基于短距離無線通訊技術(shù)的汽車無線射頻識別系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3 RF通信流程

OBU與BSS通信流程分為3步：建立鏈接、信息交換和釋放鏈接，如圖5所示。

第1步：建立連接OBU所在位置的坐標(biāo)信息及其ID碼通過預(yù)置參數(shù)存儲在控制單元MCU的Flash中，并被長期保存。BSS(基站系統(tǒng))利用下行鏈路向OBU循環(huán)廣播發(fā)送定位(基站識別幀控制)信息，確定幀結(jié)構(gòu)同步信息和數(shù)據(jù)鏈路控制等信息，進(jìn)入有效通信區(qū)域內(nèi)的OBU被激活后即請求建立連接和進(jìn)行有效性確認(rèn)并發(fā)送響應(yīng)信息給對應(yīng)的OBU，否則不響應(yīng)；

第2步：信息交換本設(shè)計(jì)采用探測射頻信號強(qiáng)度大小的方法來確定OBU是否進(jìn)入服務(wù)區(qū)，經(jīng)探測信號強(qiáng)度大于最大信號的1／2時，收發(fā)雙方實(shí)現(xiàn)無線握手，此時認(rèn)為OBU已經(jīng)進(jìn)入服務(wù)區(qū)。在此階段中，所有幀必須帶有OBU的私有鏈路標(biāo)識，并實(shí)施差錯控制。對于OBU上下行的判斷可以通過ID號來判斷是否屬于同一個系統(tǒng)，不是同一個系統(tǒng)的ID號的OBU從記錄中自動刪除。OBU上報(bào)信息時采用跳頻機(jī)制，隨機(jī)選擇所處服務(wù)區(qū)的某一固定信道進(jìn)行握手通信，防止發(fā)生信道堵塞。

第3步：釋放連接同樣采用探測信號強(qiáng)度小于最大強(qiáng)度的1／2時，認(rèn)為車子已經(jīng)離站。RSU與OBU完成所有應(yīng)用后，刪除和鏈路標(biāo)識，發(fā)出專用通信鏈路釋放指令，由連接釋放計(jì)時器根據(jù)應(yīng)用服務(wù)確認(rèn)釋放本次連接。

4 OBU與BSS通訊流程的開發(fā)

通訊協(xié)議依據(jù)開放系統(tǒng)互聯(lián)體系結(jié)構(gòu)七層協(xié)議模型建立了三層的簡單協(xié)議結(jié)構(gòu)，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。

1)物理層 物理層主要是通信信遭標(biāo)準(zhǔn)，由于目前國際上尚未形成關(guān)于433 MHz短距離無線通訊統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各種標(biāo)準(zhǔn)定義的物理層也不盡相同，如表1所示。圖6為曼徹斯特編碼方式。

2)數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層控制著OBU與BSS之間的信息交換過程，對數(shù)據(jù)鏈路連接的建立和釋放，數(shù)據(jù)幀的定義與幀同步，幀數(shù)據(jù)傳送的控制、容錯控制、數(shù)據(jù)鏈路層控制和鏈路連接的參數(shù)交換等作了規(guī)定。數(shù)據(jù)傳輸以數(shù)據(jù)幀傳輸進(jìn)行，如圖7所示。

3)應(yīng)用層 應(yīng)用層制定標(biāo)準(zhǔn)的用戶功能程序，定義各路應(yīng)用之間通信消息的格式，提供開放的消息接口，供其他數(shù)據(jù)庫或應(yīng)用程序調(diào)用。

5 結(jié)束語

本文所設(shè)計(jì)的射頻識別系統(tǒng)采用TI低功耗系列的MSP430微控制器，是TI公司專門針對電池供電設(shè)備低功耗所設(shè)計(jì)。射頻芯片也為TI公司CC1020，集成度高，可實(shí)現(xiàn)體積小、功耗低、易于安裝，適用于建設(shè)車輛免停車監(jiān)測與監(jiān)控系統(tǒng)。測試結(jié)果顯示在復(fù)雜路面狀況(繁忙路面)可實(shí)現(xiàn)300 m范圍內(nèi)有效果識別，視距情況可達(dá)到500 m范圍內(nèi)識別。