基于短距離無線通訊技術的汽車無線射頻識別系統(tǒng)系統(tǒng)設計

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所在位置的坐標信息及其ID碼通過預置參數存儲在控制單元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，確定幀結構同步信息和數據鏈路控制等信息，進入有效通信區(qū)域內的OBU被激活后即請求建立連接和進行有效性確認并發(fā)送響應信息給對應的OBU，否則不響應；

第2步：信息交換本設計采用探測射頻信號強度大小的方法來確定OBU是否進入服務區(qū)，經探測信號強度大于最大信號的1／2時，收發(fā)雙方實現(xiàn)無線握手，此時認為OBU已經進入服務區(qū)。在此階段中，所有幀必須帶有OBU的私有鏈路標識，并實施差錯控制。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上報信息時采用跳頻機制，隨機選擇所處服務區(qū)的某一固定信道進行握手通信，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度小于最大強度的1／2時，認為車子已經離站。RSU與OBU完成所有應用后，刪除和鏈路標識，發(fā)出專用通信鏈路釋放指令，由連接釋放計時器根據應用服務確認釋放本次連接。

4 OBU與BSS通訊流程的開發(fā)

通訊協(xié)議依據開放系統(tǒng)互聯(lián)體系結構七層協(xié)議模型建立了三層的簡單協(xié)議結構，即物理層、數據鏈路層和應用層。

1)物理層 物理層主要是通信信遭標準，由于目前國際上尚未形成關于433 MHz短距離無線通訊統(tǒng)一的標準，各種標準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)數據鏈路層數據鏈路層控制著OBU與BSS之間的信息交換過程，對數據鏈路連接的建立和釋放，數據幀的定義與幀同步，幀數據傳送的控制、容錯控制、數據鏈路層控制和鏈路連接的參數交換等作了規(guī)定。數據傳輸以數據幀傳輸進行，如圖7所示。

3)應用層 應用層制定標準的用戶功能程序，定義各路應用之間通信消息的格式，提供開放的消息接口，供其他數據庫或應用程序調用。

5 結束語

本文所設計的射頻識別系統(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備低功耗所設計。射頻芯片也為TI公司CC1020，集成度高，可實現(xiàn)體積小、功耗低、易于安裝，適用于建設車輛免停車監(jiān)測與監(jiān)控系統(tǒng)。測試結果顯示在復雜路面狀況(繁忙路面)可實現(xiàn)300 m范圍內有效果識別，視距情況可達到500 m范圍內識別。