Spiegazione dettagliata della progettazione del sistema terminale del veicolo IoT basato sulla tecnologia RFID

Oggi, con il rapido sviluppo dell'informatizzazione, l'applicazione delle informazioni digitali sta diventando sempre più matura e vari settori la utilizzano per ottimizzare la struttura industriale e conquistare il mercato. Attualmente, la maggior parte dei terminali montati sui veicoli ampiamente utilizzati utilizza solo la funzione di registrazione della telecamera e non può trasmettere tempestivamente le informazioni di monitoraggio al centro di monitoraggio. Non sono veri terminali di monitoraggio remoto in tempo reale e non possono soddisfare le esigenze delle operazioni automatizzate. Con il rapido sviluppo dell'attuale settore della logistica, l'introduzione della tecnologia Internet of Things nella gestione del Settore della logistica svolgerà un ruolo moltiplicatore nel migliorare l'efficienza delle aziende di logistica. Il sistema di veicoli Internet of Things basato su RFID introdotto in questo articolo è un sistema intelligente in esecuzione nel terminale del veicolo. È installato dietro il veicolo di trasporto. Attraverso la tecnologia RFID e altre tecnologie di raccolta di informazioni dinamiche, comunica automaticamente con il centro di controllo senza operazioni manuali per realizzare il controllo del veicolo. Controllo completo del processo.

1 Analisi complessiva del sistema

Il sistema del veicolo Internet of Things è sviluppato sulla piattaforma Linux utilizzando il processore incorporato ARM11 e adotta il posizionamento GPS, la tecnologia di comunicazione GPRS, la tecnologia di radiofrequenza wireless RFID, ecc. Lo strato inferiore del terminale montato sul veicolo si basa su una piattaforma incorporata. Il software incorporato è impiantato nel terminale montato sul veicolo logistico e il controllo di altri moduli funzionali è completato tramite il programma di controllo scritto per ottenere le seguenti funzioni:

1) Trasmissione completa delle informazioni in tempo reale;

2) Un lettore di schede è incorporato nel terminale remoto per identificare e registrare le merci caricate;

3) Ottenere un posizionamento preciso durante l'intero processo;

4) Utilizzare il dispositivo della fotocamera per ottenere le informazioni sull'immagine richieste;

5) Comunicazione con il centro di controllo;

2. Progettazione hardware del sistema

Il sistema terminale montato su veicolo logistico IoT è costituito principalmente dal sistema core ARM11, modulo GPS, modulo GPRS, modulo di identificazione RFID, modulo di acquisizione immagini, ecc.

Questo sistema richiede trasmissione in tempo reale, posizione GPS, informazioni di identificazione RFID, ecc., tracciamento dinamico in tempo reale dei veicoli e esigenze complete da tutti gli aspetti. La CPU del sistema embedded utilizza il microprocessore S3C 6410 di Samsung, con una frequenza principale stabile di 667 MHz e la frequenza principale più alta. La frequenza può raggiungere 800 MHz, integra molte interfacce periferiche, ha le caratteristiche di alte prestazioni, basso consumo energetico, ampio spazio di archiviazione e forte potenza di calcolo, che soddisfa le esigenze di questo sistema per l'elaborazione e l'archiviazione dei dati e realizza le funzioni di varie parti. .

Il modulo di posizionamento satellitare GS-91 GES selezionato per il modulo di posizionamento GPS è una scheda motore di ricezione satellitare GPS ad alte prestazioni e basso consumo energetico. È un ricevitore di posizionamento satellitare completo con funzioni complete e la precisione di posizionamento può raggiungere i 10 m.

Il modulo di comunicazione wireless utilizza il modulo SIM300 della SIMCOM Company. È un modulo GSM/GPRS a tre bande che può funzionare a 3 frequenze: EGSM900 MHz, DCS 1 800 MHz e PCS 1 900 MHz in tutto il mondo. Può fornire fino a 10 tipi GPRS multicanale e supporta CS-1. CS-2, CS-3 e CS-4 4 Gli schemi di codifica GPRS, integrati con protocollo TCP/IP, possono accedere rapidamente a Internet tramite comandi AT.

La flash Nand è una periferica di archiviazione. Questo sistema memorizza le informazioni video in nandflash. Allo stesso tempo, Uboot, kernel, immagine di avvio e File system di LINUX sono anche programmati in nandflash.

Il terminale remoto utilizza un modulo telecamera per completare la funzione di acquisizione delle immagini. Il modulo telecamera utilizza la telecamera USB Vimicro Z301P. Il modulo è direttamente collegato alla piattaforma incorporata tramite l'interfaccia USB. Il sistema incorporato memorizza le immagini, garantendo la sicurezza dei dati. Le informazioni sulle immagini raccolte vengono ulteriormente compresse ed elaborate dal sistema incorporato e inviate al centro di controllo remoto tramite il modulo di comunicazione wireless.

Il modulo di identificazione a radiofrequenza utilizza il modulo di radiofrequenza wireless nRF24L01. nRF24L01 è un chip transceiver wireless a chip singolo che funziona nella banda di frequenza ISM mondiale da 2,4 a 2,5 GHz. Ha un consumo di corrente estremamente basso. Il sistema posiziona i tag sulle merci trasportate e utilizza il Lettore RFID sulterminale per identificare e gestire le merci che entrano nel veicolo di trasporto.

3. Progettazione del software di sistema

Il sistema software del terminale montato sul veicolo logistico Internet of Things utilizza il sistema operativo Linux incorporato come piattaforma di sviluppo. Per prima cosa, crea il sistema operativo Linux sul PC, quindi imposta un ambiente di cross-compilazione. In questo processo, le informazioni di posizionamento GPS, la trasmissione wireless GPRS, la raccolta di immagini, la raccolta di informazioni di identificazione RFID, ecc. vengono tutte scritte sul PC utilizzando il linguaggio C, quindi cross-compilate per generare file eseguibili ed eseguibili sull'S3C6410.

3.1 Modulo GPS

Il programma del modulo GPS è la chiave e il fondamento di questo sistema. Completa principalmente la raccolta automatica di informazioni quali longitudine e latitudine, velocità del veicolo, accelerazione, altitudine e azimut. Dopo aver aperto il dispositivo, è necessario innanzitutto inizializzare la porta seriale, impostare la velocità in baud, i bit di dati, i bit di stop, i bit di controllo e altri parametri, quindi aprire la porta seriale per leggere le informazioni GPS originali e infine chiamare la funzione gps_phame(char*line, GPS_INF0*GPS); Analizza le informazioni GPS.

3.2 Modulo GPRS

Il programma del modulo GPRS è la chiave e il fondamento per realizzare reti wireless remote e comunicazioni dati in tempo reale. Completa principalmente funzioni quali comunicazione dati interattiva, ricezione e invio SMS, aggiornamento dati online e controllo remoto dei comandi del centro di spedizione. Per tenere conto sia delle funzioni di comunicazione dati che di invio e ricezione SMS, il modulo GPRS non utilizza la modalità di trasmissione trasparente TCP/IP, ma funziona in modalità comando AT. La comunicazione dati utilizza il protocollo TCP/IP. Il formato di comunicazione è la modalità di codifica PDU double-byte personalizzata. Gli SMS utilizzano il formato dati PDU standard internazionale.

3.3 Riproduzione del viaggio

Questo sistema può localizzare il veicolo in tempo reale e memorizzare il percorso di guida in flash NAND. Le informazioni video vengono raccolte sul terminale del veicolo. Le informazioni video possono anche essere memorizzate in flash NAND e le informazioni sul percorso di guida possono essere riprodotte.

3.4 Modulo di acquisizione immagini

Questo sistema utilizza il kernel Linux2.6.36, che utilizza il framework driver UVC v412 (abbreviazione di video4linux2). v412 fornisce un set di specifiche di interfaccia per programmi di dispositivi video Linux, tra cui un set di strutture dati e interfacce driver v412 sottostanti.

3.5 Raccolta di informazioni di identificazione

nRF24L01 comunica con il sistema Linux tramite la porta seriale UART. Può ricevere dati da 6 canali diversi in modalità di ricezione. nRF24L01 impostato in modalità di ricezione può identificare questi 6 trasmettitori. nRF24L01 registra l'indirizzo dopo aver confermato la ricezione dei dati. L'indirizzo invia un segnale di risposta all'indirizzo di destinazione e il canale dati 0 all'estremità di invio viene utilizzato per ricevere il segnale di risposta.

La parte di inizializzazione nRF24L01 del codice è la seguente:

4 Risultati e analisi

L'interfaccia operativa di monitoraggio e controllo del computer superiore di questo sistema è sviluppata in linguaggio Java. La piattaforma di gestione combina le informazioni GIS per visualizzare la posizione geografica dei veicoli attualmente monitorati in tempo reale per facilitare la query delle informazioni rilevanti e una supervisione efficace.

5 Conclusione

Questo articolo propone un sistema terminale per veicoli Internet of Things basato sulla tecnologia RFID, seleziona il sistema operativo Linux incorporato e il processore S3C6410 come piattaforma software e hardware e sviluppa con successo un prototipo. Attraverso il monitoraggio remoto in tempo reale dei veicoli delle aziende di logistica, è possibile migliorare l'efficienza logistica e risparmiare sui costi logistici; attraverso il posizionamento del veicolo, il monitoraggio delle informazioni sulle condizioni del veicolo e altre funzioni, l'intero processo di guida dei veicoli può essere monitorato per migliorare la sicurezza di guida. L'uso di terminali IoT montati su veicoli logistici basati su RFID introduce concetti avanzati di gestione logistica nel processo di produzione e funzionamento. Allo stesso tempo, poiché il sistema utilizza una rete wireless, è possibile ottenere una comunicazione in tempo reale con il centro di controllo purché sia all'interno della copertura della rete GPRS, il che è molto buono La realizzazione del monitoraggio del posizionamento preciso in tempo reale ha un valore molto pratico.