【单片机毕业设计】【mcuclub-cl-007】基于单片机的RFID高速收费的设计_基于stm32的frid高速收费系统的设计与实现

最近设计了一个项目基于单片机的RFID高速收费系统，与大家分享一下：

一、基本介绍

项目名：RFID高速收费
项目编号：mcuclub-cl-007
单片机类型：STC89C52
具体功能：
1、车辆称重，2个分区（小车：1kg以内、货车：2kg以内，利用按键选择），超重无法上高速，并声光报警
2、刷卡之后杆子自动抬起落下（四相步进电机），防追杆功能，前车过去，闸门才自动落下（分离式红外对管）
3、刷卡后，开始时间计费（小车1元/分钟，货车2元/分钟），
4、如果车辆长时间不出高速，会报警提示值班人员，对高速进行排查
5、通过按键设置各阈值（超载值、计费单价、时长）
6、通过显示屏显示数据

二、51实物图

单片机型号：STC89C52

板子为绿色PCB板，两层板，厚度1.2，上下覆铜接地。元器件基本上为插针式，个别降压芯片会使用贴片式。

供电接口：TYPE-C

 

三、51仿真图

仿真软件版本：proteus8.9

电路连线方式：网络标号连线方式

注意：部分实物元器件仿真中没有，仿真中会用其他工作原理相似的元件代替，这样可能导致实物程序和仿真程序不一样

 

 四、32实物图

单片机型号：STM32F103C8T6

板子为绿色PCB板，两层板，厚度1.2，上下覆铜接地。元器件基本上为插针式，个别降压芯片会使用贴片式。

供电接口：TYPE-C

 

 五、原理图

软件版本：AD2013

电路连线方式：网络标号连线方式

注意：原理图只是画出了模块的引脚图，而并不是模块的内部结构原理图

 

 六、PCB图

由原理图导出，封装很大一部分都是作者自己绘制，不提供封装库，只提供连接好的源文件。中间有一个项目编号，隐藏在单片机底座下，插入单片机后不会看到。

两层板，上下覆铜接地。

 

七、系统框图

本设计以单片机为核心控制器，加上其他模块一起组成此次设计的整个系统，其中包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了单片机控制器，其主要作用是获取输入部分的数据，经过内部处理，逻辑判断，最终控制输出部分。输入由五部分组成，第一部分是称重模块，通过该模块检测当前车辆的总重量；第二部分是RFID刷卡，通过该模块进行计费；第三部分是红外对射管模块，通过该模块监测当前是否有车辆；第四部分是按键模块，通过该模块可以切换界面，进行选择通行的车辆，及其车辆所能承载的最大值，及其该车运行时间对应的价格等；第五部分是供电模块，通过该模块可给整个系统进行供电。输出由三部分组成，第一部分是显示模块，通过该模块可以显示重量、车辆类型、计时价格和价格及其不同车辆设置的最值和计时时间；第二部分是步进电机模块，通过该模块可以车杆的开关；第三部分是声光报警模块，监测到当前的车重大于设置的最大值进行声光报警提醒。具体系统框图如图所示。

 

 八、软件设计流程

系统的主流程图如图所示。在主程序中：首先对各个模块进行初始化，随后进入while主循环，在主循环中，首先进入第一个函数按键函数，该函数主要分为两部分，第一部分为调用按键扫描函数获取按键键值，第二部分通过键值进行相应的处理操作，包括切换界面、设置阈值等；紧接着进入第二个函数监测函数，该函数主要通过调用相应的驱动函数获取测量值；紧接着进入第三个函数显示函数，该函数显示监测值及阈值；最后进入第四个函数处理函数，监测到当前的车辆重量大于设置的最大值进行声光报警提醒，进行卡号比对，监测到没有超重，开始计费，车辆通过后，控制车杆关闭，监测到车辆超速进行声光报警提醒。

 

 九、部分程序展示

软件版本：keil5

逻辑程序和驱动程序分开，分布于main.c和其他.c文件

void Manage_function(void)
{
	if(flag_display == 0)                  //测量界面
	{
		if(car_type == 0)													//如果是小车
		{
			if(weight_value > weight_smax*1000)			//如果超重，声光报警
			{
				if(alarm_weight == 0)
				{
					alarm_weight = 1;
					alarm_count = 6;
				}
			}
			else
			{
				alarm_weight = 0;
			}
		}
		else																			//如果是货车
		{
			if(weight_value > weight_tmax*1000)			//如果超重，声光报警
			{
				if(alarm_weight == 0)
				{
					alarm_weight = 1;
					alarm_count = 6;
				}
			}
			else
			{
				alarm_weight = 0;
			}
		}
    if(RC522_Request(0x52,RF_TP) == MI_OK)	   	//实时检测卡
    {
      if(RC522_Anticoll(RF_ID) == MI_OK)				//防冲撞
      {
        BEEP = 0;
				Delay_function(200);
				BEEP = 1;
        if((RF_ID[0]==0x20) && (RF_ID[1]==0xbf) && (RF_ID[2]==0x89) && (RF_ID[3]==0x20))  //对比卡号
				{
          if(flag_billing == 0)											//如果没开始计费
					{
            if(alarm_weight == 0)										//如果没超重，开时计费
						{
              if(flag_bujin == 0)
              {
                flag_billing = 1;
                flag_bujin_1_o = 1;
                flag_bujin_1_c = 0;
              }
            }
          }
          else																			//如果已经开始计费，那么停止计费
					{
            if(flag_bujin == 0)
            {
              flag_billing = 0;
							flag_timer_begin_1s = 0;
              time_hour = 0;time_minute = 0;time_seconds = 0;
							total_price = 0;
              Delay_function(4000);
              flag_bujin_1_o = 1;
              flag_bujin_1_c = 0;
            }
          }
        }
      }
    }
    if(flag_bujin == 1)															//如果车杆是开的，车通过后关闭，如果是进入高速，开始计时
    {
      if(CHECK_IR == 1)
			{
				flag_pass = 1;
			}
      else
			{
				if(flag_pass == 1)
				{
          flag_pass = 0;
          flag_bujin_1_o = 0;
          flag_bujin_1_c = 1;
          if(flag_billing == 1)
					{
						flag_timer_begin_1s = 1;
					}
        }
      }
    }
    if(flag_1s == 1)																//如果一秒到达，进行时间计算
		{
			flag_1s = 0;
			time_seconds++;
			if(time_seconds >= 60)
			{
				time_seconds = 0;
				time_minute++;
				if(time_minute >= 60)
				{
					time_minute = 0;
					time_hour++;
				}
			}																							//如果进入高速超时，声光报警
			if(time_hour == time_hour_max && time_minute == time_minute_max && time_seconds == time_seconds_max)
			{
				if(alarm_time == 0)
				{
					alarm_time = 1;
					alarm_count = 6;
				}
			}
			else
			{
				alarm_time = 0;
			}
		}
    
    if(alarm_count > 0)															//如果声光报警有计数，进行声光报警
		{
			if(time_num %20 == 0)
			{
				alarm_count--;
				LED = ~LED;
				BEEP = ~BEEP;
			}
		}
		else
		{
			LED = 1;
			BEEP = 1;
		}
	}
	else													         //设置界面
	{
		flag_billing = 0;
		flag_timer_begin_1s = 0;
		time_hour = 0;time_minute = 0;time_seconds = 0;
		total_price = 0;
		if(flag_bujin == 1)
		{
			flag_bujin_1_o = 0;
			flag_bujin_1_c = 1;
		}
		alarm_count = 0;
		LED = 1;
		BEEP = 1;
	}
}