一种基于单片机的不停车收费装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于单片机的不停车收费装置，包括车载射频前端、车载微处理器、收费站微处理器、收费站射频前端和PC机，车载微处理器与车载射频前端相连，收费站射频前端与收费站微处理器相连，收费站微处理器还与PC机相连，车载射频前端与收费站射频前端通过无线信号相连接。本实用新型专利技术能够实时的检测是否有车辆经过，并通过射频识别技术判断车辆的信息，是否有费，决定是否让车辆通行，如果有费用就让车辆通过，没有费用就不让车辆通过。该装置能提高车辆检测和识别的实时性，减少因汽车在收费站停留造成的时间耽误和通行能力降低，提高交通管理效率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于交通管理领域，涉及一种收费装置，具体涉及一种基于单片机的不停车收费装置。
技术介绍
射频识别RFID (Radio Frequency Identif ication)技术被认为是21世纪最有发展前途的信息技术之一。由于具有高速移动物体识别、多目标识别和非接触识别等特点，RFID技术显示出巨大的发展潜力与应用空间。目前，我国已经将RFID技术应用于铁路车号识别、身份证和票证管理、动物标识、特种设备与危险品管理、公共交通以及生产过程管理等多个领域。典型的射频识别系统由标签、读写器两部分组成。其中射频标签由RFID电路和天线组成，按供电方式可以分为无源和有源两种。无源射频标签不需要电池供电，具有成本低、可靠性高等优点。有源射频标签需要电池供电，平时处于低功耗节能状态，当被阅读器触发时，进入通信状态。按照工作频率的不同，RFID射频标签分为低频(LF，135kHz以下)、高频(HF，13.56MHz)、超高频(UHF，860MHz 960MHz)和微波频段(MW，2.4GHz 以上)。目前国际上RFID应用在能量供给方面以无源射频标签为主，在工作频率上以LF和HF射频标签产品为主。但是，研究发现，有源超高频、微波频段的射频标签具有射频标签信号强、定位精确、可被读取距离远、通讯速度快、可储存信息多等优点。随着集成电路尺寸的减小以及成本的进一步降低，更适合未来应用，因此，有源超高频、微波频段的射频标签是当前电子射频标签研究的重点。近年来，随着大规模集成电路技术的发展，短距离无线通信系统的大部分功能都可以集成到一块芯片内部，一般使用单片数字信号射频收发芯片，加上少量外围器件构成专用或通用无线通信模块。通信模块一般包含简单透明的数据传输协议或使用简单的加密协议，发射功率、工作频率等所有工作参数全部通过软件设置完成，依据命令字进行基本的数据无线传输功能操作。采用GFSK调制方式，工作于ISM频段，例如在微波频段范围内，2.4GHz是一个全球的ISM频段，使用时无需申请。本文以NORDIC公司射频芯片nRF24L01为核心，设计有源RFID射频标签。该芯片功耗低，使用1.9疒3.6V工作电源，可采用电池供电，极少的外围电路，所有高频元件包括电感、振荡器等已经全部集成在芯片内部，采用4mmX4mm QFN封装，体积很小，发射功率、工作频率等所有工作参数全部通过软件设置完成，配置简单、一致性好、性能稳定且不受外界影响，非常适合用于有源标签应用。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于，提供一种基于单片机的不停车收费装置。为了实现上述任务，本技术采用如下技术方案予以实现:一种基于单片机的不停车收费装置，包括车载射频前端、车载微处理器、收费站微处理器、收费站射频前端和PC机，车载微处理器与车载射频前端相连，收费站射频前端与收费站微处理器相连，收费站微处理器还与PC机相连，车载射频前端与收费站射频前端通过无线信号相连接。本技术还具有如下技术特点:所述的车载射频前端和收费站射频前端均采用nRF24L01射频芯片。所述的车载微处理器和收费站微处理器均采用Atmel89C51单片机。本技术能够实时的检测是否有车辆经过，并通过射频识别技术判断车辆的信息，是否有费，决定是否让车辆通行，如果有费用就让车辆通过，没有费用就不让车辆通过。该装置能提高车辆检测和识别的实时性，减少因汽车在收费站停留造成的时间耽误和通行能力降低，提高交通管理效率。附图说明图1是本技术连接关系不意图。以下结合附图和实施例对本技术的具体内容作进一步详细地说明。具体实施方式以下给出本技术的具体实施例，需要说明的是本技术并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本技术的保护范围。遵从上述技术方案，如图1所示，一种基于单片机的不停车收费装置，包括车载射频前端、车载微处理器、收费站微处理器、收费站射频前端和PC机，车载微处理器与车载射频前端相连，收费站射频前端与收费站微处理器相连，收费站微处理器还与PC机相连，车载射频前端与收费站射频前端通过无线信号相连接。车载射频前端和车载微处理器安装在被检测车辆上；收费站射频前端、收费站微处理器和PC机安装在收费站上。车载部分和收费站部分通过射频技术通讯，收费站侧微处理器和PC机通过串口通讯，把信息上传到互联网上，实现联网控制，提高交通管理部门的工作效率。所述的车载射频前端和收费站射频前端均采用nRF24L01射频芯片，设计有源RFID射频标签。该芯片功耗低，使用1.9V 3.6V工作电源，可采用电池供电，极少的外围电路，所有高频元件包括电感、振荡器等已经全部集成在芯片内部，采用4_X4_ QFN封装，体积很小，发射功率、工作频率等所有工作参数全部通过软件设置完成，配置简单、一致性好、性能稳定且不受外界影响，非常适合用于有源。nRF24L01具有突发传递(ShockBurst)的收发工作模式。该模式允许用户使用较低速经微控制器把数据传入HRF24L01芯片，芯片内部开辟有FIFO缓存区，在缓冲区内将数据组帧，以高速将数据发射出去。这样缩短了发射模块的发射时间，减少了发射模块的切换次数，降低了发射电流损耗，使射频芯片间歇工作，降低功耗。同时突发模式使得像89LV51这种低成本和速度相对较慢的微控制器可处理2Mb/s的无线传输。在增强型突发传递(Enhanced ShockBurst)模式中，链路层以固件形式集成在芯片中，可以在接收到数据包后自动回传应答信号ACK，如果发送端没有收到应答信号，说明检测到有数据丢失，则自动重传丢失的数据包。HRF24L01用增强型突发传递模式处理了所有链路层的高速操作，使双向链路的通信更易于控制和实现，由于系统微控制器不需要具备硬件SPI接口，使系统成本进一步降低。微控制器无需参与整个双向链路的通信，降低了微控制器的功耗。芯片提供掉电模式(Power Down mode),在此工作模式下,器件的所有功能除SPI接口外全部关闭，使得芯片的消耗电流最低。寄存器的值全部保留，可以在芯片处于掉电模式下与微处理器通信。芯片还提供待机模式(Standby mode)。为减小电流损耗，部分内部振荡器停振，RF收发单元停止工作，系统进入待机模式I。待机模式II在待机模式I的基础上激活了部分必须的时钟缓存器。这两种模式都是为了减小功耗而设计的，具有最小化平均消耗电流以及较短的唤醒时间。射频芯片nRF24L01的供电采用LMl 117 3.3供电，射频芯片nRF24L01工作在电压范围1.9V 3.6V，LMl117 3.3是一个低压差电压调节器，提供电流限制和热保护，确保输出电压的精度在±1%以内，工作比较稳定，这样可以延长射频芯片的工作寿命，延长检修或者更换周期，有利于设备的维护。所述的车载微处理器和收费站微处理器均米用Atmel89C51单片机。Atmel89C51单片机的特点是8位CPU，片内振荡器和时钟电路；32根I/O线；外部存贮器寻址范围ROM、RAM64K ；2个16位的定时器/计数器；5个中断源，两个中断优先级；全双工串行口 ；布尔处理器。Atmel89C51能实时控制射频芯片的收发信息，并通过串口传递给PC机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单片机的不停车收费装置，其特征在于，包括车载射频前端、车载微处理器、收费站微处理器、收费站射频前端和PC机，车载微处理器与车载射频前端相连，收费站射频前端与收费站微处理器相连，收费站微处理器还与PC机相连，车载射频前端与收费站射频前端通过无线信号相连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机的不停车收费装置，其特征在于，包括车载射频前端、车载微处理器、收费站微处理器、收费站射频前端和PC机，车载微处理器与车载射频前端相连，收费站射频前端与收费站微处理器相连，收费站微处理器还与PC机相连，车载射频前端与收费站射频前端通过无线信号相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙恩民，赵玉河，王少勇，郭建亭，吕魁超，梁景雨，马强，孙益民，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：实用新型
国别省市：