伍思源
（广东石油化工学院 广东 茂名 525000）
摘 要 在车位日益紧张的今天，如何避免私家车位被他人抢占，是令人头痛的事。RFID刷卡不仅有效解决了这一问题，还可对车辆起到防盗作用，深受车主的喜爱。专用车位锁可以有效而礼貌地防止其它车辆占用专用车位，同时方便停车场的管理。设计一种基于RFID射频技术的汽车车位锁系统，通过继电器模拟车位入口锁开关（类似车位前车桩），OLED显示锁的状态，正常情况下闭合不允许其他车辆驶入，如果刷卡成功继电器断开，车辆驶入。
关键词 STM32;RFID;OLED液晶
0 引言
随着时代的进步，科技的发展，机械锁已经无法满足人们对于锁的安全要求，智能化的车位锁系统已成为现代化管理的手段。智能车位锁系统作为一种新型现代化安全管理系统，智能车位锁系统把自动识别技术和现代安全管理措施结合起来，其研究结果具有深远的现实意义。传统的机械锁仅仅是单纯的机械装置，无论结构设计多么合理，材料多么坚固，人们总能通过各种手段把它打开。通过射频识别，RFID（Radio?Frequency?Identification）技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID技术具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点，应用在各领域。门禁系统集电脑技术、电子技术、机械技术、磁电技术和射频识别技术于一体，以智能卡的方式来控制门锁的开启，它不仅给管理者提供了更安全、更快捷、更自动化的管理模式，而且也给使用者带来了极大的方便，所以RFID刷卡汽车车位锁设计比较安全和合理。
1 硬件电路的设计
本设计由STM32F103C8T6核心板电路、OLED液晶、RFID模块、按键、继电器组成。STM32系列处理器是意法半导体ST公司生产的一种基于ARM 7架构的32位、支持实时仿真和跟踪的微控制器。使用ARM最新的、先进架构的Cortex-M3内核，具有优异的实时性能、杰出的功耗控制、出众及创新的外设，并且最大程度的集成整合，十分易于开发，可使产品快速将进入市场。?
系统功能：
1）、继电器模拟车位入口锁开关（类似车位前车桩），正常情况下闭合不允许其他车辆驶入，如果刷卡成功继电器断开，车辆驶入。
2）、车辆驶入后，通过按键再次打开继电器，打开车桩，即将车锁在车位处。
3）、车辆驶出，通过按键再次打开继电器，打开车桩，车辆驶出。
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图1 系统原理框图
1.1 STM32F103C8T6
STM32F103C8T6是一款基于ARM Cortex-M 内核STM32系列的32位的微控制器，程序存储器容量是64KB，需要电压2V~3.6V，工作温度为-40°C ~ 85°C。
1.2 MFRC-522RFID射频模块电路设计
本设计选择MFRC-522射频模块进行刷卡操作。MFRC522是应用于13.56MHz非接触式通信中高集成度的读写卡芯片，是NXP公司针对“三表”应用推出的一款低电压、低成本、体积小的非接触式读写卡芯片，是智能仪表和便携式手持设备研发的较好选择。MF RC522利用了先进的调制和解调概念，完全集成了在13.56MHz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。支持14443A兼容应答器信号。数字部分处理ISO14443A帧和错误检测。MFRC522支持MIFARE系列更高速的非接触式通信，双向数据传输速率高达424kbit/s。作为13.56MHz高集成度读写卡系列芯片家族的新成员，MF RC522与MF RC500和MF RC530有不少相似之处，同时也具备许多特点和差异。它与主机间通信采用SPI模式，有利于减少连线，缩小PCB板体积，降低成本。MF522-AN模块采用Philips MFRC522原装芯片设计读卡电路，使用方便，成本低廉，适用于设备开发、读卡器开发等高级应用的用户、需要进行射频卡终端设计/生产的用户。本模块可直接装入各种读卡器模具。模块采用电压为3.3V,通过SPI接口简单的几条线就可以直接与用户任何CPU主板相连接通信,可以保证模块稳定可靠的工作、读卡距离远。
1.3 按键电路（含上拉电阻）设计
按键作为系统的输入，起到了人机交互的枢纽作用。按键的单片机控制引脚默认为高电平，当按键按下后，单片机的相关引脚则变成低电平。进而实现对系统的手动输入。其电路原理图如下图所示。电路中电阻作用为上拉电阻，保证按键信号的稳定输出。
2 系统设计
完整的控制系统由硬件系统和软件系统组成。本设计利用ARM为控制中心，采用的的是STM32F103C8T6芯片，开发环境是Keil uVision5 by ARM软件，这款开发环境是目前STM32单片机系统的主流软件，使用的非常频繁。程序的烧录使用的是CH340串口下载器。
给设备连接电源，初始化STM32单片机的时钟、GPIO、定时器、串口。然后通过按键可以处理后检测是否有RFID卡，如果有RFID卡就对比单片机是否有这个卡的数据，对比成功可以通过STM32单片机GPIO输出低电平，然后驱动继电器打开车锁，对比不成功不开车锁。
3系统调试
整体系统上电调试前，大概观察下焊接的系统还存在问题，正负极接反以及相连、虚焊、等问题，然后用万用表检测一下，电源正负极之间是否短路等严重的电源问题，最终保证系统焊接没有问题。
在搭建调试平台后，需要对软件程序进行调试，若程序调试没有问题，接下来开始验证系统功能是否满足要求，若功能有问题，需要继续调试程序，反复进行，直到所有功能都满足为止。
最后一步就是硬件整体测试了，主要运用万用表、直流电源或示波器对焊接好的板子进行整体调试，主要检查每一个器件是不是都正常工作了，主要分为两个环节动态调试和静态调试。
4 结论
本文设计了一个基于STM32单片机智能RFID刷卡汽车车位锁设计，拥有更好的安全性，方便性，易管理性等方面都各有特长，智能锁设计应用领域也越来越广。通过改变方式，可以在不同的场景应用智能RFID刷卡锁。
参考文献：
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[3]?胡汉才.?单片机原理及系统设计.?北京:清华大学出版社,?2002.?
[4] 任强. 传感器选用原则. 计量工作.2004.
【作者简介】伍思源,（1998—），男，广东云浮人，广东石油化工学院，本科，研究方向：单片机嵌入式设计。