摘要：针对目前城市的不断发展，外来人口的不断增多，轨道交通的便利性，人口居住从城市向外扩散到周边的城镇，城镇的居住环境变得拥挤，鱼龙混杂，给当地的人口管理带来了巨大的压力，作为城镇里面的出租房首当其冲，经常成为小偷光顾的对象。当前的门禁管理系统只能够识别进屋的人的身份，未能有效识别人在楼道内的活动情况。因此本文提出了一种基于超高频及红外识别技术的房屋管理系统。
关键词：AS3992；UHFRFID；ISO18000-6C；STM32F411；天线
0引言
随着城市规模的不断扩张及外来人口的不断涌入，人口居住开始从拥挤的城市搬到交通便利房租便宜的周边城镇。过多的人口涌入而相应的设施未齐全，导致了城镇的管理混乱，居住环境恶劣，出租房丢东西的现象严重。当前的门禁管理系统落后，造成给别有用心的人混进来，给租住人员带来人身财产的安全威胁。本文提出了一种基于UHFRFID技术及红外检测技术的全新的房屋管理系统。可以有效的监控楼道内人员的走动情况，可以识别出进入者是陌生人还是租户，并对陌生人在没有租户陪同进入的情况下作出警示处理。RFID技术是一种无线通信技术，可以通过无线电信号，隔空读取出特定目标的数据信息。RFID技术的产品可分为三大类：无源RFID产品，有源RFID产品，半有源RFID产品。无源产品广泛用于门禁，公交卡，银行卡等场所，其频率包括125KHz,13.56MHZ,433MHZ,915MHz；有源产品主要用于ETC不停车收费系统，智能交通系统等等远距离识别。其频率为2.4G,5.8GHz。由于在房屋楼道范围内属于4~6米范围，能够满足这个范围的无源产品是915MHzUHF_RFID，因此选择这个频段作为我们的识别应用。该系统还应用到红外识别技术对人体进行识别，进行人数计算。
1硬件电路设计
1.1芯片介绍
1.1.1STM32F103芯片
MCU核心控制部分主控芯片为STM32F103，该芯片基于ARMCortex-M3核的32位处理器芯片，其最高频率为72MHz；内置高速存储器（512kBFlash、64kBRAM）；丰富的增强I/O端口和外设资源，包括5路USART、2个12通道DMA控制器、3路SPI以及12位的ADC、DAC、FSMC、SDIO、USB、CAN等；具有标准和先进的通信接口；抗干扰能力强。
1.1.2AS3992芯片
AS3992芯片工作于915MHz频段，接收灵敏度-86dB,该芯片可同时支持ISO/IEC18000-6C(EPCGEN2)以及ISO/IEC18000-6B通信协议。采用64引脚QFN封装。在芯片内部发送端主要集成了锁相环、压控振荡器、混频器、调制器以及功率放大电路，同时支持协议处理的数字部分，为了满足不同需要，用户可以通过编译选择外部放大电路，在接收端集成了低噪声放大器、混频器、中频放大器及解调电路；同时芯片还可以为其他电路提供1.5~3.3V的电压；这些都极大的简化了射频电路的设计，大大的方便了应用开发。
1.1.3HS0038芯片
HS0038是一体化集成的红外接收器件，其接收红外信号频率为38kHz，周期约26μs，可直接输出解调后的高低电平信号；其基本的工作原理是当接收到调制信号时，输出高电平，没接收到调制信号时输出低电平。
1.2硬件系统组成
本系统包括8个部分：网络芯片，液晶屏，摄像头，STM32F103，红外探测器，灯光控制板，AS3992射频电路，天线。其结构图如图1所示。系统主要完成的功能是STM32F103负责跟上位机通信及对各个模块发出来的信号做出判断及处理。跟上位机通信采用的是W5300网络芯片,可以高速实现视频及数据的上传。STM32F103与AS3992的接口电路如图2所示。STM32F103与AS3992通过并行数据口进行通信。可以实现高速数据通信，IRQ是中断信号，当读取到UHF标签信号时，发出中断信号给STM32F103，对UHF标签数据处理。UHF电子标签属于无源电子标签，在阅读器的阅读范围之外时，电子标签属于无源状态，当阅读器的读出范围之内时，电子标签的天线感应到阅读器的射频能量，并对接收到的射频信号进行调制反射回阅读器，AS3992接收到反射回来的信号并进行解调。AS3992与UHF标签之间的通信满足ISO18000-6C协议规定的空中接口定义，该定义规定了数据的存储空间及读写器与电子标签的数据加密过程及方式。AS3992输出0dBm的射频信号，可以根据需要外接射频功放把信号放大到想要的功率。在这里我们要求的距离是大于6米即可，因此只需要输出1瓦的功率即可完成芯片的读写功能。该UHF读卡器的天线放置于楼梯入口距离大门约3米左右位置，租户人手一个UHF标签卡，当租户靠近大门时，阅读器探测到预存标签靠近时，通过控制板自动打开大门，同时根据用户的标签信息，确定住户居住楼层并相应打开到该楼层的楼梯灯。STM32F103与红外收发装置的接口电路如图3所示。二组红外收发装置一前一后安装于楼梯入口处，用于统计进入的人员数量及对动的物体进行监控。当有人经过第一组红外线时，接收器输出低电平，输出给MCU，MCU的A计数器加1，再经过第二组红外收发装置时，MCU的B计数器加1，两个计数器数据一致则认为有一人经过。若N人经过触发A计数器，A计数器加N,再触发第二组红外收发装置时，计数器B加N，则判定N人经过。从A到B是上楼状态，先从B到A则是下楼状态，其工作原理及判定方法一样。
2软件设计
整体硬件描述主要模块功能如上所述，整体系统流程如图4所示。系统开始工作时，红外检测装置开始检测，UHF读卡器开始工作，当检测到UHF标签时，打开楼道大门，红外检测装置开始计数，统计进入的人员数量，并且读取出相应的标签数据，比如预先录入的对应的楼层信息，打开到该楼层的LED楼梯灯。当红外检测的人员活动信息，但并没有读取到标签信息时，声光报警，并启动摄像头拍照上传主机及在液晶屏显示。
3实验与结论
经过硬件电路制作，软件调试及实物测试，该系统可以有效的读取出人员的信息及自动记录人员出入情况，对于外部进入人员也可以起到一定的警示作用，可以有效的预防人员随意进入。但系统还有改进的空间，比如红外计数不准确，同时读卡器天线安装也是很关键的，安装的好可以再租户刚刚靠近大门时打开。安装不好无法接收到信息，导致大门无法打开，还有待改进的空间。
参考文献
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作者:江少达 单位:广州迪士普音响科技有限公司