CN107544523A - 一种基于rfid的传感器网络循迹车系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于RFID的传感器网络智能循迹车系统，包括STM32芯片、RFID射频电路、传感器网络，通信模块、锂离子电池模块、电流控制器、至少两个A/D转换器，RFID射频电路识别带有路径信息的标签，并自动与地图信息数据库通信连接获取路线信息；STM32根据地图数据库中的路线信息和传感器网络信息进行速度和/或航线变更。本发明采用RFID技术读取信息数据，且将较为精准的地图信息数据加入导航路线选择策略中，并结合多个传感器，进行避障行驶，安全性高，且定位精准，实现了车辆的自动行驶需要；提高了车辆运行效率。

Description

一种基于RFID的传感器网络循迹车系统

技术领域

本发明涉及智能汽车领域，具体为一种基于RFID的传感器网络循迹车系统。

背景技术

近现代，随着电子科技的迅猛发展，人们对技术也提出了更高的要求。汽车的智能化在提高汽车的行驶安全性，操作性等方面都有巨大的优势，在一些特殊的场合下也能满足一些特殊的需要。智能车系统涉及到自动控制，车辆工程，计算机等多个领域，是未来汽车智能化是一个不可避免的大趋势。虽然目前出现了一些无人送货车，或者其它循迹车，但是现有的汽车多是以提前制定规则线，根据规则线进行循迹前进，例如常见的根据检测的路面白线或者提前刷制颜色分明到的线进行行驶，这种方式比较固定保守，不方便实用；另一种是单一采用多个传感器，进行避障行驶，这种需要对传感器要求较高，对处理器的处理数据量以及处理速度有较高要求，成本较高，不适用，造成使用极其不便，而且现有的技术未能将较为精准的例如百度地图、高德地图等地图数据加入，且对多个数据缺乏及时调整综合策略，导致使用不方便。

发明内容

为克服现有技术中的循迹车的上述问题，本发明提供一种安全、方便、实用性强的一种基于RFID的传感器网络循迹车系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于RFID的传感器网络循迹车系统，包括STM32芯片、RFID射频电路、传感器网络，通信模块、锂离子电池模块、电流控制器、至少两个A/D转换器，其特征在于，RFID射频电路识别带有路径信息的标签，并自动与地图信息数据库通信连接获取路线信息，并进行路线规划；传感器网络用于自动识别行驶过程中的障碍物，并将数据信息传送至STM32传感器网络为八个反射式红外光电传感器和八个电位器组成；STM32根据地图数据库中的路线信息和传感器网络信息进行速度和/或航线变更，以达到终点。

作为本发明一种基于RFID的传感器网络循迹车系统的进一步优选方案，图信息数据库可以为百度地图或高德地图。

作为本发明一种基于RFID的传感器网络循迹车系统的进一步优选方案，还包括偏离判断调整模块，通过获取的传感器信号、地图信息数据进行偏离状况判断，并根据判断结果进行调整；若偏离值为0则执行直行函数，若偏离小于阈值则执行微调函数，若有偏离大于阈值则执行调整函数。

作为本发明一种基于RFID的传感器网络循迹车系统的进一步优选方案，所述路径信息为起始地址信息，所述标签为一维码或二维码。

作为本发明一种基于RFID的传感器网络循迹车系统的进一步优选方案，所述的一维码或二维码还包括工作人员信息或车载信息。

作为本发明一种基于RFID的传感器网络循迹车系统的进一步优选方案，所述的锂离子电池模块为可快速充放电的电源模块。

作为本发明一种基于RFID的传感器网络循迹车系统的进一步优选方案，所述的电流控制器根据数字信号的保持时间进行电机电流控制，以控制行车速度。

作为本发明一种基于RFID的传感器网络循迹车系统的进一步优选方案，所述A/D转换器的更新步骤为：

(1)开启PA口时钟，设置PA0为模拟输入，ADC通道0在PA0上，使能PORTA的时钟，设置PA0为模拟输入；

(2)使能ADC1时钟，并设置分频因子，使能完时钟之后，进行ADC1的复位，通过RCC_CFGR设置ADC1的分频因子，分频因子让ADC1的时钟不超过14Mhz；

(3)设置ADC1的工作模式，在设置完分频因子之后，设置单次转换模式、触发方式选择、数据对齐方式；

(4)设置ADC1规则序列的相关信息，设置规则序列中通道数为1，然后设置通道0的采样周期；

(5)开启AD转换器，并校准；

(6)读取ADC值。

作为本发明一种基于RFID的传感器网络循迹车系统的进一步优选方案，所述的电流控制器，所述的电流控制器的电流补偿网络在开关频率处的最大放大倍数：

在高频阶段，将高频极点f_p设置在开关频率处或低于开关频率,确定穿越频率f_c,低频零点频率f_z和高频极点频率f_p：

穿越频率:

低频零点频率：

高频极点频率：

其补偿网络的传递函数为：

其中，V_M表示电阻M的电压，V_Rs表示电阻R_s的电压，电流采样电阻R_s＝0.1Ω，开关频率fs＝500KHZ，C_1、C₂为输出电容，ESR电阻R_c＝0.15Ω，电感L＝47μH，在中频段幅频特性的下降频率为-20dB/dec，w_z、w_p表示低频频移、高频频移，s表示参数。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明中的循迹车采用RFID技术进行任务的数据读取，方便快捷，只需将含有地址信息的一维码或二维码读取便可得到任务信息，且将较为精准的地图信息数据加入导航路线选择策略中，并结合多个传感器，进行避障行驶，安全性高，且定位精准，实现了车辆的自动行驶需要；提高了车辆运行效率。

附图说明

图1为本发明的循迹车执行处理步骤示意图；

图2为本发明判断偏离调整示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图2，本发明提供一种技术方案：

如图1所示，一种基于RFID的传感器网络循迹车系统，包括STM32芯片、RFID射频电路、传感器网络，通信模块、锂离子电池模块、电流控制器、至少两个A/D转换器，其特征在于，RFID射频电路识别带有路径信息的标签，并自动与地图信息数据库通信连接获取路线信息，并进行路线规划；传感器网络用于自动识别行驶过程中的障碍物，并将数据信息传送至STM32传感器网络为八个反射式红外光电传感器和八个电位器组成；STM32根据地图数据库中的路线信息和传感器网络信息进行速度和/或航线变更，以达到终点。

在一些实施例中，STM32拥有1～3个ADC，这些ADC可以独立使用，也可以使用双重模式(提高采样率)。STM32的ADC是12位逐次逼近型的模拟数字转换器。它有18个通道，可测量16个外部和2个内部信号源。各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。ADC的结果可以左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器中。模拟看门狗特性允许应用程序检测输入电压是否超出用户定义的高/低阀值。

在一些实施例中，所述地图信息数据库可以为百度地图或高德地图，通过无线通信网络获取地图信息数据，分析RFID读取的目的地信息结合地图信息数据库，例如百度地图数据库，进行路线规划，然后行程开启，在行驶过程中，通过不断与百度地图信息数据进行交互来调整行驶状态，通过获取传感器网络信息进行道路避障等处理。

如图2所示，偏离判断调整模块，通过获取的传感器信号、地图信息数据进行偏离状况判断，并根据判断结果进行调整；若偏离值为0则执行直行函数，若偏离小于阈值则执行微调函数，若有偏离大于阈值则执行调整函数。阈值的设置是根据大量实验取得的，例如，将地图信息数据的权重设置为0.7，传感器数据的权重设置为0.3，因为地图信息数据较为准确，通过综合两种数据情况进行分析判断。

进一步地，所述路径信息为起始地址信息，所述标签为一维码或二维码，其中一维码或二维码还包括工作人员信息或车载信息。通过起始点工作人员通过设置终点位置，以及车载信息内容生成二维码信息，RFID通过读取二维码信息进行内容获取，不用起始点专人设置，只需在之前将需求生成二维码放置固定地点即可。

所述的锂离子电池模块为可快速充放电的电源模块。

所述的电流控制器根据数字信号的保持时间进行电机电流控制，以控制行车速度。

进一步地，A/D转换器可以采用STM32F系列自带模数转换器，也可以自行设置A/D转换器的更新步骤为：

(1)开启PA口时钟，设置PA0为模拟输入，STM32的ADC通道0在PA0上，使能PORTA的时钟，设置PA0为模拟输入；

(2)使能ADC1时钟，并设置分频因子，使能完时钟之后，进行ADC1的复位，通过RCC_CFGR设置ADC1的分频因子，分频因子让ADC1的时钟不超过14Mhz；

(3)设置ADC1的工作模式，在设置完分频因子之后，设置单次转换模式、触发方式选择、数据对齐方式；

(4)设置ADC1规则序列的相关信息，设置规则序列中通道数为1，然后设置通道 0的采样周期；

(5)开启AD转换器，并校准；

(6)读取ADC值。

进一步地，所述的电流控制器，所述的电流控制器的电流补偿网络在开关频率处的最大放大倍数：

在高频阶段，将高频极点f_p设置在开关频率处或低于开关频率,确定穿越频率f_c,低频零点频率f_z和高频极点频率f_p：

穿越频率:

低频零点频率：

高频极点频率：

其补偿网络的传递函数为：

其中，V_M表示电阻M的电压，V_Rs表示电阻R_s的电压，电流采样电阻R_s＝0.1Ω，开关频率fs＝500KHZ，C_1、C₂为输出电容，ESR电阻R_c＝0.15Ω，电感L＝47μH，在中频段幅频特性的下降频率为-20dB/dec，w_z、w_p分别表示低频频移、高频频移，s表示参数。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (9)

1.一种基于RFID的传感器网络循迹车系统，包括STM32芯片、RFID射频电路、传感器网络，通信模块、锂离子电池模块、电流控制器、至少两个A/D转换器，其特征在于，RFID射频电路识别带有路径信息的标签，并自动与地图信息数据库通信连接获取路线信息，并进行路线规划；传感器网络用于自动识别行驶过程中的障碍物，并将数据信息传送至STM32传感器网络为八个反射式红外光电传感器和八个电位器组成；STM32根据地图数据库中的路线信息和传感器网络信息进行速度和/或航线变更，以达到终点。

2.根据权利要求1所述的一种基于RFID的传感器网络循迹车系统，其特征在于，所述地图信息数据库为百度地图或高德地图。

3.根据权利要求2所述的一种基于RFID的传感器网络循迹车系统，其特征在于，还包括偏离判断调整模块，通过获取的传感器信号、地图信息数据进行偏离状况判断，并根据判断结果进行调整；若偏离值为0则执行直行函数，若偏离小于阈值则执行微调函数，若有偏离大于阈值则执行调整函数。

4.根据权利要求1所述的一种基于RFID的传感器网络循迹车系统，其特征在于，所述路径信息为起始地址信息，所述标签为一维码或二维码。

5.根据权利要求4所述的一种基于RFID的传感器网络循迹车系统，其特征在于，所述的一维码或二维码还包括工作人员信息或车载信息。

6.根据权利要求1所述的一种基于RFID的传感器网络循迹车系统，其特征在于，所述的锂离子电池模块为可快速充放电的电源模块。

7.根据权利要求6所述的一种基于RFID的传感器网络循迹车系统，其特征在于，所述的电流控制器根据数字信号的保持时间进行电机电流控制，以控制行车速度。

8.根据权利要求1所述的一种基于RFID的传感器网络循迹车系统，其特征在于，所述A/D转换器的更新步骤为：

(1)开启PA口时钟，设置PA0为模拟输入，ADC通道0在PA0上，使能PORTA的时钟，设置PA0为模拟输入；

(2)使能ADC1时钟，并设置分频因子，使能完时钟之后，进行ADC1的复位，通过RCC_CFGR设置ADC1的分频因子，分频因子让ADC1的时钟不超过14Mhz；

(3)设置ADC1的工作模式，在设置完分频因子之后，设置单次转换模式、触发方式选择、数据对齐方式；

(4)设置ADC1规则序列信息，设置规则序列中通道数为1，然后设置通道0的采样周期；

(5)开启AD转换器，并校准；

(6)读取ADC值。

9.根据权利要求7所述的一种基于RFID的传感器网络循迹车系统，其特征在于，所述的电流控制器的电流补偿网络在开关频率处的最大放大倍数：

<mrow> <msub> <mi>G</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>f</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>V</mi> <mi>M</mi> </msub> <msub> <mi>f</mi> <mi>s</mi> </msub> <mi>L</mi> </mrow> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>R</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> </mfrac> </mrow>

在高频阶段，将高频极点f_p设置在开关频率处或低于开关频率,确定穿越频率f_c,低频零点频率f_z和高频极点频率f_p：

穿越频率:

低频零点频率：

高频极点频率：

其补偿网络的传递函数为：

其中，V_M表示电阻M的电压，V_Rs表示电阻R_s的电压，电流采样电阻R_s＝0.1Ω，开关频率fs＝500KHZ，C₁、C₂为输出电容，ESR电阻R_c＝0.15Ω，电感L＝47μH，在中频段幅频特性的下降频率为-20dB/dec，w_z、w_p表示低频频移、高频频移，s表示参数。