基于物聯(lián)網(wǎng)的冷藏車載監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

韓天舒+關(guān)蕊+高艷+劉雪+肖嫻

摘 要 由于淘寶，微商等各種購買渠道讓消費者能夠購買到外地的食物，那么如何保證食物、藥品在運輸過程中的質(zhì)量一直都是許多物流公司頭疼的問題。為此，我們設(shè)計了一款基于物聯(lián)網(wǎng)的冷藏車載監(jiān)控系統(tǒng)。車輛位置、司機信息以及溫、濕度信息也會同步發(fā)送給我們手機端的用戶，方便遠(yuǎn)程管理人員 及早發(fā)現(xiàn)并采取措施。

關(guān)鍵詞 物流 冷藏車 溫度 手機端

中圖分類號：TP391 文獻標(biāo)識碼：A

0引言

由于我國冷鏈物流行業(yè)尚未形成完整體系，很多方面發(fā)展不夠完善，導(dǎo)致事故頻發(fā)。面對運輸不當(dāng)給個人甚至我國所帶來的損失比比皆是。我國在2012年逐步也開始加大對冷鏈運輸?shù)闹匾?，完善了相關(guān)的法律法規(guī)以及國家標(biāo)準(zhǔn)，同時加大了對冷鏈運輸過程中的資金投入。

針對目前國內(nèi)冷鏈物流發(fā)展缺陷，本裝置重點在貨物運輸過程中的監(jiān)控方面為冷鏈運輸進行了完善。

當(dāng)貨物從工廠出發(fā)，進入到冷藏車中這一刻起，貨物配送信息、起始地、目的地、車輛編號，人員信息等就被我們所監(jiān)測到，甚至包括車輛行駛的具體位置，車內(nèi)的當(dāng)前及歷史溫濕度信息都會引入查詢系統(tǒng)，實時時鐘部分可以輔助在運輸期間的實時溫濕度信息及車輛行駛過程中發(fā)生的人員變動、貨物變動等信息的存儲，并可對其進行查詢。本系統(tǒng)可以通過手機app既可保證冷鏈?zhǔn)称泛臀锪鞣较蛘_，又可以充分利用現(xiàn)有冷藏鏈設(shè)施，最大限度降低冷鏈?zhǔn)称烦杀?，使食品或者藥品在到達消費者手中時能保持一個新鮮的狀態(tài)。

1車載終端的硬件設(shè)計

車載終端由GPRS模塊、RFID模塊、GPS模塊、溫濕度檢測模塊、實時時鐘、FLASH模塊組成。將其放置在運輸車內(nèi)，配備LCD顯示屏用于實時顯示各個模塊采集到的數(shù)據(jù)信息，并具有人機交互的功能，用于相關(guān)信息的錄入等。

1.1 GPRS通信模塊

采用GSM/GPRS模塊，通過發(fā)送AT指令對模塊進行開機、關(guān)機，設(shè)置GPRS模塊參數(shù)等操作、GPRS模塊用于無線數(shù)據(jù)的傳輸，將其采集的數(shù)據(jù)上載到服務(wù)器中，或接收來自服務(wù)器的指令。CPU與GPRS模塊之間使用UART口進行數(shù)據(jù)傳輸。

1.2 RFID射頻模塊

采用13.56MHz的射頻模塊，此模塊含有ISO15693協(xié)議，可直接對其進行操作，和微控制器之間采用SPI的通信方式進行標(biāo)簽信息的讀取、查詢。RFID數(shù)據(jù)讀取步驟如下所示：

（1）首先由通過STM32 控制器向閱讀器發(fā)送指令，閱讀器通過天線發(fā)送一定頻率的電波信號，用于驅(qū)動射頻卡電路，使射頻卡接收無線電波獲取能量，以驅(qū)動器內(nèi)部電路運行，標(biāo)簽獲取能量之后被激活。

（2）標(biāo)簽獲得能量，根據(jù)天線載波獲取指令。

（3）閱讀器接收標(biāo)簽發(fā)送的信號，將其信號解調(diào)，然后通過串口或其它通信方式接入 CPU內(nèi)部實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

1.3 GPS全球定位系統(tǒng)

GPS全球定位系統(tǒng)通過UART口和微控制器進行通信，GPS內(nèi)部模塊實時發(fā)送關(guān)于位置的相關(guān)信息，微控制器通過解析關(guān)于GPRMC的幀數(shù)據(jù)獲得經(jīng)度、緯度的值。由于百度地圖自身還有加密算法，所以計算出的經(jīng)緯度的信息通過優(yōu)化算法將位置信息映射到終端用戶的百度地圖上。

1.4傳感器模塊

溫濕度傳感器AM2302，它包括一個電容式感濕元件和一個高精度測溫元件，與微控制器相連，通過一個I/O口就可實現(xiàn)設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸。

1.5實時時鐘模塊+FLASH模塊

實時時鐘采用RX8025T芯片，IIC通信方式和Flash 存儲器相配合使用，存儲在運輸期間的實時溫濕度信息及車輛行駛過程中發(fā)生的人員變動、貨物變動等信息，并可對其進行查詢。

1.6車載終端的軟件設(shè)計

基于硬件的C語言設(shè)計，包括底層函數(shù)和頂層函數(shù)。底層函數(shù)主要包括各個模塊的驅(qū)動程序比如GPS、GPRS通信、RFID的讀寫、液晶的驅(qū)動等；頂層函數(shù)主要是用戶程序，需要設(shè)計主要是：（1）（RFID）信息的錄入工作；（2）車載系統(tǒng)如何跟移動客戶端通信實現(xiàn)信息上傳、下載（GPRS）；（3）人機交互系統(tǒng)（UCGUI）的幾面設(shè)計。

2移動手機客戶端設(shè)計

安卓系統(tǒng)的設(shè)計，首先通過注冊并登陸上傳用戶信息到后臺數(shù)據(jù)庫進行保存與驗證。

所有的采集的數(shù)據(jù)最終要上傳到服務(wù)器進行保存。利用Socket通信通過從服務(wù)器下載數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)移動終端用戶獲取車輛實時動態(tài)信息，當(dāng)獲取到溫、濕度數(shù)據(jù)時，判斷是否超過預(yù)設(shè)值，超過則在數(shù)據(jù)后方顯示報警標(biāo)志。還需要設(shè)計通用數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。

3整體系統(tǒng)流程

終端上電之后進行系統(tǒng)初始化：包括GPRS、GPS、RFID、實時時鐘、Flash模塊等相關(guān)的初始化程序，主要是I/O口的相關(guān)設(shè)置；GPRS模塊的開機；實時時鐘的初始時間設(shè)定。

初始化之后進入主循環(huán)之中，GPS模塊信息通過串口中斷通知CPU進行處理；GPRS的信息在連接好服務(wù)器之后，等待接收查詢信息，且接收查詢信息通過串口接收中斷實現(xiàn)的；對于RFID射頻卡，每500ms進行一次卡掃描，通過發(fā)送尋卡命令，來確認(rèn)當(dāng)前是否刷卡。

實時時鐘和Flash模塊都是輔助功能，每每隔10分鐘采集完溫濕度數(shù)據(jù)，調(diào)用實時時鐘的時間獲取函數(shù)，將時間和溫度存入Flash模塊里面，同時還需要編寫讀取函數(shù)，讀取某一時間段范圍內(nèi)的溫濕度值。

4結(jié)語

通過冷藏車載跟蹤系統(tǒng)可以彌補目前冷藏車設(shè)備技術(shù)落后的缺陷，并形成有效的信息系統(tǒng)，使整個的冷鏈運輸可控、使消費者可以實時動態(tài)的了解產(chǎn)品的信息，可以采取適時調(diào)整路線等措施，把損失降到最低。

參考文獻

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