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

1、    基于物聯(lián)網(wǎng)的冷藏車(chē)載監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    韓天舒+關(guān)蕊+高艷+劉雪+肖嫻摘 要 由于淘寶，微商等各種購(gòu)買(mǎi)渠道讓消費(fèi)者能夠購(gòu)買(mǎi)到外地的食物，那么如何保證食物、藥品在運(yùn)輸過(guò)程中的質(zhì)量一直都是許多物流公司頭疼的問(wèn)題。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了一款基于物聯(lián)網(wǎng)的冷藏車(chē)載監(jiān)控系統(tǒng)。車(chē)輛位置、司機(jī)信息以及溫、濕度信息也會(huì)同步發(fā)送給我們手機(jī)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(chē) 溫度 手機(jī)端：tp391 ：a0引言由于我國(guó)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(duì)運(yùn)輸不當(dāng)給個(gè)人甚至我國(guó)所帶來(lái)的損失比比皆是。我國(guó)在2

2、012年逐步也開(kāi)始加大對(duì)冷鏈運(yùn)輸?shù)闹匾?，完善了相關(guān)的法律法規(guī)以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)加大了對(duì)冷鏈運(yùn)輸過(guò)程中的資金投入。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)冷鏈物流發(fā)展缺陷，本裝置重點(diǎn)在貨物運(yùn)輸過(guò)程中的監(jiān)控方面為冷鏈運(yùn)輸進(jìn)行了完善。當(dāng)貨物從工廠出發(fā)，進(jìn)入到冷藏車(chē)中這一刻起，貨物配送信息、起始地、目的地、車(chē)輛編號(hào)，人員信息等就被我們所監(jiān)測(cè)到，甚至包括車(chē)輛行駛的具體位置，車(chē)內(nèi)的當(dāng)前及歷史溫濕度信息都會(huì)引入查詢系統(tǒng)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘部分可以輔助在運(yùn)輸期間的實(shí)時(shí)溫濕度信息及車(chē)輛行駛過(guò)程中發(fā)生的人員變動(dòng)、貨物變動(dòng)等信息的存儲(chǔ)，并可對(duì)其進(jìn)行查詢。本系統(tǒng)可以通過(guò)手機(jī)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

3、鏈?zhǔn)称烦杀荆故称坊蛘咚幤吩诘竭_(dá)消費(fèi)者手中時(shí)能保持一個(gè)新鮮的狀態(tài)。1車(chē)載終端的硬件設(shè)計(jì)車(chē)載終端由gprs模塊、rfid模塊、gps模塊、溫濕度檢測(cè)模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、flash模塊組成。將其放置在運(yùn)輸車(chē)內(nèi)，配備lcd顯示屏用于實(shí)時(shí)顯示各個(gè)模塊采集到的數(shù)據(jù)信息，并具有人機(jī)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(guò)發(fā)送at指令對(duì)模塊進(jìn)行開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)，設(shè)置gprs模塊參數(shù)等操作、gprs模塊用于無(wú)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(lái)自服務(wù)器的指令。cpu與gprs模塊之間使用uart口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。1.2 rfid射頻模塊采用13.56mhz的

4、射頻模塊，此模塊含有iso15693協(xié)議，可直接對(duì)其進(jìn)行操作，和微控制器之間采用spi的通信方式進(jìn)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(guò)stm32 控制器向閱讀器發(fā)送指令，閱讀器通過(guò)天線發(fā)送一定頻率的電波信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)射頻卡電路，使射頻卡接收無(wú)線電波獲取能量，以驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部電路運(yùn)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(hào)，將其信號(hào)解調(diào)，然后通過(guò)串口或其它通信方式接入 cpu內(nèi)部實(shí)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(guò)uart口和微控制器進(jìn)行通信，gps內(nèi)部模塊實(shí)時(shí)發(fā)送關(guān)于位置的相關(guān)信息

5、，微控制器通過(guò)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(jì)算出的經(jīng)緯度的信息通過(guò)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(gè)電容式感濕元件和一個(gè)高精度測(cè)溫元件，與微控制器相連，通過(guò)一個(gè)i/o口就可實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸。1.5實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊+flash模塊實(shí)時(shí)時(shí)鐘采用rx8025t芯片，iic通信方式和flash 存儲(chǔ)器相配合使用，存儲(chǔ)在運(yùn)輸期間的實(shí)時(shí)溫濕度信息及車(chē)輛行駛過(guò)程中發(fā)生的人員變動(dòng)、貨物變動(dòng)等信息，并可對(duì)其進(jìn)行查詢。1.6車(chē)載終端的軟件設(shè)計(jì)基于硬件的c語(yǔ)言設(shè)計(jì)，包括底層函數(shù)和頂層函數(shù)。底層函數(shù)主要

6、包括各個(gè)模塊的驅(qū)動(dòng)程序比如gps、gprs通信、rfid的讀寫(xiě)、液晶的驅(qū)動(dòng)等；頂層函數(shù)主要是用戶程序，需要設(shè)計(jì)主要是：（1）（rfid）信息的錄入工作；（2）車(chē)載系統(tǒng)如何跟移動(dòng)客戶端通信實(shí)現(xiàn)信息上傳、下載（gprs）；（3）人機(jī)交互系統(tǒng)（ucgui）的幾面設(shè)計(jì)。2移動(dòng)手機(jī)客戶端設(shè)計(jì)安卓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，首先通過(guò)注冊(cè)并登陸上傳用戶信息到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行保存與驗(yàn)證。所有的采集的數(shù)據(jù)最終要上傳到服務(wù)器進(jìn)行保存。利用socket通信通過(guò)從服務(wù)器下載數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端用戶獲取車(chē)輛實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息，當(dāng)獲取到溫、濕度數(shù)據(jù)時(shí)，判斷是否超過(guò)預(yù)設(shè)值，超過(guò)則在數(shù)據(jù)后方顯示報(bào)警標(biāo)志。還需要設(shè)計(jì)通用數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。3整體系統(tǒng)流程

7、終端上電之后進(jìn)行系統(tǒng)初始化：包括gprs、gps、rfid、實(shí)時(shí)時(shí)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(kāi)機(jī)；實(shí)時(shí)時(shí)鐘的初始時(shí)間設(shè)定。初始化之后進(jìn)入主循環(huán)之中，gps模塊信息通過(guò)串口中斷通知cpu進(jìn)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(guò)串口接收中斷實(shí)現(xiàn)的；對(duì)于rfid射頻卡，每500ms進(jìn)行一次卡掃描，通過(guò)發(fā)送尋卡命令，來(lái)確認(rèn)當(dāng)前是否刷卡。實(shí)時(shí)時(shí)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(shí)時(shí)時(shí)鐘的時(shí)間獲取函數(shù)，將時(shí)間和溫度存入flash模塊里面，同時(shí)還需要編寫(xiě)讀取函數(shù)，讀取某一時(shí)間段范圍內(nèi)的溫濕度值。4結(jié)語(yǔ)通過(guò)冷藏車(chē)載跟蹤系統(tǒng)可以彌補(bǔ)目前冷藏車(chē)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(gè)的冷鏈運(yùn)輸可控、使消費(fèi)者可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的了解產(chǎn)品的信息，可以采取適時(shí)調(diào)整路線等措施，把損失降到最低。參考文獻(xiàn)1 郭斌，錢(qián)建