一種車(chē)位鎖管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)-設(shè)計(jì)應(yīng)用

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引言

以前車(chē)位鎖大多為機(jī)械手動(dòng)式，汽車(chē)進(jìn)出停車(chē)位時(shí)需要下車(chē)把車(chē)位鎖的撐桿撐起或放下，然后再上鎖，使用非常不便，如果是露天車(chē)位又碰到下雨天，那就更麻煩了。手動(dòng)車(chē)位鎖都沒(méi)有防撞功能，如果不小心撞到車(chē)位鎖，車(chē)子很容易受傷，車(chē)位鎖也很容易損壞。

無(wú)線通信由于其便利性、擴(kuò)展方便、適用性強(qiáng)等特點(diǎn)，得到了巨大的發(fā)展。目前，主流的短距離的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)有Bluetooth、Zigbee和WirelessUSB。WirelessUSB是一種低延遲、干擾免疫、低成本和低功耗的短距離無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，面向的是簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)應(yīng)用(如鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等)，適合無(wú)線電腦外設(shè)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。WirelessUSB的協(xié)議是輕量級(jí)的，可以在只帶256字節(jié)RAM和8k字節(jié)ROM的8位微控制器中實(shí)現(xiàn)。

本文介紹的車(chē)位鎖管理系統(tǒng)，采用無(wú)線遙控的人性化設(shè)計(jì)方式進(jìn)行車(chē)位鎖的升起和降落，改變了傳統(tǒng)的手動(dòng)模式，讓駕駛員在汽車(chē)?yán)锇磩?dòng)手中的遙控器就能方便地操作車(chē)位鎖的開(kāi)與關(guān)，不必下車(chē)親手開(kāi)關(guān)車(chē)位鎖，同時(shí)可將車(chē)位鎖的工作信息通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)管理系統(tǒng)，便于統(tǒng)一管理。同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)位鎖電池的電量，當(dāng)電量不足以維持正常工作時(shí)報(bào)警，提醒管理人員及時(shí)更換電池。

系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，由一個(gè)主機(jī)橋接器和多個(gè)智能車(chē)位鎖節(jié)點(diǎn)組成，采用單主多從的分離式結(jié)構(gòu)，通過(guò)增加或減少車(chē)位鎖終端的數(shù)量來(lái)決定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，具有很大的可擴(kuò)展性和伸縮性。

智能車(chē)位鎖節(jié)點(diǎn)

智能車(chē)位鎖節(jié)點(diǎn)采用MCU+RF的構(gòu)架，包括PSoC控制器、通信模塊、電機(jī)控制模塊、無(wú)線收發(fā)模塊和電源管理模塊。

PSoC控制器

PSoC系列單片機(jī)是在一個(gè)專(zhuān)有的MCU（MicroprogrammedControlUnit）內(nèi)核周?chē)闪丝膳渲玫哪M和數(shù)字外圍器件陣列PSoC塊，利用芯片內(nèi)部的可編程互聯(lián)陣列，有效地配置芯片上的模擬和數(shù)字塊資源，達(dá)到可編程片上系統(tǒng)的目的。PSoC是一種對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的"全數(shù)字式"微控制器設(shè)計(jì)、純粹的模擬設(shè)計(jì)以及介乎此二者之間的所有設(shè)計(jì)而言具有同等的高適用性的器件，是一種具有極端靈活且完全可編程的混合信號(hào)SOC的基本原理的全新一代器件。

賽普拉斯的PSoC（TM）混合信號(hào)陣列是可編程的片上系統(tǒng)（SOC），其集成了微控制器以及嵌入式系統(tǒng)中通常圍繞微控制器周?chē)哪M及數(shù)字組件。采用一個(gè)微控制器，一個(gè)PSoC器件多可集成100種外設(shè)功能，從而幫助客戶(hù)節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間和板上面積，降低了功耗，系統(tǒng)成本也可降低5美分到10美元不等。方便易用的開(kāi)發(fā)工具使設(shè)計(jì)人員能夠準(zhǔn)確選擇所需的外設(shè)功能，包括放大器、ADC、DAC、濾波器及比較器等模擬功能以及定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、PWM、SPI和UART等數(shù)字功能。PSoC系列的模擬功能包括軌至軌輸入、可編程增益放大器以及14位的ADC,其噪聲極低，輸入損耗及電壓偏移也非常低。PSoC設(shè)備包括32KB的閃存、2KB的SRAM、帶有32位累加器的8x8乘法器、電源和睡眠監(jiān)控電路，以及硬件I2C通信等。

無(wú)線通信模塊

無(wú)線通信模塊采用Cypress公司的射頻芯片CYRF6936，屬于WirelessUSBLP系列，是Cypress的第二代射頻片上系統(tǒng)(SoC)，增加了一系列增強(qiáng)的特性，包括更廣的操作電壓范圍(1.8~3.6V)，更小的工作電流，更高的數(shù)據(jù)率(速率為1Mbit/s)，更短的晶振起振時(shí)間、同步穩(wěn)定時(shí)間和鏈路切換時(shí)間。

無(wú)線收發(fā)模塊

無(wú)線收發(fā)模塊分為無(wú)線遙控器和接收模塊兩部分，用于實(shí)現(xiàn)用戶(hù)層