测控技术与仪器仪表 MeasurementControlTechnologyandInstruments
汽车4S店智能钥匙管理系统的
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
陈磊。赵继敏
(上海交通大学电气工程系,上海200030)
摘要:设计了一个智能化的汽车4S店钥匙管理系统,该系统以RFID自动无线识别和数据获取
技术为基础,加之强大的数据管理软件,实现了高效、准确、便捷的自动识别和管理功能,同时记录店
内待售或者客户送修的汽车信息和客户信息。该系统还具有指纹识别和摄像功能,提高了整个管理
系统的安全性。
关键词:汽车4S店;RFID;EM4095;RS232/485接口
中图分类号:TP391 文献标识码:A
Thedesignofintelligentkeysmanagementsystemused
inthe4Sauto-mobilesalesshop
CHENLei,ZHAOJiMin
(DepartmentofElectricalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200030,China)
Abstract:Anintelligentkeymanagementsystemwhichcouldperf&dymeetthe4Smode’Srequirementisintroducedinthis
paper,whichisbasedonRFID,atechnologyofautomaticidentificationanddataacquisition.Thesystemhaspowerfuldatabase
managementsoftware,usingforhigh-effectiveandconvenientidentificatingandmanagingkeys,withRFIDIC-chipsinit,ofthe
carsonsaleoronrepair.Cameraandfingerprintdeviceisalsocontainedtomakethesystemsafer.Thesystemhasfriendly
HMI,powerfulfunction,hi【ghsecurityandhugemarketpotent.
Keywords:4Scarshop;RFID;EM4095:I坞232/485interface
汽车4S店是1998年以后才逐步由欧洲传人中国的
舶来品,它是一种以“四位一体”为核心的汽车特许经
营模式,包括整车销售(Sale)、零配件(Sparepart)、售后服
务(Service)、信息反馈等(Survey),“4S”的关键词是“解决
方案”和“服务”。管理上的智能化和科技化是很好地满
足汽车4S店这种经营理念的前提。本文介绍了一种智
能钥匙牌管理系统,保存汽车用智能钥匙牌(内部安装
了无线射频ID卡),记录这些钥匙的使用信息,它为4S
店工作人员提供了一个智能高效便捷的管理平台,为客
户打造一个优质的服务环境。
此系统主要由智能化钥匙保管箱、数码钥匙扣以及
上位PC机管理软件3部分构成。系统具有4个最大的
特征:记忆功能、管理功能、可视功能和网络功能。
(1)系统的记忆功能:智能管理系统不仅能详细记录
每次开启者的身份及开锁时间,而且系统还能通过钥匙
扣上的IC片使钥匙具有记忆功能,以防止对系统进行
非法操作,增加了钥匙的安全性和惟一性。
(2)系统的管理功能:智能管理系统不仅可以对钥匙
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进行管理,而且对系统的使用者也可以进行管理。根据
不同工作人员的工作需要,它将系统的使用者划分为几
个不同的权限级别。
(3)系统的可视功能:管理软件以图形化界面实时反
映保险柜中存放钥匙的情况。另外,此管理系统有图像
抓拍、存储等功能,操作管理人员进行身份认证时,此系
统即对此人员当时图像进行抓拍并存档备案,在本系统
的数据库中可随时查询。
(4)系统的网络功能:智能管理系统不仅可作为一个
单一的系统存在,并且还可以向其他系统传送信息,通
过网络可以实现数据共享和数据传输。管理人员可以在
任意网络节点上检查钥匙当时的在位情况,还可以查询
以往的历史数据并打印。
1系统硬件设计
汽车智能钥匙牌管理系统的硬件系统由PC机、指
纹识别仪、摄像头、储存柜抽屉控制板、储存柜开关控制
步进电机、智能钥匙槽位控制板及RS232/485转换接口
等部分组成。
《电子技术应用》2009年第1期
万方数据
在装卸搬运时有其特点及方法:
物流装卸搬运的概念:物流装卸搬运
是指在一定的区域内(通常指某一个物流
结点,如车站、码头、仓库等,以改变物
品的存放状态和位置为主要内容的活动。
它是伴随输送和保管而产生的物流活动,
是对运输、保管、包装、流通加工、配送
等物流活动进行衔接的中间环节。
在整个物流活动中,如果强调存放状
态的改变时,一般用“装卸”一词表示;如
果强调空间位置改变时,常用“搬运”一词
表示。物流的各环节和同一环节不同活动
之间,都必须进行装卸搬运作业。所以杭
州搬家公司就是来完成其作业的。正是装
卸搬运活动把物流运动的各个阶段联结起
来,成为连续的流动过程。
http://www.hzcjbanjia.com/
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PC机中安装了人机交互操作界面软件和管理数据
库系统,管理者在界面上的所有控制操作都会通过
RS232/485转换器与储存柜抽屉控制板和储存槽位控制
板之间进行不问断地指令数据通讯,保持存储柜的存放
钥匙的信息实时地反映到界面上来,然后对数据库中相
应数据进行记录、修改。
指纹扫描仪和摄像头都由PC机控制,对管理者身
份进行确认,保证系统安全可靠。
1.1钥匙抽屉部分
整个系统有2个储存柜抽屉(每个抽屉中存放32把
智能钥匙),每个抽屉安装的控制板的作用主要是接收
PC机的命令而控制步进电机的启停以开关抽屉,抽屉
控制板作为从机时刻与主机保持通讯,当主机PC机发
出打开或者关闭命令时,抽屉控制模块主芯片控制脚发
出电平信号,驱动步进电机转动。
1.2钥匙辨别部分
每一块储存槽位控制板(每个抽屉中有32块)则负
责由EM4095读卡芯片读取槽中放置的钥匙牌的lD,将
信息传给控制芯片5l单片机ATMEIA051111,再通过通讯
协议传给PC机上位机处理,如图1所示。
(线圈,微波天线)
图l智能钥匙管理系统不惫框图
本系统的读卡处理模块采用了EMMicroelectronic公
司的射频识别读卡器芯片EM4095t21,该芯片使用时只需
要接入少量的外围设备,同时具有很高和多种智能ID
卡芯片无线协议的兼容性。
EM4095模式连线图如图2所示,EM4095和主单片
机之间的通讯【31只需要SHD、RDY/CLK、DEMOD—OUT这
3个引脚进行,MOD引脚置低将芯片置为只读方式。
SHD为控制端121,值为l时芯片处于睡眠模式,低则为
工作模式。RDY/CLK为单片机提供时钟信号和EM4095
的准备信号,当SHD下降沿跳变开始接收信号,这时,
根据智能芯片的不同,RDK/CLK若干个脉冲EM4095芯
片会把收到的无线信号解调转换成高低电平由DE-
MOD—OUT传给单片机。
1.3串口通讯模块
在本智能钥匙牌管理系统中,所有管理操作都是由
PC上位机界面向单片机发出控制指令的,控制当前系
统每一块储存柜抽屉控制板的打开/关闭和每一块储存
《电子技术应用》2009年第1期
槽位控制板的读卡识别。系统采用了MAX485与PC机
串口进行通讯,由于PC机串口是RS232接口,所以中间
需要一个RS485/RS232转换器。对于现有系统的2个抽
屉,每个抽屉有32把钥匙,采用令牌式的通讯方式。
本系统采用多个驱动器和接收器同时挂接总线的
通讯方式,用RS485协议无论从可实现性和成本及软件
设计等各方面考虑都显得恰到好处。所以本系统每块控
制板都采用了RS485收发芯片MAX485。
MAX485接线方式如图3所示,RO接51单片机的
接收管脚,DI连接发送管脚,DE接一个普通I/0口作为
发送的使能脚,当DE值为1时,串口发送可以进行,否
则发送功能被禁止,所以可以通过控制P1.7这个I/0
来控制串口发送过程。
MAX485
图3 MAX485通讯芯片和CPU连接图
2系统软件设计
2.1上位机管理系统
整个控制系统的HMI是基于PC机流行操作系统可
视化编程语言(如VB、NET、C#等)实现的一个管理界
面,这个管理界面系统包含了一个由汽车钥匙信息库、
操作人员信息库、历史记录等几个数据表构成的数据
库,可以根据需要记录钥匙牌信息、管理员信息、客户信
息和操作历史信息等,并且能够通过PC串口向下位机
发送各种命令来实现智能钥匙自动化管理的功能。
进入管理系统前操作人员必须输入指纹,核对后,
系统会切出登录界面,当管理人员输入正确的用户名密
码后,摄像头会拍照记录当前操作人员的照片存入数据
库,然后系统才能进入钥匙管理主界面。另外,对于管理
者每次的取放钥匙及修改数据库操作都会记录下详细
的信息(包括本人的照片)方便核查。
在获得了适当的管理使用权限之后,钥匙管理人员
85
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万方数据
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便能通过PC机上的人机交互界面对整个系统进行操
作。在主界面中显示出存储柜的所有槽位,并实时显示
槽中存放钥匙牌的信息,管理者还可以快速查询数据库
中钥匙牌编号和相应的汽车编号,点击取钥匙命令抽屉
会自动打开等待钥匙取出,需要放钥匙的时候只要打开
抽屉即可随意放置在任意存储槽中,系统会实时显示哪
些槽中放置了哪些钥匙。图4所示为PC机端系统管理
监测软件界面。
图4Pc端系统管理监测软件
2.2钥匙辨别子程序
在图2所示的EM4095的连接图中,RDY/CLK提供
传输读卡数据位的超始和终止信号,它连接了单片机的
计数中断,在每个数据位到来的时候,就会进入读卡中
断子程序。
这个中断程序主要按照钥匙卡内部存储的数据格
式来读取一共64bit的数据,即帧头一数据一列校验一行
校验,然后对保存好的这帧数据进行行列校验,校验通
过后主芯片就可以把其中的数据码提取出来得到钥匙
芯片的lD数据。
2.3通讯协议
通讯过程是本系统实现各种管理功能的重要组成
部分,通讯协议在软件层面保证了通讯过程的顺畅。通
讯协议运用的是MODBUS通讯协议,保证通讯过程的安
全可靠。数据帧结构如表l所示。
表1数据帧结构
地址码 功能码I数据码I校验码
8 bit 8 bit 8x8bit 16bit
在存放钥匙时,系统采用顺序扫描方式:PC机和抽
屉里的每1块槽芯片都保持着通讯,具体过程如图5所
示,PC向第l块槽地址芯片发送请求,后者便会将读卡
器读到的钥匙ID号反馈给PC机,PC机收到后把槽地
址和上面存放钥匙的ID存入数据库,然后继续向下一
个地址发送请求,只要储存抽屉打开,这种通讯过程就
会一直循环不中断,如果某个槽上放了钥匙,ID号会很
快反馈给PC机,如果没有放置,则会返回一个全0的
PC上位机
查询钥匙
芯片ID
钥匙l
∥ 查询镰
毫回ID芯片ID
数据
返fnlID
数据
图5系统程序总流程图
ID。取钥匙的过程就非常简单,PC机直接对需求的插入
钥匙的槽地址发出请求,后者反馈ID号,这个过程会一
直持续,直到PC机收到全O的ID号之后,即认为钥匙
已被取走。
读卡和通讯模块构成了整个程序的主体,图6为系
统总流程图。
读卡接收
数据中断
关闭读卡芯片
返回程序
主循环
程序主循环
处理接收数据l I发送处理■-一处理读卡数据
开启读卡芯片l I 函数 l、 l开启申u发送
图6钥匙槽顺序扫描过程
4S店模式这几年在国内发展极为迅速。汽车行业的
4S店就是汽车厂家为了满足客户在服务方面的需求而
推出的一种业务模式。普通的钥匙管理系统远远不能实
现安全高效管理这一重要功能,加之RFID无线射频ID
卡识别技术的广泛应用,本文介绍的这种4S汽车销售
专卖店中使用的非接触式汽车用智能钥匙牌的管理系
统设计方案,同样也能应用于其他涉及到RFID卡的管
理场合。该系统具备记忆、管理、可视和网络四大主要特
征,配合计算机上位机的管理监测软件,能让管理者便
捷高效地管理当前RFID卡的储存情况及查询历史使用
情况,另外值得一提的是,该系统配有指纹识别以及摄
像装置,更能确保整个管理系统的安全性。
在这个“以方案和服务为核心竞争力”的时代,4s店
必定会越来越普遍地出现在汽车甚至其他行业,这个智
能钥匙牌管理系统功能全面、方便高效、使用安全,具有
广阔的应用前景。
参考文献
【1】周明德,蒋本珊.微机原理和接口技术【M】.北京:人民邮
电出版社.2002.
【2】EMMICROELECTRONIC公司.EM4095系列手册【Z1.2002.
【3l刘梅,李正平,徐超.非接触式IC卡考勤系统的设计【J】.
现代电子技术,2007,30(1):147-149.
(收稿日期:2008—08—06)
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《电子技术应用》2009年第1期
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万方数据
汽车4S店智能钥匙管理系统的设计
作者: 陈磊, 赵继敏, CHEN Lei, ZHAO Ji Min
作者单位: 上海交通大学,电气工程系,上海,200030
刊名: 电子技术应用
英文刊名: APPLICATION OF ELECTRONIC TECHNIQUE
年,卷(期): 2009,35(1)
被引用次数: 0次
参考文献(3条)
1.周明德.蒋本珊 微机原理和接口技术 2002
2.EM MICROELECTRONIC公司 EM4095系列手册 2002
3.刘梅.李正平.徐超 非接触式IC卡考勤系统的设计[期刊论文]-现代电子技术 2007(01)
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时间:2011年1月28日
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