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一種基于RFID技術的物聯(lián)網(wǎng)車載終端系統(tǒng)設計

時間:2018-08-13 10:23:35來源:網(wǎng)絡轉載

導語:?在信息化高速發(fā)展的今天,數(shù)字化信息的應用越來越成熟,各行業(yè)通過其優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構、搶占市場。目前得到廣泛應用的車載終端,大多僅利用了攝像頭的錄像功能,不能及時將監(jiān)控信息及時傳回監(jiān)控中心,并非真正的實時遠程監(jiān)控終端,不能滿足自動化作業(yè)需求

在信息化高速發(fā)展的今天,數(shù)字化信息的應用越來越成熟,各行業(yè)通過其優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構、搶占市場。目前得到廣泛應用的車載終端,大多僅利用了攝像頭的錄像功能,不能及時將監(jiān)控信息及時傳回監(jiān)控中心,并非真正的實時遠程監(jiān)控終端,不能滿足自動化作業(yè)需求。隨著當前物流行業(yè)的迅速發(fā)展,將物聯(lián)網(wǎng)技術引入物流行業(yè)管理,將對提升物流企業(yè)的效益起到事半功倍的作用。文中介紹的基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)車載系統(tǒng)是運行于車載終端中的智能系統(tǒng),安裝在運輸車輛后,通過RFID技術以及其他動態(tài)信息采集技術,無需人工操作,自動與控制中心進行通信,實現(xiàn)對車輛的全程掌控。

1系統(tǒng)總體分析

物聯(lián)網(wǎng)車載系統(tǒng)采用ARM11嵌入式處理器在Linux平臺上進行開發(fā),采用了GPS定位、GPRS通信技術、RFID無線射頻技術等。車載終端的底層基于嵌入式平臺,將嵌入式軟件植入物流車載終端,通過寫入的控制程序完成對其他功能模塊的控制,從而實現(xiàn)以下功能:

1)實時完成信息傳輸;

2)遠程終端內植入讀卡器,對裝車的貨物進行識別和記錄;

3)實現(xiàn)自身全程精確定位;

4)利用攝像裝置,獲取所需的圖像信息;

5)與控制中心的通信;

2系統(tǒng)硬件設計

物聯(lián)網(wǎng)物流車載終端系統(tǒng)主要由ARM11核心系統(tǒng)、GPS模塊、GPRS模塊、RFID識別模塊、圖像采集模塊等組成。系統(tǒng)結構框圖如圖1所示。

本系統(tǒng)要求實時傳輸、GPS位置、RFID識別信息等,對車輛實時動態(tài)跟蹤,綜合各方面的需求,嵌入式系統(tǒng)的CPU選用Samsung公司的S3C6410微處理器,其穩(wěn)定主頻667MHz,最高主頻可達800MHz,集成了許多外設接口,具有高性能、低功耗的特點,有較大的存儲空間和較強的計算能力,滿足本系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)處理存儲的需要,實現(xiàn)各部分功能。

GPS定位模塊選用的GS-91GES衛(wèi)星定位模塊,是一個高性能、低功耗的GPS衛(wèi)星接收引擎板,是一個完整的衛(wèi)星定位接收器具備全方位功能,定位精度可以達到10m。

無線通信模塊選用SIMCOM公司的SIM300模塊。它是一款三頻段GSM/GPRS模塊,可在全球范圍內的EGSM900MHz、DCS1800MHz、PCS1900MHz3種頻率下工作,能夠提供GPRS多信道類型多達10個,并且支持CS-1、CS-2、CS-3和CS-44種GPRS編碼方案,內嵌了TCP/IP協(xié)議,只需通過AT指令就能很快接入Internet。

Nandflash為存儲外設。本系統(tǒng)將視頻信息存放在nandflash中,同時LINUX的Uboot、內核、開機圖片和文件系統(tǒng)也都燒寫到nandflash中。

遠程終端采用攝像頭模塊完成圖像采集功能。攝像頭模塊采用中星微Z301PUSB攝像頭,模塊通過USB接口與嵌入式平臺直接連接,嵌入式系統(tǒng)對圖像進行存儲,保障了數(shù)據(jù)的安全性。采集到的圖像信息,經(jīng)過嵌入式系統(tǒng)進一步壓縮處理,通過無線通信模塊發(fā)送到遠程控制中心。

射頻識別模塊選用nRF24L01無線射頻模塊,nRF24L01是一款工作在2.4~2.5GHz世界通用ISM頻段的單片無線收發(fā)器芯片,它有極低的電流消耗。系統(tǒng)將標簽放置在運輸貨物上,通過終端上的RFID讀卡器,對進入運輸車輛的貨物進行識別管理。

3系統(tǒng)軟件設計

物聯(lián)網(wǎng)物流車載終端的軟件系統(tǒng)選用嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為開發(fā)平臺。首先在PC機上搭建Linux操作系統(tǒng),然后在建立交叉編譯環(huán)境。在這個過程中,GPS定位信息、GPRS無線傳輸、圖像采集、RFID識別信息的采集等都是采用C語言在PC機上編寫,然后采用交叉編譯產(chǎn)生可執(zhí)行文件下到S3C6410上運行。

3.1GPS模塊

GPS模塊程序是本系統(tǒng)的關鍵和基礎,主要完成經(jīng)緯度、車速、加速度、海拔、方位角等信息的自動采集工作。打開設備以后,首先需要串口初始化,設置波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗位等參數(shù),然后打開串口讀取原始GPS信息,最后調用函數(shù)gps_phame(char*line,GPS_INF0*GPS);對GPS信息進行解析。該模塊程序處理流程如圖2所示。

3.2GPRS模塊

GPRS模塊程序是實現(xiàn)遠程無線聯(lián)網(wǎng)、實時數(shù)據(jù)通信的關鍵和基礎,主要完成交互數(shù)據(jù)通信、短信接收發(fā)送、在線數(shù)據(jù)更新、調度中心遠程指令控制等功能。為了兼顧數(shù)據(jù)通信和短信收發(fā)功能,GPRS模塊沒有使用TCP/IP透明傳輸模式,而是工作在AT指令模式,數(shù)據(jù)通信采用TCP/IP協(xié)議,通信格式為自定義PDU雙字節(jié)編碼模式,短信采用國際通用標準PDU數(shù)據(jù)格式。

3.3行程回放

本系統(tǒng)可以實時對車輛進行定位,同時將行車路線存儲在nandflash中,而視頻信息在車載終端進行采集,視頻信息同樣可以存儲在nandflash中,行車路線信息可以選擇回放,如圖3所示。

3.4圖像采集模塊

本系統(tǒng)采用Linux2.6.36內核,它采用了UVC的驅動v412(video4linux2的簡稱)框架。v412為Linux視頻設備程序提供了一套接口規(guī)范,包括一套數(shù)據(jù)結構和底層v412驅動接口。圖像采集的處理流程如圖4所示。

3.5識別信息采集

nRF24L01通過UART串口與Linux系統(tǒng)通信,它在接收模式下可以接收6路不同通道的數(shù)據(jù),設置為接收模式的nRF24L01可以對這6個發(fā)射端進行識別,nRF24L01確認收到數(shù)據(jù)后記錄地址,以此地址為目標地址發(fā)送應答信號,在發(fā)送端數(shù)據(jù)通道0被用做接收應答信號。

nRF24L01初始化部分代碼如下:

4結果及分析

本系統(tǒng)上位機監(jiān)視控制操作界面是用Java語言開發(fā)的,管理平臺結合GIS信息,實時的顯示當前

5結束語

文中提出了一種基于RFID技術的物聯(lián)網(wǎng)車載終端系統(tǒng),選擇嵌入式Linux操作系統(tǒng)和S3C6410處理器作為軟件和硬件平臺,成功的開發(fā)出樣機。通過對物流企業(yè)的車輛進行實時遠程監(jiān)控,提高物流效率,節(jié)約物流成本;通過車輛定位、車況信息監(jiān)控等功能實現(xiàn)對車輛行車全程監(jiān)控,提高行車安全?;赗FID的物聯(lián)網(wǎng)物流車載終端的使用,將先進的物流管理理念引入生產(chǎn)經(jīng)營過程,同時由于系統(tǒng)采用的是無線網(wǎng)絡,只要GPRS網(wǎng)絡覆蓋的范圍內即可實現(xiàn)與控制中心的實時通信,很好的實現(xiàn)實時精確定位監(jiān)控,有非常實用的價值。

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