Подробное объяснение конструкции системы автомобильного терминала IoT на основе технологии RFID

Сегодня, с быстрым развитием информатизации, применение цифровой информации становится все более и более зрелым, и различные отрасли промышленности используют ее для оптимизации промышленной структуры и захвата рынка. В настоящее время большинство широко используемых терминалов, установленных на транспортных средствах, используют только функцию записи камеры и не могут своевременно передавать информацию мониторинга обратно в центр мониторинга. Они не являются настоящими терминалами удаленного мониторинга в реальном времени и не могут удовлетворить потребности автоматизированных операций. С быстрым развитием современной логистической отрасли внедрение технологии Интернета вещей в управление логистической отраслью будет играть мультипликативную роль в повышении эффективности логистических компаний. Система Интернета вещей на основе RFID для транспортных средств, представленная в этой статье, представляет собой интеллектуальную систему, работающую в терминале транспортного средства. Она устанавливается позади транспортного средства. Благодаря технологии RFID и другим технологиям сбора динамической информации она автоматически связывается с центром управления без ручного управления для реализации управления транспортным средством. Полный контроль над процессом.

1 Общий анализ системы

Система Интернета вещей для транспортных средств разработана на платформе Linux с использованием встроенного процессора ARM11 и использует GPS-позиционирование, технологию связи GPRS, беспроводную радиочастотную технологию RFID и т. д. Нижний уровень терминала, устанавливаемого на транспортном средстве, основан на встроенной платформе. Встроенное программное обеспечение имплантируется в логистический терминал, установленный на транспортном средстве, а управление другими функциональными модулями осуществляется посредством написанной программы управления для достижения следующих функций:

1) Полная передача информации в режиме реального времени;

2) В удаленный терминал встраивается считыватель карт для идентификации и регистрации загруженных товаров;

3) Достижение точного позиционирования на протяжении всего процесса;

4) Использование устройства камеры для получения необходимой информации об изображении;

5) Связь с центром управления;

2. Аппаратная часть системы

Система логистического терминала IoT, установленного на транспортном средстве, в основном состоит из базовой системы ARM11, модуля GPS, модуля GPRS, модуля идентификации RFID, модуля получения изображений и т. д.

Эта система требует передачи в реальном времени, определения местоположения GPS, информации об идентификации RFID и т. д., динамического отслеживания транспортных средств в реальном времени и комплексных потребностей со всех сторон. ЦП встроенной системы использует микропроцессор Samsung S3C 6410 со стабильной основной частотой 667 МГц и самой высокой основной частотой. Частота может достигать 800 МГц, он интегрирует множество периферийных интерфейсов, обладает характеристиками высокой производительности, низкого энергопотребления, большого объема памяти и высокой вычислительной мощности, что отвечает потребностям этой системы в обработке и хранении данных и реализует функции различных частей. .

Модуль спутникового позиционирования GS-91 GES, выбранный для модуля позиционирования GPS, представляет собой высокопроизводительную плату приемника спутниковых сигналов GPS с низким энергопотреблением. Это полноценный приемник спутникового позиционирования с универсальными функциями, точность позиционирования может достигать 10 м.

Модуль беспроводной связи использует модуль SIM300 компании SIMCOM. Это трехдиапазонный модуль GSM/GPRS, который может работать на 3 частотах: EGSM900 МГц, DCS 1 800 МГц и PCS 1 900 МГц по всему миру. Он может обеспечивать до 10 многоканальных типов GPRS и поддерживает схемы кодирования CS- 1. CS-2, CS-3 и CS-4 4 GPRS, встроенные в протокол TCP/IP, могут быстро получать доступ к Интернету с помощью команд AT.

NAND flash — это периферийное устройство хранения. Эта система хранит видеоинформацию в nandflash. В то же время Uboot, ядро, загрузочный образ и файловая система LINUX также программируются в nandflash.

Удаленный терминал использует модуль камеры для завершения функции получения изображения. Модуль камеры использует USB-камеру Vimicro Z301P. Модуль напрямую подключен к встроенной платформе через интерфейс USB. Встроенная система хранит изображения, обеспечивая безопасность данных. Собранная информация об изображении дополнительно сжимается и обрабатывается встроенной системой и отправляется в центр удаленного управления через беспроводной коммуникационный модуль.

Модуль радиочастотной идентификации использует беспроводной радиочастотный модуль nRF24L01. nRF24L01 - это однокристальный беспроводной приемопередатчик, работающий в мировом диапазоне частот ISM от 2,4 до 2,5 ГГц. Он имеет чрезвычайно низкое потребление тока. Система размещает метки на транспортируемых товарах и использует считыватель RFID на терминале для идентификации и управления товарами, поступающими в транспортное средство.

3. Проектирование программного обеспечения системы

Система программного обеспечения логистического терминала Интернета вещей, установленного на транспортном средствеl использует встроенную операционную систему Linux в качестве платформы разработки. Сначала соберите операционную систему Linux на ПК, а затем настройте среду кросс-компиляции. В этом процессе информация о позиционировании GPS, беспроводная передача GPRS, сбор изображений, сбор информации об идентификации RFID и т. д. пишутся на ПК с использованием языка C, а затем кросс-компилируются для создания исполняемых файлов и запускаются на S3C6410.

3.1 Модуль GPS

Программа модуля GPS является ключом и основой этой системы. Она в основном завершает автоматический сбор информации, такой как долгота и широта, скорость транспортного средства, ускорение, высота над уровнем моря и азимут. После открытия устройства вам сначала нужно инициализировать последовательный порт, установить скорость передачи данных, биты данных, стоповые биты, контрольные биты и другие параметры, затем открыть последовательный порт для чтения исходной информации GPS и, наконец, вызвать функцию gps_phame(char*line, GPS_INF0*GPS); Анализ информации GPS.

3.2 Модуль GPRS

Программа модуля GPRS является ключом и основой для реализации удаленной беспроводной сети и передачи данных в реальном времени. Она в основном выполняет такие функции, как интерактивная передача данных, прием и отправка SMS, онлайн-обновление данных и дистанционное управление командами диспетчерского центра. Чтобы учитывать как функции передачи данных, так и функции отправки и получения SMS, модуль GPRS не использует прозрачный режим передачи TCP/IP, а работает в режиме команд AT. Передача данных использует протокол TCP/IP. Формат связи - это пользовательский режим двухбайтового кодирования PDU. SMS использует международный стандартный формат данных PDU.

3.3 Воспроизведение поездки

Эта система может определять местонахождение транспортного средства в реальном времени и сохранять маршрут движения во флэш-памяти NAND. Видеоинформация собирается на терминале транспортного средства. Видеоинформация также может храниться во флэш-памяти NAND, а информация о маршруте движения может воспроизводиться.

3.4 Модуль получения изображений

Эта система использует ядро ​​Linux2.6.36, которое использует фреймворк драйвера UVC v412 (сокращение от video4linux2). v412 предоставляет набор спецификаций интерфейса для программ видеоустройств Linux, включая набор структур данных и базовые интерфейсы драйвера v412.

3.5 Сбор идентификационной информации

nRF24L01 взаимодействует с системой Linux через последовательный порт UART. Он может получать данные с 6 различных каналов в режиме приема. nRF24L01, установленный в режим приема, может идентифицировать эти 6 передатчиков. nRF24L01 записывает адрес после подтверждения получения данных. Адрес отправляет ответный сигнал на целевой адрес, а канал данных 0 на отправляющем конце используется для получения ответного сигнала.

Часть кода инициализации nRF24L01 выглядит следующим образом:

4 Результаты и анализ

Верхний интерфейс мониторинга и управления компьютером этой системы разработан на языке Java. Платформа управления объединяет информацию ГИС для отображения географического местоположения отслеживаемых в настоящее время транспортных средств в режиме реального времени, чтобы облегчить запрос соответствующей информации и эффективный надзор.

5 Заключение

В этой статье предлагается система транспортного терминала Интернета вещей на основе технологии RFID, выбирается встроенная операционная система Linux и процессор S3C6410 в качестве программно-аппаратной платформы, и успешно разрабатывается прототип. Благодаря удаленному мониторингу транспортных средств логистических компаний в режиме реального времени можно повысить эффективность логистики и сэкономить логистические расходы; с помощью позиционирования транспортного средства, мониторинга информации о состоянии транспортного средства и других функций можно контролировать весь процесс вождения транспортных средств для повышения безопасности вождения. Использование терминалов логистики IoT на основе RFID, установленных на транспортных средствах, вводит передовые концепции управления логистикой в ​​процесс производства и эксплуатации. В то же время, поскольку система использует беспроводную сеть, связь в реальном времени с центром управления может быть достигнута, пока он находится в зоне действия сети GPRS, что очень хорошо. Реализация мониторинга точного позиционирования в реальном времени имеет большую практическую ценность.