汽车电子牌照电控系统设计
本文研究的题目是汽车电子牌照电控系统设计，首先介绍了课题的研究背景及意义，并就汽车电子牌照的国内外发展现状进行了分析，然后重点介绍了论文主要的内容。介绍了汽车电子牌照电控系统硬件及软件的组成、结构，对其进行了详细的分析与研究。其次重点介绍了RFID系统御SPI串型接口的工作原理。在硬件设计方面，采用了模块化设计思路，重点就电子标签、阅读器、天线、单片机、应用系统进行了设计。在软件方面，分别设计了系统的主流程图与子流程图，并根据设计的系统流程图，用Proteus仿真软件进行了调试。关键词 电子牌照，电子标签，电控系统，射频识别
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 本论文研究的内容 3
2 汽车电子牌照的工作原理 3
2.1 RFID系统的分类与工作原理 3
2.2 两种RFID系统的对比 4
2.3 SPI串行外设接口工作原理 4
3 RFID电子牌照系统总体方案 5
3.1 需求分析 5
3.2 RFID电子牌照硬件组成 5
3.3 RFID电子牌照软件组成 6
4 汽车电子牌照电控系统硬件设计 6
4.1 电子牌照电控系统示意图 7
4.2 电子标签设计 7
4.2.1 电子标签芯片设计 8
4.3 阅读器设计 8
4.4 天线设计 8
4.5 单片机设计 9
4.6 应用程序设计 10
5 RFID电子牌照系统软件设计 11
5.1 RFID电子牌照总体流程图设计 11
5.2 电子标签数据发射模块流程图设计 12
5.3 阅读器数据接收模块流程图设计 13
5.4 软件程序调试 14
结论 17
致谢 18
参考文献 19
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
随着改革开放的深入以及科学技术的提高，生活在新时代 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
的人民的生活水平有了显著的提升，汽车也不再是那么遥不可及，而是越来越普遍的出现在人民的生活中，如何有效且高效的管理汽车行进成了人们所必须面对的一大难题。相比较世界上的许多发达国家，我国在这些方面比较落后，主要体现在汽车管理、定位、防盗、收费以及路况信息系统的研究和应用上，距离自动化与智能化还有很大的差距[1]。而一些发达国家则在很早以前就进行了相关的研究，逐步实现了汽车的自动化与智能化。
此前，我国传统的车牌识别方法主要采用图像分割识别技术，但是其缺点很明显。首先，距离、污染、位置、光线、角度不同时，所获取的图像也有很大不同。另外，实现图像识别及算法所需的空间比较大，很难识别套盗牌、套牌、盗车、劫车、肇事逃逸等违法犯罪，是影响社会治安的一大隐患，严重损害了国民经济的发展，使得机动车的有效管理成为一大难题。因此只有釜底抽薪——引进新技术[1]。相较于传统的图像识别技术，基于RFID技术的电子牌照系统具有明显的优点，例如：环境适应性强、包含信息量大、抵抗冰雹、雨雪等恶劣天气的能力强、可穿透非金属物体进行识别、抗干扰能力强、可随时随地的进行跟踪管理、自动识别、识别简单等优点。
车牌使用RFID技术可大大提高车辆管理和车牌识别功能。
系统智能化程度适用于以下情况：车辆管理，车辆管理部门可以堵住套牌、盗牌、盗车、劫车肇事逃逸等违法犯罪行为的漏洞，并进行有效的处理；车辆调度，通过跟踪车辆，统计路况信息，在交通管路部门的指挥下避开拥堵路段；小区车辆管理，实现防盗；停车场管理，可实现自动收费，防盗。
1.2 国内外发展现状
汽车电子识别系统基于无源射频技术(RFID)，是它的延伸与发展。利用电子牌照中RFID提供的高精度信息采集技术，人们可以将道路视频监控、GPS、地感等多元交通信息感知系统有机的结合起来，从而在车辆信息上实现了准确收集和统一管理。
当人们将汽车进入射频识别区域时，读卡器会迅速的收集电子车牌所发送的信息，而信息则会进行加密处理传输至交通指挥中心，在此基础上，人们从而构建了城市智能交通指挥中心[2]。目前，国内有许多研发电子车牌的企业，例如，千方科技、同方股份、中兴智联、本能科技、键桥通讯、厦门信达、金溢、鼎识科技、上海华虹、远望谷、厦门安捷等。
与传统的图像识别技术相比，电子车牌具有安装简单、性价比高的优点，此外，还具有实施简单的特点，可逐城逐区甚至同种车型逐步实施，可和传统的铁皮车牌并用。
政府部门城市交通管理主张使用电子车牌。但是，安装是自愿的，必须遵循“行政为民”的原则，尤其是私家车。所以电子牌照的普及应先立法，否则推广起来阻力很大。
未来，在售后市场上将会出现新的电子牌照，每辆车都将拥有独特的“身份证”。但是，电子车牌的功能的实现基于读写天线基站点。因此专家建议，卫星导航+电子车牌是最理想的“电子牌照”。但是，这需要科学技术的发展，期待在日取得这方面的成就。
据了解，深圳早些时候发布了10万个电子牌照，但实施似乎很慢。
深圳多年来在科技发展与创新应用等方面一直处于全国领先地位，先进的技术与产品一般都是在深圳首先使用，然后逐步向全国推广。例如，1997年4月，当时在国内引起了很大反响的全国第一个“电子警察”就首先在深圳“上岗”，但现如今，电子警察已经遍布全国各个角落。
深圳以其高效而闻名，这次在深圳发放20张电子车牌，使深圳在电子牌照的应用方面可能再次处于国家前列。因此深圳一旦试点成功，电子车牌会大面积应用与普及，为生产芯片，阅读和写字等相关设备的厂商带来巨大的商机，有力促进社会经济的发展。
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 本论文研究的内容 3
2 汽车电子牌照的工作原理 3
2.1 RFID系统的分类与工作原理 3
2.2 两种RFID系统的对比 4
2.3 SPI串行外设接口工作原理 4
3 RFID电子牌照系统总体方案 5
3.1 需求分析 5
3.2 RFID电子牌照硬件组成 5
3.3 RFID电子牌照软件组成 6
4 汽车电子牌照电控系统硬件设计 6
4.1 电子牌照电控系统示意图 7
4.2 电子标签设计 7
4.2.1 电子标签芯片设计 8
4.3 阅读器设计 8
4.4 天线设计 8
4.5 单片机设计 9
4.6 应用程序设计 10
5 RFID电子牌照系统软件设计 11
5.1 RFID电子牌照总体流程图设计 11
5.2 电子标签数据发射模块流程图设计 12
5.3 阅读器数据接收模块流程图设计 13
5.4 软件程序调试 14
结论 17
致谢 18
参考文献 19
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
随着改革开放的深入以及科学技术的提高，生活在新时代 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
的人民的生活水平有了显著的提升，汽车也不再是那么遥不可及，而是越来越普遍的出现在人民的生活中，如何有效且高效的管理汽车行进成了人们所必须面对的一大难题。相比较世界上的许多发达国家，我国在这些方面比较落后，主要体现在汽车管理、定位、防盗、收费以及路况信息系统的研究和应用上，距离自动化与智能化还有很大的差距[1]。而一些发达国家则在很早以前就进行了相关的研究，逐步实现了汽车的自动化与智能化。
此前，我国传统的车牌识别方法主要采用图像分割识别技术，但是其缺点很明显。首先，距离、污染、位置、光线、角度不同时，所获取的图像也有很大不同。另外，实现图像识别及算法所需的空间比较大，很难识别套盗牌、套牌、盗车、劫车、肇事逃逸等违法犯罪，是影响社会治安的一大隐患，严重损害了国民经济的发展，使得机动车的有效管理成为一大难题。因此只有釜底抽薪——引进新技术[1]。相较于传统的图像识别技术，基于RFID技术的电子牌照系统具有明显的优点，例如：环境适应性强、包含信息量大、抵抗冰雹、雨雪等恶劣天气的能力强、可穿透非金属物体进行识别、抗干扰能力强、可随时随地的进行跟踪管理、自动识别、识别简单等优点。
车牌使用RFID技术可大大提高车辆管理和车牌识别功能。
系统智能化程度适用于以下情况：车辆管理，车辆管理部门可以堵住套牌、盗牌、盗车、劫车肇事逃逸等违法犯罪行为的漏洞，并进行有效的处理；车辆调度，通过跟踪车辆，统计路况信息，在交通管路部门的指挥下避开拥堵路段；小区车辆管理，实现防盗；停车场管理，可实现自动收费，防盗。
1.2 国内外发展现状
汽车电子识别系统基于无源射频技术(RFID)，是它的延伸与发展。利用电子牌照中RFID提供的高精度信息采集技术，人们可以将道路视频监控、GPS、地感等多元交通信息感知系统有机的结合起来，从而在车辆信息上实现了准确收集和统一管理。
当人们将汽车进入射频识别区域时，读卡器会迅速的收集电子车牌所发送的信息，而信息则会进行加密处理传输至交通指挥中心，在此基础上，人们从而构建了城市智能交通指挥中心[2]。目前，国内有许多研发电子车牌的企业，例如，千方科技、同方股份、中兴智联、本能科技、键桥通讯、厦门信达、金溢、鼎识科技、上海华虹、远望谷、厦门安捷等。
与传统的图像识别技术相比，电子车牌具有安装简单、性价比高的优点，此外，还具有实施简单的特点，可逐城逐区甚至同种车型逐步实施，可和传统的铁皮车牌并用。
政府部门城市交通管理主张使用电子车牌。但是，安装是自愿的，必须遵循“行政为民”的原则，尤其是私家车。所以电子牌照的普及应先立法，否则推广起来阻力很大。
未来，在售后市场上将会出现新的电子牌照，每辆车都将拥有独特的“身份证”。但是，电子车牌的功能的实现基于读写天线基站点。因此专家建议，卫星导航+电子车牌是最理想的“电子牌照”。但是，这需要科学技术的发展，期待在日取得这方面的成就。
据了解，深圳早些时候发布了10万个电子牌照，但实施似乎很慢。
深圳多年来在科技发展与创新应用等方面一直处于全国领先地位，先进的技术与产品一般都是在深圳首先使用，然后逐步向全国推广。例如，1997年4月，当时在国内引起了很大反响的全国第一个“电子警察”就首先在深圳“上岗”，但现如今，电子警察已经遍布全国各个角落。
深圳以其高效而闻名，这次在深圳发放20张电子车牌，使深圳在电子牌照的应用方面可能再次处于国家前列。因此深圳一旦试点成功，电子车牌会大面积应用与普及，为生产芯片，阅读和写字等相关设备的厂商带来巨大的商机，有力促进社会经济的发展。
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