一種基于gps和rfid的車(chē)輛自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于車(chē)輛自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種基于GI^和RFID的車(chē)輛自 動(dòng)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 礦用機(jī)械行業(yè)（如礦山機(jī)械作業(yè)過(guò)程中）、公共衛(wèi)生行業(yè)（如垃圾掩埋）、港口貨 運(yùn)W及倉(cāng)庫(kù)物流等行業(yè)或者工作環(huán)境惡劣、粉塵濃厚，或者有害氣體濃度較高，或者機(jī)械性 重復(fù)工作較多，不僅給運(yùn)輸車(chē)輛司機(jī)帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患，而且機(jī)械性重復(fù)大量的工作也 使司機(jī)容易疲勞。實(shí)現(xiàn)工作中，一方面需要給司機(jī)做好足夠的安全防護(hù)措施，另一方面在實(shí) 際作業(yè)過(guò)程中，例如轉(zhuǎn)彎等情況由于無(wú)法預(yù)知，給司機(jī)帶來(lái)很大的安全威脅。同時(shí)由于在工 作中可能需要司機(jī)不間斷的工作，該也給司機(jī)的體力帶來(lái)的巨大壓力。再則，在實(shí)際工作中 由于通訊不及時(shí)，可能需要調(diào)度室人員配合各機(jī)車(chē)司機(jī)進(jìn)行工作，浪費(fèi)了人力，且整體工作 效率偏低。
[0003] GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理是測(cè)量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機(jī)之間的距離，然 后綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機(jī)的具體位置。當(dāng)GI^衛(wèi)星正常工作時(shí)，會(huì)不斷地用 1和0二進(jìn)制碼元組成的偽隨機(jī)碼（簡(jiǎn)稱(chēng)偽碼）發(fā)射導(dǎo)航電文。C/A碼頻率1. 023MHz，重 復(fù)周期一毫秒，碼間距1微秒，相當(dāng)于300m;P碼頻率10. 23MHz，重復(fù)周期266. 4天，碼間距 0. 1微秒，相當(dāng)于30m。導(dǎo)航電文包括衛(wèi)星星歷、工作狀況、時(shí)鐘改正、電離層時(shí)延修正、大氣 折射修正等信息。它是從衛(wèi)星信號(hào)中解調(diào)制出來(lái)，W50b/s調(diào)制在載頻上發(fā)射的。導(dǎo)航電 文每個(gè)主帖中包含5個(gè)子帖每帖長(zhǎng)6s。前=帖各10個(gè)字碼；每=十秒重復(fù)一次，每小時(shí)更 新一次。后兩帖共1500化。導(dǎo)航電文當(dāng)用戶接受到導(dǎo)航電文時(shí)，提取出衛(wèi)星時(shí)間并將其與 自己的時(shí)鐘做對(duì)比便可得知衛(wèi)星與用戶的距離，再利用導(dǎo)航電文中的衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)推算出 衛(wèi)星發(fā)射電文時(shí)所處位置，用戶在WGS-84大地坐標(biāo)系中的位置速度等信息便可得知。該種 通過(guò)GI^系統(tǒng)即可W在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)全天候、連續(xù)、實(shí)時(shí)的車(chē)輛導(dǎo)航定位。
[0004] RFID設(shè)備工作原理是；當(dāng)裝有無(wú)源電子標(biāo)簽的物體在距離0~10米范圍內(nèi)接近 讀寫(xiě)器時(shí)，讀寫(xiě)器受控發(fā)出微波查詢信號(hào)；安裝在物體表面的電子標(biāo)簽收到讀寫(xiě)器的查詢 信號(hào)后，將此信號(hào)與標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息合成一體反射回電子標(biāo)簽讀出裝置，反射回的微波 合成信號(hào)已攜帶有電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息，讀寫(xiě)器接收到電子標(biāo)簽反射回的微波合成信號(hào)后， 經(jīng)讀寫(xiě)器內(nèi)部微處理器處理后即可將電子標(biāo)簽貶存的識(shí)別代碼等信息分別讀取出。
[0005] 由于礦山機(jī)械行業(yè)的露天工作特性，信號(hào)接收能力較強(qiáng)，且RFID技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng) 較為成熟，可W考慮將該兩方面的技術(shù)應(yīng)用于礦用車(chē)輛的自動(dòng)控制上。到目前為止，對(duì)于 GPS&RFID信息相互補(bǔ)充的車(chē)輛自動(dòng)控制系統(tǒng)尚無(wú)相關(guān)報(bào)道。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可避免出現(xiàn)上 述技術(shù)缺陷的基于GI^和RFID的車(chē)輛自動(dòng)控制系統(tǒng)及方法，本實(shí)用新型旨在利用現(xiàn)有的 GI^定位系統(tǒng)W及RFID技術(shù)獲取車(chē)輛在行進(jìn)過(guò)程中的車(chē)輛實(shí)時(shí)位置信息之后，根據(jù)該信息 驅(qū)動(dòng)車(chē)輛進(jìn)行自動(dòng)控制，從而達(dá)到車(chē)輛在作業(yè)情景較惡劣、作業(yè)路況較復(fù)雜的環(huán)境下無(wú)人 操作、自動(dòng)駕駛的目的。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下；
[0008] -種基于GI^和RFID的車(chē)輛自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括車(chē)輛、紅外線探測(cè)器、RFID標(biāo)簽、 車(chē)載RFID閱讀器、GPS、車(chē)輛信號(hào)接收裝置、車(chē)載GPS定位系統(tǒng)、信息解讀裝置、車(chē)輛自動(dòng)控 制系統(tǒng)，其中：
[0009] 所述紅外線探測(cè)器分別安裝在車(chē)輛前端和兩側(cè)；
[0010] 所述RFID標(biāo)簽布置在所述車(chē)輛行駛沿線的位置；
[0011] 所述車(chē)載RFID閱讀器設(shè)置在所述車(chē)輛上，用于閱讀所述車(chē)輛行駛沿線布置的 RFID標(biāo)簽；
[0012] 所述車(chē)輛信號(hào)接收裝置安裝在所述車(chē)輛上，用于接收所述GPS的GI^定位信息；
[0013] 所述車(chē)載GPS定位系統(tǒng)接收所述車(chē)輛信號(hào)接收裝置接收到的GPS定位信息；
[0014] 所述信息解讀裝置接收并分析所述RFID閱讀器接收到的信息和所述GI^定位信 息；
[0015] 所述車(chē)輛自動(dòng)控制系統(tǒng)接收所述信息解讀裝置的指令并對(duì)所述車(chē)輛進(jìn)行控制。
[0016] 進(jìn)一步地，所述車(chē)輛自動(dòng)控制系統(tǒng)包括主控單元、數(shù)據(jù)總線、控制裝置和步進(jìn)電 機(jī)，所述主控單元通過(guò)所述數(shù)據(jù)總線將信號(hào)傳遞給所述控制裝置，所述控制裝置對(duì)所述步 進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。
[0017] 進(jìn)一步地，所述主控單元為ARM9。
[0018] 本實(shí)用新型提供的基于GI^和RFID的車(chē)輛自動(dòng)控制系統(tǒng)，能滿足礦山W及垃圾 掩埋等危險(xiǎn)或者有毒環(huán)境中的運(yùn)輸作業(yè)要求，避免了因?yàn)樽鳂I(yè)環(huán)境惡劣而對(duì)人體造成的損 傷述過(guò)GPSW及RFID的信息相互補(bǔ)充的定位方法，定位方法簡(jiǎn)單且定位精確，滿足在山地 等惡劣工作環(huán)境下的定位要求；通過(guò)節(jié)油閥控制發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)油量來(lái)控制車(chē)速，方法簡(jiǎn)單且 易于實(shí)現(xiàn)；同時(shí)伺服電機(jī)控制剎車(chē)，原理簡(jiǎn)單且控制精確；運(yùn)算速度快，非常適合無(wú)人駕駛 車(chē)輛的實(shí)時(shí)定位需求。本實(shí)用新型針對(duì)性較強(qiáng)，具有普適性，且方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，具有很高的 可行性。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0020] 圖2為車(chē)輛自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021] 圖3為RFID定位信息W及GPS定位信息的相互補(bǔ)充方法示意圖；
[0022] 圖4為信息在整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的流向的流程示意圖；
[0023] 圖5為二維網(wǎng)格圖的基本樣式示意圖；
[0024] 圖6為誤差計(jì)算原理示意圖；
[00巧]圖7為車(chē)輛自動(dòng)控制過(guò)程的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0027] 如圖I所示，一種基于GPS和RFID的車(chē)輛自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括車(chē)輛、紅外線探測(cè) 器、RFID標(biāo)簽、車(chē)載RFID閱讀器、GPS佑Iobal化SitioningSystem的縮寫(xiě)，即全球定位系 統(tǒng)）、車(chē)輛信號(hào)接收裝置、車(chē)載GI^定位系統(tǒng)、信息解讀裝置、車(chē)輛自動(dòng)控制系統(tǒng)，其中：所述 紅外線探測(cè)器分別安裝在車(chē)輛前端和兩側(cè)，用于探測(cè)在車(chē)輛前方和兩側(cè)的安全距離附近是 否存在障礙物；所述RFID標(biāo)簽布置在所述車(chē)輛行駛沿線的位置；所述車(chē)載RFID閱讀器設(shè) 置在所述車(chē)輛上，用于閱讀所述車(chē)輛行駛沿線布置的RFID標(biāo)簽；所述車(chē)輛信號(hào)接收裝置安 裝在所述車(chē)輛上，用于接收所述GI^的GI^定位信息；所述車(chē)載GI^定位系統(tǒng)接收所述車(chē)輛 信號(hào)接收裝置接收到的GI^定位信息；所述信息解讀裝置接收并分析所述RFID閱讀器接收 到的信息和所述GI^定位信息；所述車(chē)輛自動(dòng)控制系統(tǒng)接收所述信息解讀裝置的指令并對(duì) 所述車(chē)輛進(jìn)行控制。所述主控單元為ARM9。
[0028] 如圖2所示，所述車(chē)輛自動(dòng)控制系統(tǒng)包括主控單元、數(shù)據(jù)總線、控制裝置和步進(jìn)電 機(jī)，所述主控單元通過(guò)所述數(shù)據(jù)總線將信號(hào)傳遞給所述控制裝置，所述控制裝置對(duì)所述步 進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。
[0029] 本實(shí)用新型是利用嵌入式系統(tǒng)W及控制電機(jī)為核屯、W及計(jì)算機(jī)技術(shù)為技術(shù)載體 的油路自動(dòng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)WARM9為主控單元，還包括步進(jìn)電機(jī)、數(shù)據(jù)總線和相應(yīng)的控 制裝置，W及控制軟件及相關(guān)算法構(gòu)成。該系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是