ауп. Асистема аус анауа аамҭазы иаарту афункционалтә модульқәа ахьеиԥшым азы, еиуеиԥшым х-усуратә режимк рыдыркылоит: аԥшра, аусура, аӡынтәи ацәара, уи асистема амчхара ахархәара еиҳа иармаҷуеит.

Асистема ҩ-сааҭтә системак ахархәоит; ашьаҭатә сааҭтә системеи адәныҟатәи акристаллтә осциллятор (32 768Гц) зхы иазырхәо Диджиталтә напхгара змоу Осциллятор (DCO) асааҭтә системеи. Аиҭашьақәыргылара ашьҭахь, DCOCLK раԥхьаӡа иргыланы MCU (Microprogrammed Control Unit) аус аруеит, апрограмма ииашоу аҭыԥ аҟынтәи анагӡара иалагарц, насгьы акристаллтә осциллятор аус аруреи аҭышәынтәалареи рзы иахәҭоу аамҭа амазарц азы. Анаҩс апрограмматә еиқәыршәара иақәнагоу арегистр анапхгаратә битқәа шьақәнаргылар алшоит, аҵыхәтәантәи асистема асааҭ лассы-лассыра ашьақәыргыларазы. Акристаллтә осциллятор еиқәымшәар, MCU асааҭ MCLK еиԥш ахархәара аан, DCO автоматла иалагоит асистема ииашаны аусура аиқәыршәаразы; апрограмма ыӡыр, уи ҿыц аргыларазы ахылаԥшҩы ахархәара алшоит. Ари адизайн ахархәара амоуп ачип аҿы иҟоу аперифериатә модуль watchdog (WDT), аналогтә еиҿырԥшҩы А, атаимер А (Timer_A), атаимер B (Timer_B), аишьҭагылатә порт USART, ахардуертә мультипликатор, 10-биттәи/12-биттәи ADC, SPI автобус, уҳәа убас иҵегьы .

1.2 РФ аикәарҳә

Арадио лассы-лассыра ахәҭа TI's CC1020 радио лассы-лассыра анапхгаратә блок еиԥш ахархәара амоуп. Ари ачип аиндустриаҿы раԥхьаӡатәи ииашоу чип заҵәык змоу ультра-иҳараку афреквенциатә трансиверуп. Иара х-модуляциатә режимк амоуп: FSK/GFSK/OOK. Иреиҵаӡоу ацәаҳәақәа рыбжьаӡара 50 кГц ауп, уи ацәаҳәарацәа рҭахрақәа рынагӡара алшоит

el Аҭахрақәа ӷәӷәақәа рзы ацәаҳәа ҭшәа апликациақәа (402~470мГц и 804~94ОмГц алаҟәратә диапазонқәа), еиуеиԥшым аусуратә алацәажәаратә диапазонқәа рхы иақәиҭны еиҭастәуп, насгьы аусуратә напҟьара 2.3~3.6 В. ҵәымӷда адыррақәа рышьҭра ма аелектронтә тегқәа реиԥш. Ачип EN300 220.ARIB STD-T67 иара убас FCC CFR47 part15 аспецификациақәа ирықәшәоит.

Иалшәх аныҟәгага лассы-лассыра 430мГц аусуратә лассы-лассыратә диапазон еиԥш. Ари афреквенциатә диапазон ISM диапазон ауп, насгьы аҵәымӷдатә напхгара азы амилаҭтә комитет астандартқәа ирықәшәоит. Аласратә пункт азы арзаҳал аҭара аҭахӡам. FSK амодуляциа аметод ахархәарала, уи иамоуп иҳараку анти-интерференциатә лшара, насгьы еиҵоу абиттә гха амҽхак. Уи ԥхьаҟатәи агха ариашаратә канал акодировкатә технологиа ахы иаирхәоит, данноқәа рылшара аиӷьтәра азы аԥырхагақәеи анасыԥдаратә ԥырхагақәеи рҿагылара. Аканал абиттә гха амҽхак 10-2 ауп, абиттә гха амҽхак 10-5 инаркны 10-6 рҟынӡа иаҳауазар ҟалоит. Адыррақәа рышьҭра абжьаӡара 800м инаӡар алшоит иаарту аҭыԥ аҿы, абод амҽхак 2А Кбс, насгьы ацәаҩа антенна ду (аура 2м, аизырҳара 7.8 дБ, адгьыл аҟынтәи 2м аҳаракыра). Ари RF чип стандарттә конфигурациа еиуеиԥшым акоммуникациатә еилаҵаратә методқәа рынагӡаразы 8 канал аиқәыршәара алшоит. Акоммуникациатә технологиа ахархәара абзоурала, акоммуникациа аҭышәынтәалареи аԥырхагақәа рҿагылареи еиӷьхоит. Арадио лассы-лассыратә хәҭа асхематә диаграмма асахьа 3 аҟны иарбоуп.

1.3 Асистема амчхара аиқәыршәара

Асистема амчхара аиқәыршәара ахәҭа есыҽнытәи амчхара аиқәыршәара еиԥш афотоволтаикатә батареиақәа реилаҵаны, насгьы алитиумтә суббатареиа ацхырааратә батареиала аус ауеит. Амра амчхарала аенергиа аҵәахратә батареиа аҭарҭәара ибзиоу арлашара аҭагылазаашьақәа рҿы, есыҽны алашара аамҭа аиқәыршәара, ҳәарада, ОБУ есыҽнытәи аусуратә ҭахрақәа рхарҭәаара иацхраауеит, акырӡа аҵыхәтәантәи абатареиа аусура аамҭа ацҵара, убри аамҭазы аусуратә аамҭа ацҵара ОБУ аҟны. Уи лассы-лассы адәахьы аус зуа амашьынақәа рзы иманшәалоуп, насгьы афотоволтаикатә батареиақәа русуразы амра ашәахәа еизнагоит.

1.4 Асистема аҿиара аҭагылазаашьа

Асистема аҿиара аҭагылазаашьа абас ауп:

1) IAR Иҭаҵоу аусуратә ҟәша formSP430 акомпилятор;

2) ПАДС ПКБ Адизайн Аӡбарақәа 2007 Биси аихшарбагатә плита адизаин аинструмент.

2. Асистема апрограммаркра

Апрограмма амодультә дизайн ахархәоит, насгьы С бызшәала иҩуп. Иара еиҳарак 4 хәҭак рыла ишьақәгылоуп: апрограмма хада амодуль, акоммуникациатә программа амодуль, аперифериатә зегьеилазаара аус адулара амодуль, аԥырҟәҟәаареи аҵәахратә модуль. Апрограмма хада еиҳарак ихыркәшоит анапхгаратә блок аинициализациа, еиуеиԥшым апараметрқәа рконфигурациа, аперифериатә модульқәа зегьы рконфигурациеи инициализациеи, уҳәа убас иҵегьы; акоммуникациатә программа амодуль еиҳарак RF чип аконфигурациеи 433мГц трансивер аус адулареи аус адыруеит; аперифериатә зегьеилазаара аус адулара амодуль еиҳарак адәахьтәи LED арбагақәеи асистема амчхарақәеи аус рыдулоит. Аԥшаара, абжьы аҳәарақәа аус рыдулара мҩаԥысуеит аклавиша ақәыӷәӷәарақәеи егьырҭ аусдурақәеи рыла; аԥырҟәҟәаареи аҭаҵәахреи рмодуль еиҳарак асистема аԥырҟәҟәаарақәеи аҭаҩрақәа рыҵәахреи аус рыдулоит. Апрограмма хада ацашьа аарԥшуп асахьа 4 аҟны.

3 РФ акоммуникациа апроцесс

ОБУи БССи рыбжьара акоммуникациа апроцесс х-шьаҿак рыла еиҟәшоуп: аимадара аԥҵара, адыррақәа реимдара, аимадара аҭыжьра, асахьа 5 аҿы ишаабо еиԥш.

Автомобильтә RFID-система, хара имцаӡо аҵәымӷдатә еимадаратә технологиа змоу

Ашьаҿа 1: Аимадара шьақәыргылатәуп. ОБУ ахьыҟоу акоординатқәа рдыррақәеи уи ID-коди еиқәырхоуп анапхгаратә блок МКУ афлеш аҿы заа ишьақәыргылоу апараметрқәа рыла, насгьы акыр аамҭа еиқәырхоуп. БСС (Ашьаҭатә станциа асистема) ҵаҟатәи аимадара ахархәоит ациклтә шьҭыхразы аҭыԥ ашьақәыргыларазы (ашьаҭатә станциа аидентификациа афреим анапхгара) адыррақәа ОБУ ахь, афреим аструктура асинхронизациа адыррақәеи адыррақәа реимадара ахылаԥшра адыррақәеи рышьақәыргыларазы, насгьы ОБУ ашьҭахь аимадара ашьақәыргыларазы аҳәара еффективтә коммуникациа аҭыԥ аҿы аус ауеит. Аҵабырг шьақәшәырӷәӷәаны аҭак адыррақәа иақәшәо ОБУ ахь ишәышьҭ, мамзар аҭак ҟанаҵом;

2-тәи ашьаҿа: Аинформациа аимдара. Ари адизаин аҿы ахархәара аиуеит арадио лассы-лассыратә сигнал амчра аарԥшратә метод, ОБУ амаҵзуратә ҭыԥ иҭалаз-ҭалаз аилкааразы. Иԥшаау асигнал амчра максимумтәи асигнал 1/2 аасҭа еиҳазар, ашьҭыҩцәеи адкыларақәеи аганқәа ҵәымӷдатәи анапы аныҟәгара нарыгӡоит. Уажәазы, ОБУ амаҵзуратә ҭыԥ иалалеит ҳәа иԥхьаӡоуп. аокруг. Ари афазаҿы, афреимқәа зегьы ирымазароуп ОБУ ихатә зхьарԥш аидентификациа, насгьы агха ахылаԥшра анагӡара. ОБУ хыхьи ҵаҟеи рыӡбаразы, ID аномер ахархәара ҟалоит, уи системак иаҵанакуа-иаҵанамкуа аилкааразы. Асистема еиԥшым ID номерқәа змоу ОБУқәа автоматла аҭаҩра аҟынтәи иԥыххоит. ОБУ аинформациа аҳасабырба анаҭо аамҭазы ацәгьара аиасра амеханизм ахархәоит, насгьы еиԥҟьаны иалнахуеит амаҵзуратә ҭыԥ аҿы иҭышәынтәалоу аканал, анапы аимадара азы аканал аԥырҟәҟәааразы

l аҭынчра.

3-тәи ашьаҿа: Аиқәыршәара аужь. Аԥшааратә сигнал амчра иреиҳау амчра 1/2 аасҭа еиҵазар, амашьына астанциа ааннажьит ҳәа иԥхьаӡоуп. РСУ-и ОБУ-и апликациақәа зегьы анырхыркәшалак ашьҭахь, урҭ азхьарԥш аидентификатор ԥырхуеит, насгьы иҷыдоу акоммуникациатә зхьарԥш аҭыжьразы адҵа ҟарҵоит. Аимадара аҭыжьра атаимер аимадара аҭыжьра ҟанаҵоит апликациа амаҵзура ашьақәырӷәӷәара инақәыршәаны.

4. ОБУи БССи рыбжьара акоммуникациатә процесс аҿиара

Акоммуникациатә протокол х-шьаҭак змоу ибаша апротоколтә структура шьақәнаргылоит, иаарту асистема аимадаратә архитектура бжьы-шьаҭак змоу апротоколтә модель шьаҭас иҟаҵаны, урҭ рахь иаҵанакуеит афизикатә шьаҭа, адыррақәа реимадаратә шьаҭа, апликациатә шьаҭа.

1) Афизикатә шьаҭа Афизикатә шьаҭа еиҳарак акоммуникациатә сигналтә стандарт ауп. Иахьазы адунеи аҿы 433мГц харатәи аҵәаҳәадатә еимадара азы иаку стандарт ахьыҟам азы, еиуеиԥшым астандартқәа рыла иалкаау афизикатә шьаҭагьы еиԥшым, аҭаӡҩыра 1 аҿы ишаабо еиԥш.

2) Адыррақәа реимадаратә шьаҭа Адыррақәа реимадаратә шьаҭа OBU-и BSS-и рыбжьара аинформациа аимдара апроцесс анапхгара азҭоит, адыррақәа реимадара ашьақәыргылареи аҭыжьреи, адыррақәа рфреимқәа рышьақәыргылареи рфреимқәа рсинхронизациеи, адыррақәа рфреимқәа рышьҭра ахылаԥшра, аԥхасҭақәа рычҳара ахылаԥшра, адыррақәа аиагара. Аимадаратә шьаҭа анапхгареи аимадаратә еиқәыршәарақәа рпараметрқәа реиҭныԥсахлареи рыӡбахә ҳәоуп. Адыррақәа рышьҭра мҩаԥысуеит адыррақәа рфреим рышьҭрала, асахьа 7 аҟны ишаабо еиԥш.

3) Апрограмматә шьаҭа Апрограмматә шьаҭа ахархәаҩ истандарттәу афункциатә программақәа шьақәнаргылоит, еиуеиԥшым апликациақәа рыбжьара акоммуникациатә дырраҭарақәа рформат еилнаркаауеит, егьырҭ адырраҭарақәа ма апликациақәа рыла ааԥхьарақәа рзы иаарту аҳәамҭа аинтерфеис еиқәнаршәоит.

5 Аҵыхәтәа

Ари аматериал аҿы иаагоу арадио лассы-лассыра аидентификациатә система TI амч маҷ змоу MSP430 микроконтроллер ахархәара амоуп, уи TI ҷыдала иаԥнаҵеит амч маҷ змоу абатареиақәа рыла аус зуа аиқәыршәагақәа рзы. Арадио лассы-лассыратә чипгьы TI's CC1020 ауп. Иара иамоуп иҳараку аинтеграциа, ашәагаа маҷ аиура алшоит, амчхара ахархәара маҷуп, насгьы аҭаргылара мариоуп. Уи амашьынақәа рыргыларҭа ҟамҵакәа амониторинги ацклаԥшреи рсистемақәа рыргыларазы иманшәалоуп. Аԥышәарақәа рылҵшәақәа иаадырԥшуеит, амҩақәа рҭагылазаашьа хьанҭақәа рҿы (ауаа рацәа ахьеизо амҩақәа) 300 м рҟынӡа аиԥшьра еиӷьны ишыҟаҵахо, насгьы аблақәа рцәаҳәа аҭагылазаашьақәа рҿы 500 м рҟынӡа аиԥшьра аиура шалшо.