基于嵌入式快遞包裹實(shí)時跟蹤系統(tǒng)設(shè)計

郭志雄　繆文南

摘 要： 快遞包裹實(shí)時跟蹤系統(tǒng)主要由包裹傳感器模塊、車載嵌入式終端以及客戶網(wǎng)頁查詢系統(tǒng)組成。系統(tǒng)以S3C2440作為主控制器，通過若干傳感器檢查包裹的實(shí)時狀態(tài)。包裹傳感器系統(tǒng)與車載嵌入式系統(tǒng)通過無線模塊進(jìn)行通信，用GPS接收器接收經(jīng)緯度信息，所有包裹相關(guān)信息以GPRS無線傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器；網(wǎng)頁客戶端結(jié)合Google地圖將包裹發(fā)生的各種警報標(biāo)記在地圖上，同時在地圖上實(shí)現(xiàn)包裹運(yùn)行軌跡的實(shí)時顯示；最終解決了傳統(tǒng)快遞所不具備的包裹實(shí)時跟蹤軌跡和快遞運(yùn)輸過程中信息反饋功能的問題。

關(guān)鍵字： S3C2440； 無線模塊； GPS； GPRS； Google地圖

中圖分類號： TN911?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2015）01?0038?03

Abstract： The express parcel real?time tracking system is mainly composed of parcel sensor module， vehicle?mounted embedded terminal and customer webpage query system. S3C2440 is used as the main controller of the system to inspect the real?time state of packages through several sensors. The parcel sensor system communicates with the embedded system through the wireless module. The GPS receiver is used to receive latitude and longitude information. All of the information related to package is sent to a remote server through GPRS. In combination with Google maps， various warning marks of packages can be found by the webpage client， and at the same time， real?time display of the express packages traveling trajectory is realized. The information feedback and real?time tracking functions of the express packages in their traveling process were implemented.

Keywords： S3C2440； wireless module； GPS； GPRS； Google map

0 引 言

目前在中國，隨著以網(wǎng)絡(luò)購物為特色的電子商務(wù)的盛行，以快遞為主的物流服務(wù)在人們?nèi)粘Ｉ钪邪l(fā)揮著越來越重要的作用。據(jù)調(diào)查，中國的快遞業(yè)務(wù)暫時還沒有一種比較完善的包裹實(shí)時跟蹤系統(tǒng)。當(dāng)人們寄送或網(wǎng)購一些比較貴重物品的時候，都會擔(dān)心物品的丟失、掉包、損壞等問題。針對這些問題，包裹實(shí)時跟蹤系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

本系統(tǒng)功能設(shè)計主要有以下幾點(diǎn)：

（1） 包裹實(shí)時跟蹤系統(tǒng)可通過客戶端結(jié)合Google地圖/地球?qū)Π穆肪€進(jìn)行實(shí)時跟蹤；

（2） 包裹在運(yùn)輸過程中非法開箱、碰撞、墜落時，會發(fā)生報警，報警信息會標(biāo)記在客戶端Google地圖/地球上，同時會給用戶發(fā)送手機(jī)短信提醒；

（3） 客戶端Google地圖/地球能實(shí)時顯示包裹所走的路徑；

（4） 車載嵌入式系統(tǒng)可以在包裹到達(dá)目的地后給接收方發(fā)送短信通知。

1 系統(tǒng)方案總體設(shè)計

包裹實(shí)時跟蹤系統(tǒng)是一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器、包裹實(shí)時狀態(tài)監(jiān)測的系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由包裹傳感器模塊、車載嵌入式終端以及網(wǎng)頁實(shí)時監(jiān)控包裹狀態(tài)信息系統(tǒng)三大部分組成。系統(tǒng)運(yùn)行的系統(tǒng)框圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)主要模塊設(shè)計

2.1 包裹裝置模塊設(shè)計

包裹傳感器模塊模塊主要由STC89C52處理器、傳感器（干簧管檢測開關(guān)、三軸加速度傳感器）、nRF905無線傳輸模塊組成。其中傳感器組合用于感知包裹狀態(tài)，三軸加速度傳感器用于檢測包裹是否受到劇烈撞擊或從高處墜落，干簧管傳感器用于檢測包裹是否被非正常打開，所有這些包裹狀態(tài)信息通過nRF905無線模塊傳輸?shù)杰囕d嵌入式終端。包裹裝置模塊硬件框圖如圖2所示。

2.2 車載嵌入式終端設(shè)計

車載嵌入式終端主要有S3C2440開發(fā)平臺、GPS模塊、GPRS模塊、條形碼掃描器、nRF905無線傳輸模塊組成。S3C2440開發(fā)平臺利用Linux操作系統(tǒng)，使用linux?2.6.34.7內(nèi)核版本。內(nèi)核通過裁剪、交叉編譯后移植到S3C2440開發(fā)平臺上，構(gòu)建根文件系統(tǒng)也移植到S3C2440開發(fā)平臺上。條形碼掃描器通過掃描快遞條形碼信息存儲在車載終端并在界面上顯示；GPS模塊實(shí)時采集地理經(jīng)緯度位置信息；nRF905無線模塊則實(shí)時接收包裹的狀態(tài)信息。車載嵌入式終端將所有的狀態(tài)信息和地理位置信息通過GPRS傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)終端。車載嵌入式終端硬件框圖如圖3所示，車載終端界面設(shè)計如圖4所示。

2.3 服務(wù)終端系統(tǒng)模塊設(shè)計

服務(wù)終端系統(tǒng)主要用于查詢包裹實(shí)時狀態(tài)信息，該系統(tǒng)主要由Web服務(wù)器、Access數(shù)據(jù)庫、ASP網(wǎng)頁、Google地圖/地球組成。其中Access數(shù)據(jù)庫主要保存車載嵌入式終端發(fā)送的相關(guān)信息與數(shù)據(jù)；ASP網(wǎng)頁主要調(diào)用google地圖/地球的信息并讀取數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，實(shí)時顯示包裹的位置信息、狀態(tài)信息、運(yùn)行軌跡等內(nèi)容；Web服務(wù)器的主要功能是將ASP網(wǎng)頁放到互聯(lián)網(wǎng)上。這樣客戶就可以在任何有網(wǎng)絡(luò)的地方憑借包裹單號登錄界面查詢包裹的相關(guān)信息。其服務(wù)終端系統(tǒng)框圖如圖5所示，服務(wù)終端查詢包裹信息界面如圖6所示。

3 系統(tǒng)主要軟件設(shè)計

3.1 包裹傳感器裝置軟件設(shè)計

包裹盒里面安裝有傳感器裝置。當(dāng)包裹發(fā)生強(qiáng)烈撞擊或者在發(fā)送的過程中被打開時，傳感器裝置就會通過無線方式把相應(yīng)的警報信息傳送到車載系統(tǒng)中，車載終端把信息發(fā)送到網(wǎng)頁后臺服務(wù)器中存儲。這樣就可以保障包裹運(yùn)輸過程中的安全性，包裹傳感器裝置軟件流程圖如圖7所示。

3.2 車載終端系統(tǒng)軟件流程設(shè)計

車載終端啟動后，首先利用條形碼掃描器掃描包裹的物流單號、ID號和接收方手機(jī)號碼，寫入系統(tǒng)界面上，并將GPS接收到的經(jīng)緯度顯示在車載終端界面上；然后把物流單號、ID號、接收方手機(jī)號碼、經(jīng)緯度定時寫入車載終端的數(shù)據(jù)庫中，另外包裹運(yùn)輸過程中被撞擊或者非法打開的狀態(tài)信息也定時寫入車載終端的數(shù)據(jù)庫中；最后把數(shù)據(jù)庫更新的數(shù)據(jù)定時發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)終端。具體程序設(shè)計流程圖如圖8所示。

3.3 服務(wù)終端軟件設(shè)計

用戶可登錄到物流查詢系統(tǒng)中，輸入物流單號即可查詢到相應(yīng)單號的物品信息，如包裹的具體位置、運(yùn)輸路線軌跡、包裹狀態(tài)信息。具體程序設(shè)計流程圖如圖9所示。

3.4 車載終端驅(qū)動程序的設(shè)計

車載終端控制器需要無線模塊、GPS、GPRS模塊、紅外掃描器支持，因此需要編寫各個驅(qū)動的程序。嵌入式Linux系統(tǒng)中設(shè)備驅(qū)動程序是一個標(biāo)準(zhǔn)的框架，可以根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)來填寫框架中的函數(shù)。主要的函數(shù)包括open（），read（），write（），ioctl（），release（），module_init（）和module_exit（）等。為減小內(nèi)核的大小，需要把編寫的驅(qū)動程序編譯成模塊。編寫Makefile、Kconfig等文件，分別執(zhí)行make menuconfig命令選擇驅(qū)動程序的加載方式，利用make modules命令生成目標(biāo)文件，最后利用insmod命令調(diào)用initial_module函數(shù)將編譯好的模塊調(diào)入內(nèi)存。

4 結(jié) 語

本包裹實(shí)時跟蹤系統(tǒng)提供了一種新型的物流快遞運(yùn)輸和用戶查詢模式，解決了現(xiàn)有過程中可能出現(xiàn)包裹丟失和損壞等問題，實(shí)現(xiàn)了包裹開箱報警、碰撞或墜落報警、包裹丟失報警、包裹地理位置實(shí)時查詢等功能。由于現(xiàn)有的快遞運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，涉及到多個子系統(tǒng)和相關(guān)技術(shù)，系統(tǒng)的兼容性和穩(wěn)定性需要進(jìn)一步的提高和改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 馮國進(jìn).Linux驅(qū)動程序開發(fā)實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[2] 何加銘.嵌入式32位微處理器系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.

[3] Anon. Linux 軟件工程（C語言）實(shí)用教程[M].北京：科學(xué)出版社，2007.

[4] BLANCHETTE Jasmin， SUMMERFIELD Mark. C++ GUI Qt4 編程[M].2版.北京：中國物資出版社，2008.

[5] 王健，張書杰，張樸，等.新一代編組站綜合自動化機(jī)車和車輛實(shí)時跟蹤技術(shù)的研究[J].鐵道通信信號，2008（4）：11?13.

[6] 李芳社.虛擬化技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2008，31（16）：43?45.