基于RFID的嵌入式车流信息管理终端

论文摘要

现在,随着我国经济的快速发展,汽车数量日益增多,对于交通信息的管理已经成为交通部门迫切需要解决的问题,因此创建智能交通系统是一件亟待完成的任务。利用超高频段RFID技术具有远距离识别、读取速度快、可应用范围广的优点,将其应用于交通管理系统中,通过RFID读写器读取车辆的电子标签可以有效地搜集车流量信息和车辆信息。本文建立的是一种基于RFID的嵌入式车流信息管理终端。该终端的主要功能包括:周期性地采集RFID电子标签来获得车流量信息和车辆信息,采集图像来获得交通图像信息,采集指纹对车主身份进行识别。首先,设计并实现了S3C2410A嵌入式硬件平台作为终端的运行平台。该硬件平台提供的资源包括:RS232接口,以太网接口,USB接口,无线网卡接口等。它通过两个RS232接口分别与RFID读写器、指纹模块相连,通过USB接口连接摄像头。其次,在嵌入式硬件平台上实现了系统引导程序Bootloader,Bootloader通过移植U-boot-1.1.2完成。通过tftp协议分别将Linux操作系统内核以及RAMDISK文件系统下载到嵌入式硬件平台的SDRAM相应地址处。其中,Linux操作系统采用的是适合于S3C2410A处理器的linux-2.4.18-rmk7-pxal-mz5。再次,为了验证本终端的功能,设计并实现了服务器端软件。终端作为客户端。客户端与服务器端采用C/S通信模式。针对交通信息管理的需要,分别编写客户端和服务器端的软件。客户端软件包括三个独立的程序:RFID读写器周期性地读取电子标签信息并进行网络传输;USB摄像头采集图像帧并进行网络传输;指纹采集模块进行指纹采集和识别。在服务器端,采用多线程方式编写应用程序:通过网络接收图像帧并显示;接收电子标签信息并存储在数据库中;指纹信息的传输;按日期查询存储于数据库中的车辆信息。最后,文章给出了在实验室特定测试环境下的测试数据和实验结果,在设计的系统工作总结中,分析了设计的不足并对将来的工作做了展望。本设计具有一定的理论和应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 RFID技术现状
• 1.3 本课题的研究背景与意义
• 1.3.1 交通信息采集的通用方法
• 1.3.2 RFID超高频段在交通领域的应用现状
• 1.4 本设计的预期目标和主要工作内容
• 1.4.1 预期目标
• 1.4.2 主要工作内容
• 第2章 系统总体设计
• 2.1 总体设计
• 2.1.1 系统分析
• 2.1.2 系统模型的建立
• 2.2 客户端总体设计
• 2.2.1 客户端功能模块划分
• 2.2.2 客户端硬件结构
• 2.2.3 客户端软件层次结构
• 2.3 服务器端总体设计
• 2.3.1 服务器端功能模块
• 2.3.2 服务器端软件设计
• 第3章 终端硬件设计及实现
• 3.1 硬件设计方案
• 3.1.1 S3C2410A处理器
• 3.1.2 S3C2410A核心板
• 3.2 扩展板电路
• 3.2.1 扩展板设计方案
• 3.2.2 电源及复位电路设计
• 3.2.3 总线驱动电路
• 3.2.4 以太网接口电路
• 3.2.5 PCMCIA接口电路
• 3.2.6 UART接口电路
• 3.2.7 USB Host/Device接口电路
• 3.2.8 SD卡接口电路
• 3.2.9 ⅡS数字音频输入输出电路
• 3.2.10 扩展接口电路
• 3.3 S3C2410A扩展板PCB电路图和硬件平台实物图
• 第4章 嵌入式Linux软件平台的建立
• 4.1 嵌入式Linux开发平台的建立
• 4.1.1 colinux开发环境的构建
• 4.1.2 交叉编译的建立
• 4.2 U-boot的移植
• 4.2.1 U-Boot运行过程分析
• 4.2.2 在本硬件平台上移植U-Boot
• 4.2.3 DM9000E网卡驱动
• 4.2.4 U-Boot运行结果
• 4.3 Linux操作系统的选用及编译
• 4.3.1 Linux的内核结构
• 4.3.2 Linux内核的移植过程
• 4.3.3 驱动程序的移植
• 4.4 文件系统的定制
• 4.5 U-Boot引导操作系统的执行过程
• 第5章 系统软件的设计与实现
• 5.1 系统软件总体设计
• 5.1.1 服务器端与客户端整体设计模型
• 5.1.2 服务器端数据库的建立
• 5.2 超高频段RFID技术
• 5.2.1 RFID系统组成及其工作原理
• 5.2.2 RFID超高频段空中接口协议
• 5.2.3 ISO/IEC 18000-6C的EPC编码
• 5.3 本系统的RFID读写器软件设计
• 5.3.1 RFID读写器通信协议
• 5.3.2 RFID读写器客户端应用程序
• 5.3.3 RFID读写器服务器端应用程序
• 5.4 图像采集及网络传输
• 5.4.1 video4linux
• 5.4.2 video4linux的主要数据结构及函数
• 5.4.3 video4linux视频采集流程
• 5.4.4 客户端图像采集及传输程序
• 5.4.5 服务器端图像接收及显示程序
• 5.4.6 基于MPEG4的图像传输的探讨
• 5.5 车主身份侦别系统的设计与实现
• 5.5.1 指纹识别的优点
• 5.5.2 指纹传感器模块的选用
• 5.5.3 指纹模块通信协议
• 5.5.4 指纹处理应用程序
• 第6章 系统调试及测试
• 6.1 硬件调试
• 6.1.1 调试方法
• 6.1.2 以太网接口电路的调试
• 6.2 调试用NFS文件系统的构建
• 6.3 系统测试
• 6.3.1 测试环境建立
• 6.3.2 测试系统配置
• 6.3.3 测试过程
• 6.3.4 测试结果和性能分析
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文