基于RFID技术的车辆倒车辅助系统研究

　　基于RFID技术，可以实现双向通信，为数据和信息的远程和批量获取提供基础，能够识别高速运动的物体，已经成为无线传输中的主要技术。以RFID技术为基础，辅以超声波测距技术、红外感应技术、自动化技术等，文中实现了对大型车辆的倒车辅助系统的设计。

　　一、系统需求分析与设计

　　对于大型车辆而言，其最大的特点就是车身普遍较长，倒车过程中的盲区较大。所以，文中所设计的基于RFID技术的车辆倒车辅助系统，就针对该特点，将系统分为两个不同的部分，分别是雷达主机和驾驶室终端，同时，这两部分之间还可以通过射频信号进行通信。通常，将雷达主机布置在车尾，其主要功能是通过各种模块来检测车身尾部的各种信号，如距离信号、生命体信号、外部温度信号等，其中，距离信号用超声波收发模块来检测、生命体信号用红外感应模块来检测、温度信号用温度传感器模块来检测。此外，系统中的MCU模块可以对这些信号进行处理，并将结果传送到射频模块，经由射频天线发送到驾驶室终端。系统的驾驶室终端部署在车辆的驾驶室内部，可以作为倒车辅助系统与驾驶人员的人机接口。

　　二、系统硬件设计说明

　　在系统的MCU模块，主要采用性能较高的C805IF340芯片来构建，该芯片为一种集成子啊单块芯片上的混合信号系统级单片机。在C805IF340内部，其内核为增强的CIP-51，主要采用流水线结构，将峰值执行速度提高到100MIPS。

　　2.1 温度传感器、超声波模块和红外感应模块设计说明

　　在本系统中，采用了DS18B20数字式温度传感器来完成温度测量，该传感器的温度测量范围能够控制在-55～125℃之间，具有功耗低、抗干扰能力强的特点。而测距模块则选用HY-SRF05超声波测距模块，能够为系统提供2～450cm的非接触式测距功能，其精度可以达到3mm，能够满足车辆距离测量的需要，不过，由于缺少温度补偿功能，需要在测量温度后，在通过软件编程对温度进行补偿。基于HC-SR501的人体红外感应模块，能够用于对车辆周围生命体的检测，且其感应范围小于120锥角，7m范围内，如果在此范围内检测到生命体的进入，HC-SR501则产生高电平，当生命体离开感应范围后，就会自动延时关闭高电平。

　　2.2 MCU射频收发模块说明

　　系统中所设计的MCU射频模块，其功能主要是实现雷达主机与驾驶室终端的数据收发和管理。在雷达主机和驾驶室终端各设置一个射频收发模块，这两个模块都是采用nRF905芯片，是一种单片射频发射器芯片，工作电压控制在1.9～3.6V，工作于3个不同的ISM频道，芯片中包含了频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等多种功能模块，其输出功率和通信频道可以通过程序来进行配置。芯片的能耗低，满足系统的节能需求。

　　RF905芯片能够采用的天线有多种形式，本系统中采用的就是50Ω的阻抗天线，其两个不同的输出引脚为差分输出，使得输出阻抗与天线的输入阻抗不同，需要在ANT引脚和天线之间设置匹配网络，用以提高无线传输的性能。

　　2.3 驾驶室终端的硬件电路设计

　　系统的显示模块采用RT12864-S液晶显示模块，能够显示字幕、数字和汉字，设置了三种控制接口，分别是8位微处理器接口、4位微处理器接口、串行接口等，这里，PSB接地主要选择串行接口模式，其引脚19和20能够提供背光电源;在系统主机上，还设计了按键和蜂鸣报警电路，可以为用户提供参数设置和报警感应。

　　三、系统软件设计

　　在Nrf905芯片中，由于采用了ShockBurst技术，能够为用户提供活动和节电模式，即ShockBurst RX、ShockBurst TX、掉电和SPI编程，以及STANDBY和SPI编程等。在ShorckBurst工作模式下，可以在最大速率连接的情况下，通过降低数字应用部分的速度，实现对应用平均电流的降低。在系统中所收发的数据包中主要包括：Preamble、Address、Payload、CRC。其中，Preamble数据包的引导字节，Address为接收模块的地址，Payload表示数据位，如有无生命体、环境温度、距离数据，CRC则表示校验码。在处于发送模式的情况下，nRF905能够自动生成前导码和CRC校验码，在接收到有效的数据包时，就可以对前导码、地址和CRC校验码进行分别验证，接着，可以将PAYLOAD数据传送到微控制处理器。

　　四、结语

　　本文以大型车辆的辅助倒车为背景，根据大型车辆在倒车过程中由于车身较长、盲区较大的特点，设计了一种基于RFID等无线射频信号传输的智能倒车辅助系统。能够有效减少大型车辆车尾到驾驶室布线的不便，还可通过对软件来设置射频工作模块的不同切换方式，有效降低系统的能耗。