Λεπτομερής επεξήγηση του σχεδιασμού του τερματικού συστήματος οχημάτων IoT που βασίζεται στην τεχνολογία RFID

Σήμερα, με την ταχεία ανάπτυξη της πληροφορικής, η εφαρμογή της ψηφιακής πληροφορίας γίνεται όλο και πιο ώριμη και διάφορες βιομηχανίες τη χρησιμοποιούν για να βελτιστοποιήσουν τη βιομηχανική δομή και να κατακτήσουν την αγορά. Επί του παρόντος, τα περισσότερα από τα τερματικά που τοποθετούνται στο όχημα και χρησιμοποιούνται ευρέως χρησιμοποιούν μόνο τη λειτουργία εγγραφής της κάμερας και δεν μπορούν να μεταδώσουν έγκαιρα τις πληροφορίες παρακολούθησης πίσω στο κέντρο παρακολούθησης. Δεν είναι αληθινά τερματικά απομακρυσμένης παρακολούθησης σε πραγματικό χρόνο και δεν μπορούν να καλύψουν τις ανάγκες αυτοματοποιημένων λειτουργιών. Με την ταχεία ανάπτυξη της τρέχουσας βιομηχανίας logistics, η εισαγωγή της τεχνολογίας Internet of Things στη διαχείριση της βιομηχανίας logistics θα παίξει πολλαπλασιαστικό ρόλο στη βελτίωση της αποτελεσματικότητας των εταιρειών logistics. Το σύστημα οχημάτων Internet of Things που βασίζεται σε RFID που παρουσιάζεται σε αυτό το άρθρο είναι ένα έξυπνο σύστημα που λειτουργεί στο τερματικό του οχήματος. Τοποθετείται πίσω από το όχημα μεταφοράς. Μέσω της τεχνολογίας RFID και άλλων τεχνολογιών δυναμικής συλλογής πληροφοριών, επικοινωνεί αυτόματα με το κέντρο ελέγχου χωρίς χειροκίνητη λειτουργία για να πραγματοποιήσει τον έλεγχο του οχήματος. Πλήρης έλεγχος της διαδικασίας.

1 Συνολική ανάλυση του συστήματος

Το σύστημα οχημάτων Internet of Things έχει αναπτυχθεί στην πλατφόρμα Linux χρησιμοποιώντας τον ενσωματωμένο επεξεργαστή ARM11 και υιοθετεί εντοπισμό θέσης GPS, τεχνολογία επικοινωνίας GPRS, τεχνολογία ασύρματης ραδιοσυχνότητας RFID κ.λπ. Το κάτω στρώμα του τερματικού που είναι τοποθετημένο στο όχημα βασίζεται σε μια ενσωματωμένη πλατφόρμα . Το ενσωματωμένο λογισμικό εμφυτεύεται στο τερματικό που είναι τοποθετημένο στο όχημα εφοδιαστικής και ο έλεγχος άλλων λειτουργικών μονάδων ολοκληρώνεται μέσω του γραπτού προγράμματος ελέγχου για την επίτευξη των ακόλουθων λειτουργιών:

1) Ολοκληρωμένη μετάδοση πληροφοριών σε πραγματικό χρόνο.

2) Ένας αναγνώστης καρτών είναι ενσωματωμένος στο απομακρυσμένο τερματικό για την αναγνώριση και καταγραφή των φορτωμένων αγαθών.

3) Επίτευξη ακριβούς τοποθέτησης σε όλη τη διαδικασία.

4) Χρησιμοποιήστε τη συσκευή της κάμερας για να λάβετε τις απαιτούμενες πληροφορίες εικόνας.

5) Επικοινωνία με το κέντρο ελέγχου.

2. Σχεδιασμός υλικού συστήματος

Το τερματικό σύστημα εφοδιαστικής IoT που τοποθετείται σε όχημα αποτελείται κυρίως από το βασικό σύστημα ARM11, τη μονάδα GPS, τη μονάδα GPRS, τη μονάδα αναγνώρισης RFID, τη μονάδα λήψης εικόνας κ.λπ.

Αυτό το σύστημα απαιτεί μετάδοση σε πραγματικό χρόνο, τοποθεσία GPS, πληροφορίες αναγνώρισης RFID κ.λπ., δυναμική παρακολούθηση οχημάτων σε πραγματικό χρόνο και ολοκληρωμένες ανάγκες από όλες τις πτυχές. Η CPU του ενσωματωμένου συστήματος χρησιμοποιεί μικροεπεξεργαστή S3C 6410 της Samsung, με σταθερή κύρια συχνότητα 667 MHz και την υψηλότερη κύρια συχνότητα. Η συχνότητα μπορεί να φτάσει τα 800 MHz, ενσωματώνει πολλές περιφερειακές διεπαφές, έχει τα χαρακτηριστικά υψηλής απόδοσης, χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, μεγάλου αποθηκευτικού χώρου και ισχυρής υπολογιστικής ισχύος, που ικανοποιεί τις ανάγκες αυτού του συστήματος για επεξεργασία και αποθήκευση δεδομένων και πραγματοποιεί τις λειτουργίες του διάφορα μέρη. .

Η μονάδα δορυφορικού εντοπισμού θέσης GS-91 GES που επιλέχθηκε για τη μονάδα εντοπισμού θέσης GPS είναι μια πλακέτα κινητήρα δορυφορικής λήψης GPS υψηλής απόδοσης και χαμηλής κατανάλωσης. Είναι ένας πλήρης δορυφορικός δέκτης εντοπισμού θέσης με όλες τις λειτουργίες και η ακρίβεια εντοπισμού θέσης μπορεί να φτάσει τα 10 μέτρα.

Η μονάδα ασύρματης επικοινωνίας χρησιμοποιεί τη μονάδα SIM300 της SIMCOM Company. Είναι μια μονάδα GSM/GPRS τριών ζωνών που μπορεί να λειτουργήσει σε 3 συχνότητες: EGSM900 MHz, DCS 1 800 MHz και PCS 1 900 MHz παγκοσμίως. Μπορεί να παρέχει έως και 10 τύπους πολλαπλών καναλιών GPRS και υποστηρίζει CS-1. CS-2, CS-3 και CS-4 4 σχήματα κωδικοποίησης GPRS, ενσωματωμένα με πρωτόκολλο TCP/IP, μπορούν να έχουν γρήγορη πρόσβαση στο Διαδίκτυο μέσω εντολών AT.

Το Nand flash είναι ένα περιφερειακό αποθήκευσης. Αυτό το σύστημα αποθηκεύει πληροφορίες βίντεο σε nandflash. Ταυτόχρονα, το Uboot, ο πυρήνας, η εικόνα εκκίνησης και το σύστημα αρχείων του LINUX προγραμματίζονται επίσης σε nandflash.

Το απομακρυσμένο τερματικό χρησιμοποιεί μια μονάδα κάμερας για να ολοκληρώσει τη λειτουργία λήψης εικόνας. Η μονάδα κάμερας χρησιμοποιεί την κάμερα USB Vimicro Z301P. Η μονάδα συνδέεται απευθείας με την ενσωματωμένη πλατφόρμα μέσω της διεπαφής USB. Το ενσωματωμένο σύστημα αποθηκεύει τις εικόνες, διασφαλίζοντας την ασφάλεια των δεδομένων. Οι συλλεγόμενες πληροφορίες εικόνας συμπιέζονται περαιτέρω και επεξεργάζονται από το ενσωματωμένο σύστημα και αποστέλλονται στο κέντρο τηλεχειρισμού μέσω της μονάδας ασύρματης επικοινωνίας.

Η μονάδα αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων χρησιμοποιεί μονάδα ασύρματης ραδιοσυχνότητας nRF24L01. Το nRF24L01 είναι ένα τσιπ ασύρματου πομποδέκτη ενός τσιπ που λειτουργεί στην παγκόσμια ζώνη συχνοτήτων ISM από 2,4 έως 2,5 GHz. Έχει εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ρεύματος. Το σύστημα τοποθετεί ετικέτες στα μεταφερόμενα αγαθά και χρησιμοποιεί τον αναγνώστη RFID στοτερματικό για τον εντοπισμό και τη διαχείριση των εμπορευμάτων που εισέρχονται στο όχημα μεταφοράς.

3. Σχεδιασμός λογισμικού συστήματος

Το σύστημα λογισμικού του τερματικού logistics Internet of Things που είναι τοποθετημένο σε όχημα χρησιμοποιεί το ενσωματωμένο λειτουργικό σύστημα Linux ως πλατφόρμα ανάπτυξης. Πρώτα δημιουργήστε το λειτουργικό σύστημα Linux στον υπολογιστή και, στη συνέχεια, δημιουργήστε ένα περιβάλλον πολλαπλής μεταγλώττισης. Σε αυτή τη διαδικασία, οι πληροφορίες θέσης GPS, η ασύρματη μετάδοση GPRS, η συλλογή εικόνων, η συλλογή πληροφοριών αναγνώρισης RFID, κ.λπ. γράφονται στον υπολογιστή χρησιμοποιώντας τη γλώσσα C και, στη συνέχεια, διασταυρώνονται για τη δημιουργία εκτελέσιμων αρχείων και εκτελούνται στο S3C6410.

3.1 Μονάδα GPS

Το πρόγραμμα μονάδας GPS είναι το κλειδί και το θεμέλιο αυτού του συστήματος. Ολοκληρώνει κυρίως την αυτόματη συλλογή πληροφοριών όπως γεωγραφικό μήκος και πλάτος, ταχύτητα οχήματος, επιτάχυνση, υψόμετρο και αζιμούθιο. Μετά το άνοιγμα της συσκευής, πρέπει πρώτα να αρχικοποιήσετε τη σειριακή θύρα, να ορίσετε τον ρυθμό baud, bit δεδομένων, bit διακοπής, μπιτ ελέγχου και άλλες παραμέτρους, στη συνέχεια να ανοίξετε τη σειριακή θύρα για να διαβάσετε τις αρχικές πληροφορίες GPS και τέλος να καλέσετε τη συνάρτηση gps_phame( char*line, GPS_INF0*GPS); Αναλύστε πληροφορίες GPS.

3.2 Μονάδα GPRS

Το πρόγραμμα μονάδας GPRS είναι το κλειδί και το θεμέλιο για την πραγματοποίηση απομακρυσμένης ασύρματης δικτύωσης και επικοινωνίας δεδομένων σε πραγματικό χρόνο. Ολοκληρώνει κυρίως λειτουργίες όπως η διαδραστική επικοινωνία δεδομένων, η λήψη και αποστολή SMS, η ηλεκτρονική ενημέρωση δεδομένων και ο τηλεχειρισμός του κέντρου αποστολής. Για να ληφθούν υπόψη τόσο οι λειτουργίες επικοινωνίας δεδομένων όσο και αποστολής και λήψης SMS, η μονάδα GPRS δεν χρησιμοποιεί διαφανή λειτουργία μετάδοσης TCP/IP, αλλά λειτουργεί σε λειτουργία εντολών AT. Η επικοινωνία δεδομένων χρησιμοποιεί πρωτόκολλο TCP/IP. Η μορφή επικοινωνίας είναι προσαρμοσμένη λειτουργία κωδικοποίησης δύο byte PDU. Το SMS χρησιμοποιεί διεθνή τυπική μορφή δεδομένων PDU.

3.3 Αναπαραγωγή ταξιδιού

Αυτό το σύστημα μπορεί να εντοπίσει το όχημα σε πραγματικό χρόνο και να αποθηκεύσει τη διαδρομή οδήγησης σε nand flash. Οι πληροφορίες βίντεο συλλέγονται στο τερματικό του οχήματος. Οι πληροφορίες βίντεο μπορούν επίσης να αποθηκευτούν σε nand flash και οι πληροφορίες διαδρομής οδήγησης μπορούν να αναπαραχθούν.

3.4 Μονάδα λήψης εικόνας

Αυτό το σύστημα χρησιμοποιεί τον πυρήνα Linux2.6.36, ο οποίος χρησιμοποιεί το πλαίσιο προγράμματος οδήγησης UVC v412 (συντομογραφία για το video4linux2). Το v412 παρέχει ένα σύνολο προδιαγραφών διεπαφής για προγράμματα συσκευών βίντεο Linux, συμπεριλαμβανομένου ενός συνόλου δομών δεδομένων και υποκείμενων διεπαφών προγραμμάτων οδήγησης v412.

3.5 Συλλογή στοιχείων αναγνώρισης

Το nRF24L01 επικοινωνεί με το σύστημα Linux μέσω της σειριακής θύρας UART. Μπορεί να λάβει δεδομένα από 6 διαφορετικά κανάλια στη λειτουργία λήψης. Το nRF24L01 που έχει ρυθμιστεί στη λειτουργία λήψης μπορεί να αναγνωρίσει αυτούς τους 6 πομπούς. Το nRF24L01 καταγράφει τη διεύθυνση αφού επιβεβαιώσει τη λήψη των δεδομένων. Η διεύθυνση στέλνει ένα σήμα απόκρισης στη διεύθυνση προορισμού και το κανάλι δεδομένων 0 στο τέλος αποστολής χρησιμοποιείται για τη λήψη του σήματος απόκρισης.

Το τμήμα αρχικοποίησης nRF24L01 του κώδικα έχει ως εξής:

4 Αποτελέσματα και ανάλυση

Η ανώτερη διεπαφή λειτουργίας παρακολούθησης και ελέγχου υπολογιστή αυτού του συστήματος έχει αναπτυχθεί σε γλώσσα Java. Η πλατφόρμα διαχείρισης συνδυάζει πληροφορίες GIS για να εμφανίσει τη γεωγραφική θέση των οχημάτων που παρακολουθούνται αυτήν τη στιγμή σε πραγματικό χρόνο για να διευκολύνει την αναζήτηση σχετικών πληροφοριών και την αποτελεσματική επίβλεψη.

5. Συμπέρασμα

Αυτό το άρθρο προτείνει ένα τερματικό σύστημα οχημάτων Internet of Things που βασίζεται στην τεχνολογία RFID, επιλέγει το ενσωματωμένο λειτουργικό σύστημα Linux και τον επεξεργαστή S3C6410 ως πλατφόρμα λογισμικού και υλικού και αναπτύσσει με επιτυχία ένα πρωτότυπο. Μέσω της απομακρυσμένης παρακολούθησης των οχημάτων των εταιρειών logistics σε πραγματικό χρόνο, μπορεί να βελτιωθεί η αποτελεσματικότητα της εφοδιαστικής και να εξοικονομηθεί κόστος εφοδιαστικής. μέσω της τοποθέτησης του οχήματος, της παρακολούθησης πληροφοριών κατάστασης του οχήματος και άλλων λειτουργιών, μπορεί να παρακολουθείται ολόκληρη η διαδικασία οδήγησης των οχημάτων για τη βελτίωση της ασφάλειας οδήγησης. Η χρήση τερματικών logistics IoT που βασίζονται σε RFID που τοποθετούνται σε όχημα εισάγει προηγμένες έννοιες διαχείρισης logistics στη διαδικασία παραγωγής και λειτουργίας. Ταυτόχρονα, επειδή το σύστημα χρησιμοποιεί ασύρματο δίκτυο, μπορεί να επιτευχθεί επικοινωνία σε πραγματικό χρόνο με το κέντρο ελέγχου, εφόσον βρίσκεται εντός της κάλυψης του δικτύου GPRS, κάτι που είναι πολύ καλό. Η πραγματοποίηση ακριβούς παρακολούθησης θέσης σε πραγματικό χρόνο έχει πολύ πρακτική αξία.