CN107021064B - 一种基于rfid的小型非机动车车辆防盗报警装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于RFID的小型非机动车车辆防盗报警装置，属于监控技术领域。本发明包括RFID读写门柱，单向电动栅栏，红外传感器，声音报警装置，集成单片机系统，供电系统，太阳能发电蓄电及自动转动系统，RFID读写器、红外传感器、单向电动栅栏和声音报警系统与集成单片机系统相连接。在连接外部电源时，供电系统为所有设备进行供电，在未连接外部电源或断电时，太阳能发电蓄电及自动转动系统为所有设备进行供电。本发明结构简单，安装方便，成本低廉，节能环保，实现了人与车的匹配，减少了非机动车辆的被盗情况。

Description

一种基于RFID的小型非机动车车辆防盗报警装置
技术领域
本发明涉及一种基于RFID的小型非机动车车辆防盗报警装置，属于监控技术领域。
背景技术
目前非机动小型车辆在人们生活中随处可见，如自行车，电动车等。它们以其低廉的价格和小巧的体积吸引了大批用户，像其他交通工具一样，成为我们日常生活中一个不可或缺的组成部分，给我们带来了前所未有的方便。价格低廉，体积轻便在带来优势的同时，也造成了另一个不可忽视的问题：如何防盗。目前普遍的防盗措施就是买一把好锁，但是这并没有有效的减少车辆被盗事件的发生。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种基于RFID的小型非机动车车辆防盗报警装置，通过RFID标签实现了人与车的匹配，减少了非机动小型车辆的被盗情况。
本发明采用的技术方案是：一种基于RFID的小型非机动车车辆防盗报警装置，包括RFID读写门柱1、单向电动栅栏2、集成单片机系统4、供电系统5、红外传感器6、太阳能发电蓄电及自动转动系统7；供电系统5和太阳能发电蓄电及自动转动系统7分别为RFID读写门柱1、单向电动栅栏2、集成单片机系统4、红外传感器6供电，集成单片机系统4分别与RFID读写门柱1、单向电动栅栏2和红外传感器6相连接。
优选地，还包括与集成单片机系统4连接的声音报警装置3，供电系统5和太阳能发电蓄电及自动转动系统7分别为声音报警装置3供电。
具体地，所述的RFID读写门柱1采用nRF9E5有源超高频RFID集成模块，nRF9E5有源超高频RFID集成模块内嵌8051兼容微控制器、RF收发器和4通道10位A/D转换器。
具体地，所述的单向电动栅栏2包括：TB6612FNG直流电机驱动器，MCU微控制单元，电阻R6，电阻R7，二极管D6、电源输入端、信号输入端，增强型P-MOS场效应管M1，马达M11，马达M22：MCU微控制单元采用AVR单片机系列ATmega8芯片，电源输入端与二极管D6和增强型P-MOS场效应管M1相连，二极管D6与增强型P-MOS场效应管M1并联，增强型P-MOS 场效应管栅极接地，增强型P-MOS场效应管漏极与电阻R6串联，电阻R6与TB6612FNG直流电机驱动器Vcc端相接，TB6612FNG直流电机驱动器GND脚、PGND1脚、PGND2、 PGND3和 PGND4脚接地，MCU微控制单元上端OXCA脚与TB6612FNG直流电机驱动器AIN1脚相连，MCU微控制单元上端OXCB脚与TB6612FNG直流电机驱动器AIN2脚相连，MCU微控制单元上端I/O脚与TB6612FNG直流电机驱动器PWMA脚相连，MCU微控制单元下端OXCA脚与TB6612FNG直流电机驱动器BIN1脚相连，MCU微控制单元下端OXCB脚与TB6612FNG直流电机驱动器BIN2脚相连，MCU微控制单元中端I/O脚与TB6612FNG直流电机驱动器PWMB脚相连，MCU微控制单元下端I/O脚与TB6612FNG直流电机驱动器STBY脚相连，TB6612FNG直流电机驱动器AO1、AO2与马达M11相连，TB6612FNG直流电机驱动器BO1、BO2与马达M22相连，TB6612FNG直流电机驱动器VM1脚与电阻R7串联，电阻R7与信号输入端相连，信号输入端与集成单片机系统4连接。
具体地，所述的声音报警装置3包括：可变电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R16，电解电容C3，电解电容C4，电解电容C5，无极性电容C6，运算放大器U3，喇叭L1，可变电阻R10与电解电容C3、电阻R13相连，电解电容C3与运算放大器U3相连，电阻R13与电阻R12并联，电阻R12与电解电容C4、电阻R11相连，电解电容C4与电阻R11并联，电解电容C4与运算放大器U3相连，电阻R11与运算放大器U3输出端相连，电阻R16与运算放大器U3相连，另一端与电源输入端相连，运算放大器U3输出端与电解电容C5串联，电解电容C5与喇叭L1、无极性电容C6串联，无极性电容C6与电阻R14串联，无极性电容C6、电阻R14和喇叭L1并联，电阻R14串联一端接地。
具体地，所述的供电系统5包括：可变电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，无极性电容C1，电解电容C2，二极管D1，二极管D2，二极管D3，二极管D4，稳压二极管D5、电源输入端、电源输出端，可变电阻R1两端与电源输入端相连，电阻R3、电阻R4与无极性电容C1并联，电阻R3与电阻R4串联，二极管D1与二极管D3串联，二极管D2与二极管D4串联，二极管D1、二极管D3与二极管D2、二极管D4并联，稳压二极管D5负极端为电源输出端，正极端接地，稳压二极管D5与电阻R5、电解电容C2并联，电阻R5与电解电容C2串联。
具体地，所述的红外传感器6包括：电阻R8、电阻R9、红外线发射接收装置U1，红外线发射接收装置U1采用RPR220反射型光电探测器，电阻R8一端与电源相接，另一端与红外线发射接收装置U1的光线发射端的一端相连，红外线发射接收装置U1的光线发射端的另一端接地，电阻R9一端与电源相接，另一端与红外线发射接收装置U1的光线接收端的一端、红外线发射接收装置U1的红外信号输出端相连，红外线发射接收装置U1的光线接收端的另一端接地。
具体地，所述的太阳能发电蓄电及自动转动系统7包括：电阻R1、光敏电阻Rt1、光敏电阻Rt2、第一NE555集成芯片、第二NE555集成芯片、继电器K1、继电器K2、马达Mo1、马达Mo2、二极管D1、蓄电池，太阳能发电板；马达Mo1一端与继电器K1串联，另一端与第一NE555集成芯片的4管脚、8管脚和太阳能发电板相连，继电器K1连接在第一NE555集成芯片的3管脚，光敏电阻Rt1的一端与第一NE555集成芯片的2管脚和6管脚相连，另一端与太阳能发电板相连，太阳能发电板与光敏电阻Rt2串联后再与蓄电池并联，蓄电池与二极管D1串联，二极管D1另一端为电源输出端，蓄电池与电阻R1串联，电阻R1与第二NE555芯片的2管脚和6管脚相连，第二NE555芯片的4管脚、8管脚和蓄电池相连，第二NE555芯片的3管脚与继电器K2连接，继电器K2与马达Mo2连接，马达Mo2与蓄电池连接。
本发明的工作原理是：
首先将配套的两个RFID标签分发给用户，一个RFID标签安装在非机动车辆上，另一个RFID标签挂在用户的钥匙上或其他位置。
在车库出口和入口处分别安装一个RFID读写门柱，在出口处RFID读写门柱前方1.5米处设立单向电动栅栏2。
当用户从入口进入，在经过入口处RFID读写门柱时，门柱探测并读取用户身上所带的RFID钥匙信息，当用户将非机动车辆推至出口处时，RFID读写门柱探测并识别非机动车辆的RFID信息，若与非机动车辆的RFID信息相匹配的用户RFID信息先前已探测并记录到，则证明该用户拥有该非机动车辆的使用权，此时集成单片机系统向单向电动栅栏发出启动信号，单向电动栅栏开启。当单向电动栅栏开启时，同时开启栅栏上的红外传感器，用于检测用户是否完全通过。当用户完全通过出口后，红外传感器向集成单片机系统发出反馈信号，集成单片机系统控制单向电动栅栏关闭。当用户未携带RFID钥匙时，在通过入口进入车库时，入口处的RFID读写门柱检测不到用户的信息。即证明该用户未携带RFID钥匙。当用户将非机动车辆推至出口处时，RFID读写门柱探测并识别非机动车辆的RFID信息，若与非机动车辆的RFID信息相匹配的用户RFID信息先前并未探测并记录到，则证明该用户不拥有该非机动车辆的使用权，此时集成单片机系统向声音报警装置发出报警信号，声音报警装置启动，单向电动栅栏不开启。
当设备连接在外部电网上时，由电网进行供电。当未连接在外部电网或者意外断电时，可由设备内置的太阳能发电蓄电及自动转动系统7进行临时供电。太阳能发电蓄电及自动转动系统7采用可转动式太阳能发电板，可以根据光照强度来控制太阳能发电板的方向，从而保证设备的不断电运行。
本发明的有益效果是：本装置结构简单，安装方便，成本低廉，节能环保，实现了人与车的匹配，减少了非机动车辆的被盗情况。
附图说明
图1 为本发明的整体连接图；
图2 为供电系统5的电路连接图；
图3 为单向电动栅栏2的电路连接图；
图4为红外传感器6的电路连接图；
图5为声音报警装置3的电路连接图；
图6为太阳能发电蓄电及自动转动系统7的电路连接图。
图中各标号为：1-RFID读写门柱，2-单向电动栅栏，3-声音报警装置，4-集成单片机系统，5-供电系统，6-红外传感器，7-太阳能发电蓄电及自动转动系统。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1-6所示，一种基于RFID的小型非机动车车辆防盗报警装置，包括RFID读写门柱1、单向电动栅栏2、集成单片机系统4、供电系统5、红外传感器6、太阳能发电蓄电及自动转动系统7；供电系统5和太阳能发电蓄电及自动转动系统7分别为RFID读写门柱1、单向电动栅栏2、集成单片机系统4、红外传感器6供电，集成单片机系统4分别与RFID读写门柱1、单向电动栅栏2和红外传感器6相连接。
进一步地，还包括与集成单片机系统4连接的声音报警装置3，供电系统5和太阳能发电蓄电及自动转动系统7分别为声音报警装置3供电。当用户将非机动车辆推至出口处时，RFID读写门柱探测并识别非机动车辆的RFID信息，若与非机动车辆的RFID信息相匹配的用户RFID信息未探测并记录到，则证明该用户并未拥有该非机动车辆的使用权，此时集成单片机系统4控制声音报警装置3报警。
进一步地，所述RFID读写门柱1属于RFID信息检测装置，采用Nordic公司的nRF9E5有源超高频RFID集成模块。nRF9E5内嵌8051兼容微控制器、RF收发器和4通道10位A/D转换器。
进一步地，所述的单向电动栅栏2包括：TB6612FNG直流电机驱动器，MCU微控制单元，电阻R6，电阻R7，二极管D6、电源输入端、信号输入端，增强型P-MOS场效应管M1，马达M11，马达M22：MCU微控制单元采用AVR单片机系列ATmega8芯片，电源输入端与二极管D6和增强型P-MOS场效应管M1相连，二极管D6与增强型P-MOS场效应管M1并联，增强型P-MOS 场效应管栅极接地，增强型P-MOS场效应管漏极与电阻R6串联，电阻R6与TB6612FNG直流电机驱动器Vcc端相接，TB6612FNG直流电机驱动器GND脚、PGND1脚、PGND2、 PGND3和 PGND4脚接地，MCU微控制单元上端OXCA脚与TB6612FNG直流电机驱动器AIN1脚相连，MCU微控制单元上端OXCB脚与TB6612FNG直流电机驱动器AIN2脚相连，MCU微控制单元上端I/O脚与TB6612FNG直流电机驱动器PWMA脚相连，MCU微控制单元下端OXCA脚与TB6612FNG直流电机驱动器BIN1脚相连，MCU微控制单元下端OXCB脚与TB6612FNG直流电机驱动器BIN2脚相连，MCU微控制单元中端I/O脚与TB6612FNG直流电机驱动器PWMB脚相连，MCU微控制单元下端I/O脚与TB6612FNG直流电机驱动器STBY脚相连，TB6612FNG直流电机驱动器AO1、AO2与马达M11相连，TB6612FNG直流电机驱动器BO1、BO2与马达M22相连，TB6612FNG直流电机驱动器VM1脚与电阻R7串联，电阻R7与信号输入端相连，信号输入端与集成单片机系统4连接，电源输入端分别与供电系统5和太阳能发电蓄电及自动转动系统7连接。
进一步地，所述的声音报警装置3包括：可变电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R16，电解电容C3，电解电容C4，电解电容C5，无极性电容C6，运算放大器U3，喇叭L1、信号输入端、电源输入端，信号输入端分别与集成单片机系统4、可变电阻R10相连，可变电阻R10与电解电容C3、电阻R13相连，电解电容C3与运算放大器U3相连，电阻R13与电阻R12并联，电阻R12与电解电容C4、电阻R11相连，电解电容C4与电阻R11并联，电解电容C4与运算放大器U3相连，电阻R11与运算放大器U3输出端相连，电阻R16与运算放大器U3相连，另一端与电源输入端相连，电源输入端分别与供电系统5和太阳能发电蓄电及自动转动系统7连接，运算放大器U3输出端与电解电容C5串联，电解电容C5与喇叭L1、无极性电容C6串联，无极性电容C6与电阻R14串联，无极性电容C6、电阻R14和喇叭L1并联，电阻R14串联一端接地。
进一步地，所述的供电系统5包括：可变电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，无极性电容C1，电解电容C2，二极管D1，二极管D2，二极管D3，二极管D4，稳压二极管D5、电源输入端、电源输出端，电源输入端接电源，电源输出端与各用电设备连接，可变电阻R1两端与电源输入端相连，电阻R3、电阻R4与无极性电容C1并联，电阻R3与电阻R4串联，二极管D1与二极管D3串联，二极管D2与二极管D4串联，二极管D1、二极管D3与二极管D2、二极管D4并联，稳压二极管D5负极端为电源输出端，正极端接地，稳压二极管D5与电阻R5、电解电容C2并联，电阻R5与电解电容C2串联。
进一步地，所述的红外传感器6包括：电阻R8、电阻R9、红外线发射接收装置U1，红外线发射接收装置U1采用RPR220反射型光电探测器，电阻R8一端与电源相接，另一端与红外线发射接收装置U1的光线发射端的一端相连，红外线发射接收装置U1的光线发射端的另一端接地，电阻R9一端与电源相接，另一端与红外线发射接收装置U1的光线接收端的一端、红外线发射接收装置U1的红外信号输出端相连，红外线发射接收装置U1的光线接收端的另一端接地。
进一步地，所述的太阳能发电蓄电及自动转动系统7包括：电阻R1、光敏电阻Rt1、光敏电阻Rt2、第一NE555集成芯片、第二NE555集成芯片、继电器K1、继电器K2、马达Mo1、马达Mo2、二极管D1、蓄电池，太阳能发电板；马达Mo1一端与继电器K1串联，另一端与第一NE555集成芯片的4管脚、8管脚和太阳能发电板相连，继电器K1连接在第一NE555集成芯片的3管脚，光敏电阻Rt1的一端与第一NE555集成芯片的2管脚和6管脚相连，另一端与太阳能发电板相连，太阳能发电板与光敏电阻Rt2串联后再与蓄电池并联，蓄电池与二极管D1串联，二极管D1另一端为电源输出端，电源输出端为其他用电设备供电，蓄电池与电阻R1串联，电阻R1与第二NE555芯片的2管脚和6管脚相连，第二NE555芯片的4管脚、8管脚和蓄电池相连，第二NE555芯片的3管脚与继电器K2连接，继电器K2与马达Mo2连接，马达Mo2与蓄电池连接。太阳能发电蓄电及自动转动系统7安装在单向电动栅栏2上。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种基于RFID小型非机动车车辆防盗报警装置，其特征在于：包括RFID读写门柱（1）、单向电动栅栏（2）、集成单片机系统（4）、供电系统（5）、红外传感器（6）、太阳能发电蓄电及自动转动系统（7）；供电系统（5）和太阳能发电蓄电及自动转动系统（7）分别为RFID读写门柱（1）、单向电动栅栏（2）、集成单片机系统（4）、红外传感器（6）供电，集成单片机系统（4）分别与RFID读写门柱（1）、单向电动栅栏（2）和红外传感器（6）相连接；
还包括配套的两个RFID标签，一个RFID标签安装在非机动车辆上，另一个RFID标签挂在用户的钥匙上或其他位置，在车库出口和入口处分别安装一个RFID读写门柱（1），在出口处RFID读写门柱（1）前方1.5米处设立单向电动栅栏（2），红外传感器（6）安装在单向电动栅栏（2）上；太阳能发电蓄电及自动转动系统（7）安装在单向电动栅栏（2）上；
所述的太阳能发电蓄电及自动转动系统（7）包括：电阻R1、光敏电阻Rt1、光敏电阻Rt2、第一NE555集成芯片、第二NE555集成芯片、继电器K1、继电器K2、马达Mo1、马达Mo2、二极管D1、蓄电池，太阳能发电板；马达Mo1一端与继电器K1串联，另一端与第一NE555集成芯片的4管脚、8管脚和太阳能发电板相连，继电器K1连接在第一NE555集成芯片的3管脚，光敏电阻Rt1的一端与第一NE555集成芯片的2管脚和6管脚相连，另一端与太阳能发电板相连，太阳能发电板与光敏电阻Rt2串联后再与蓄电池并联，蓄电池与二极管D1串联，二极管D1另一端为电源输出端，蓄电池与电阻R1串联，电阻R1与第二NE555芯片的2管脚和6管脚相连，第二NE555芯片的4管脚、8管脚和蓄电池相连，第二NE555芯片的3管脚与继电器K2连接，继电器K2与马达Mo2连接，马达Mo2与蓄电池连接；
所述的单向电动栅栏（2）包括：TB6612FNG直流电机驱动器，MCU微控制单元，电阻R6，电阻R7，二极管D6、电源输入端、信号输入端，增强型P-MOS场效应管M1，马达M11，马达M22：MCU微控制单元采用AVR单片机系列ATmega8芯片，电源输入端与二极管D6和增强型P-MOS场效应管M1相连，二极管D6与增强型P-MOS场效应管M1并联，增强型P-MOS 场效应管栅极接地，增强型P-MOS场效应管漏极与电阻R6串联，电阻R6与TB6612FNG直流电机驱动器Vcc端相接，TB6612FNG直流电机驱动器GND脚、PGND1脚、PGND2、 PGND3和 PGND4脚接地，MCU微控制单元上端OXCA脚与TB6612FNG直流电机驱动器AIN1脚相连，MCU微控制单元上端OXCB脚与TB6612FNG直流电机驱动器AIN2脚相连，MCU微控制单元上端I/O脚与TB6612FNG直流电机驱动器PWMA脚相连，MCU微控制单元下端OXCA脚与TB6612FNG直流电机驱动器BIN1脚相连，MCU微控制单元下端OXCB脚与TB6612FNG直流电机驱动器BIN2脚相连，MCU微控制单元中端I/O脚与TB6612FNG直流电机驱动器PWMB脚相连，MCU微控制单元下端I/O脚与TB6612FNG直流电机驱动器STBY脚相连，TB6612FNG直流电机驱动器AO1、AO2与马达M11相连，TB6612FNG直流电机驱动器BO1、BO2与马达M22相连，TB6612FNG直流电机驱动器VM1脚与电阻R7串联，电阻R7与信号输入端相连，信号输入端与集成单片机系统（4）连接；
所述的红外传感器（6）包括：电阻R8、电阻R9、红外线发射接收装置U1，红外线发射接收装置U1采用RPR220反射型光电探测器，电阻R8一端与电源相接，另一端与红外线发射接收装置U1的光线发射端的一端相连，红外线发射接收装置U1的光线发射端的另一端接地，电阻R9一端与电源相接，另一端与红外线发射接收装置U1的光线接收端的一端、红外线发射接收装置U1的红外信号输出端相连，红外线发射接收装置U1的光线接收端的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的基于RFID小型非机动车车辆防盗报警装置，其特征在于：还包括与集成单片机系统（4）连接的声音报警装置（3），供电系统（5）和太阳能发电蓄电及自动转动系统（7）分别为声音报警装置（3）供电。
3.根据权利要求1所述的基于RFID小型非机动车车辆防盗报警装置，其特征在于：所述的RFID读写门柱（1）采用nRF9E5有源超高频RFID集成模块，nRF9E5有源超高频RFID集成模块内嵌8051兼容微控制器、RF收发器和4通道10位A/D转换器。
4.根据权利要求2所述的基于RFID小型非机动车车辆防盗报警装置，其特征在于：所述的声音报警装置（3）包括：可变电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R16，电解电容C3，电解电容C4，电解电容C5，无极性电容C6，运算放大器U3，喇叭L1，信号输入端与可变电阻R10相连，可变电阻R10与电解电容C3、电阻R13相连，电解电容C3与运算放大器U3相连，电阻R13与电阻R12并联，电阻R12与电解电容C4、电阻R11相连，电解电容C4与电阻R11并联，电解电容C4与运算放大器U3相连，电阻R11与运算放大器U3输出端相连，电阻R16与运算放大器U3相连，另一端与电源输入端相连，运算放大器U3输出端与电解电容C5串联，电解电容C5与喇叭L1、无极性电容C6串联，无极性电容C6与电阻R14串联，无极性电容C6、电阻R14和喇叭L1并联，电阻R14串联一端接地。
5.根据权利要求1所述的基于RFID小型非机动车车辆防盗报警装置，其特征在于：所述的供电系统（5）包括：可变电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，无极性电容C1，电解电容C2，二极管D1，二极管D2，二极管D3，二极管D4，稳压二极管D5，可变电阻R1两端与电源输入端相连，电阻R3、电阻R4与无极性电容C1并联，电阻R3与电阻R4串联，二极管D1与二极管D3串联，二极管D2与二极管D4串联，二极管D1、二极管D3与二极管D2、二极管D4并联，稳压二极管D5负极端为电源输出端，正极端接地，稳压二极管D5与电阻R5、电解电容C2并联，电阻R5与电解电容C2串联。
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