基于物联网的物流车载终端系统设计与实现研究论文

基于物联网的物流车载终端系统设计与实现研究

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基于物联网的物流车载终端系统设计与实现研究全文如下： 引言 1系统结构

系统主要包括智能物流车载终端和物流监控中心两部分。 2车载终端硬件设计

物流车载终端主要由ARM11主控制、ZigBee无线收发模块、传感器模块、GPRS模块及相关外围电路组成。

2.1主控模块与外围电路 2.2ZigBee无线传感器网络 2.2.1ZigBee无线网络

ZigBee收发模块采用TI公司的CC2530芯片作为主控芯片。CC2530是片上系统(SOC)高度集成的芯片解决方案，内部集成了一个增强型8051单片机，含256kB程序存储器，支持

2.4GHzIEEE802.15.4射频收发，适应2.0～3.6V直流电源，可由电池供电，实现节点的微型化。ZigBee协调器模块同样以CC2530为核心，包含电源转换模块、RS—232通信模块及少量外围工作电路，主要完成数据的接收和上传功能，其功耗较大且需长时间不间断地运行，因而，协调器节点由主控器USB端口供电。

系统构建ZigBee星型网络拓扑结构，实现基于Z-Stack协议栈带有网络自启动功能的无线网络，包含一个协调器节点和多个终端节点，协调器是整个网络的核心，负责网络的组建、网络节点的管理、寻找节点之间的路由消息等，终端节点是实现具体功能的单元。所有终端节点由协调器节点分配不同的网络地址，通过无线网络将

数据汇聚到协调器节点，协调器节点通过RS—232串口与主控器进行通信，主控器对接收到的数据解析后，根据不同的网络地址判断信息来自于哪个ZigBee节点。

2.2.2传感器模块

CC2530收发模块外扩传感器对运输车厢微环境信息进行采集，并配合控制电路实现车厢内环境的智能化控制。本文主要检测物流运输车上的温度、湿度、车厢门打开以及车厢内货物是否安全等信息。

温湿度传感器采用Sensirion公司推出的可以同时测量温度和湿度的SHT11传感器芯片，SHT11芯片将温度感测、湿度感测、信号变换、加热器和A/D转换等功能集成到一个芯片上，供电电压

2.4～5.5V，与CC2530电压相匹配。将ZigBee外扩温湿度传感器模块放置于车厢不同位置检测车厢的温度、湿度环境状况。车厢门安防控制主要使用亮度传感器和人体热释红外传感器两个传感器共同来判断是否有人非法进入，使用开关传感器检测车门是否异常打开，使用声音传感器监测易碎品的安全状况，使用烟雾传感器结合车厢温湿度环境判断是否有火灾发生，提前预警以便及时排除险情，保证货物安全。

2.3GPRS模块

GPRS[4]是实现数据远程无线传输、实时数据通信的关键和基础，是在GSM基础上发展起来的一种分组交换的数据承载和传输方式，在嵌入式系统中应用非常广泛。系统选用SIMCOM公司的

SIM300GPRS模块，该模块正常使用时，需配备一张SIM卡，上电前确保天线正确连接，工作时需要电信网络支持，在网络服务计费方面类似于普通手机。SIM300GPRS模块采用AT指令集通过串口与S3C6410进行通信，通信速率设定为115200bps，短信数据格式采用通用的PDU数据格式，实现车载终端与物流监控中心的无线通信。

2.4GPS定位模块 3车载终端软件设计

车载终端主控器S3C6410运行EmebeddedLinux2.6.21内核操作系统，采用QT进行嵌入式开发，用交叉编译的方式烧写程序，搭配触摸屏，实现车载终端信息的检测和显示。

车载终端软件设计主要包括:系统上电初始化、ZigBee数据采集、GPS定位信息获取、GPRS短信收发、数据处理以及LCD显示等。ZigBee协调器、GPRS模块和GPS模块通过串口连接到主控器上，系统采用多线程串口监听实现ZigBee数据、GPRS短信数据收发以及GPS数据的接收。系统上电初始化后，首先建立三个串口监听线程，当某线程监听到串口数据后解析并进行相应处理，对于车厢微环境信息、报警信息、GPS定位等信息需按照通信协议重新组织报文，调用GPRS发送短信程序与物流监控中心进行通信。

4系统测试

为了检测系统数据传输的可靠性，对运输车辆传感器信息采集节点发送的1000个数据包(采集间隔时间为10s)进行了数据包接收性能测试，计算协调器节点接收到并通过GPRS传输到物流中心的数据包数量与采集模块总发出数据包的数量之比，即数据包接收率，包接收率测试结果。为方便测试，将ZigBee无线传感器模块固定在运输车辆车厢内部，采用电池供电，协调器节点和传感器节点之间没有任何金属障碍物，通过RS—232与主控器相连。实验结果表明:在通信过程中存在一些丢包情况，总体来看数据包接收率能达到94%以上，能够满足实际物流运输中监测密度的使用要求，验证了系统的可用性。

实验表明:由于温度对湿度的影响较大，而实际温度和SHT11测试参考温度25℃有所不同，需要对采集到的湿度值进行线性补偿和温度补偿才能得到较为准确的湿度值。

5结束语