Szczegółowe wyjaśnienie projektu systemu terminali samochodowych IoT opartego na technologii RFID

Dziś, wraz z szybkim rozwojem informatyzacji, zastosowanie informacji cyfrowych staje się coraz bardziej dojrzałe, a różne branże wykorzystują je do optymalizacji struktury przemysłowej i przejęcia rynku. Obecnie większość powszechnie używanych terminali montowanych na pojazdach wykorzystuje jedynie funkcję nagrywania kamery i nie może przesyłać informacji monitorujących z powrotem do centrum monitorowania w odpowiednim czasie. Nie są to prawdziwe terminale zdalnego monitorowania w czasie rzeczywistym i nie mogą sprostać potrzebom zautomatyzowanych operacji. Wraz z szybkim rozwojem obecnej branży logistycznej, wprowadzenie technologii Internetu rzeczy do zarządzania branżą logistyczną odegra rolę mnożnikową w poprawie efektywności firm logistycznych. System pojazdu Internetu rzeczy oparty na technologii RFID przedstawiony w tym artykule to inteligentny system działający w terminalu pojazdu. Jest instalowany za pojazdem transportowym. Dzięki technologii RFID i innym dynamicznym technologiom gromadzenia informacji automatycznie komunikuje się z centrum sterowania bez ręcznej obsługi, aby zrealizować kontrolę pojazdu. Pełna kontrola nad procesem.

1 Ogólna analiza systemu

System pojazdu Internetu rzeczy jest rozwijany na platformie Linux przy użyciu wbudowanego procesora ARM11 i przyjmuje pozycjonowanie GPS, technologię komunikacji GPRS, bezprzewodową technologię częstotliwości radiowej RFID itp. Dolna warstwa terminala zamontowanego w pojeździe jest oparta na wbudowanej platformie. Wbudowane oprogramowanie jest wszczepiane do terminala zamontowanego w pojeździe logistycznym, a sterowanie innymi modułami funkcjonalnymi jest realizowane za pomocą pisemnego programu sterującego w celu osiągnięcia następujących funkcji:

1) Pełna transmisja informacji w czasie rzeczywistym;

2) Czytnik kart jest wbudowany w zdalny terminal w celu identyfikacji i rejestrowania załadowanych towarów;

3) Osiągnij precyzyjne pozycjonowanie w całym procesie;

4) Użyj urządzenia z kamerą, aby uzyskać wymagane informacje o obrazie;

5) Komunikacja z centrum sterowania;

2. Projekt sprzętu systemowego

System terminala samochodowego IoT składa się głównie z rdzenia ARM11, modułu GPS, modułu GPRS, modułu identyfikacji RFID, modułu akwizycji obrazu itp.

System ten wymaga transmisji w czasie rzeczywistym, lokalizacji GPS, informacji identyfikacyjnych RFID itp., dynamicznego śledzenia pojazdów w czasie rzeczywistym i kompleksowych potrzeb ze wszystkich aspektów. Procesor wbudowanego systemu wykorzystuje mikroprocesor Samsung S3C 6410 o stabilnej częstotliwości głównej 667 MHz i najwyższej częstotliwości głównej. Częstotliwość może osiągnąć 800 MHz, integruje wiele interfejsów peryferyjnych, ma cechy wysokiej wydajności, niskiego zużycia energii, dużej przestrzeni dyskowej i dużej mocy obliczeniowej, co spełnia potrzeby tego systemu w zakresie przetwarzania i przechowywania danych oraz realizuje funkcje różnych części. .

Moduł pozycjonowania satelitarnego GES GS-91 wybrany do modułu pozycjonowania GPS to wysokowydajna, energooszczędna płyta odbiorcza satelity GPS. Jest to kompletny odbiornik pozycjonowania satelitarnego z wszechstronnymi funkcjami, a dokładność pozycjonowania może osiągnąć 10 m.

Moduł komunikacji bezprzewodowej wykorzystuje moduł SIM300 firmy SIMCOM. Jest to trójpasmowy moduł GSM/GPRS, który może pracować na 3 częstotliwościach: EGSM900 MHz, DCS 1 800 MHz i PCS 1 900 MHz na całym świecie. Może zapewnić do 10 typów wielokanałowych GPRS i obsługuje schematy kodowania CS-1. CS-2, CS-3 i CS-4 4 GPRS, osadzone w protokole TCP/IP, mogą szybko uzyskać dostęp do Internetu za pomocą poleceń AT.

Pamięć flash NAND jest urządzeniem peryferyjnym do przechowywania danych. Ten system przechowuje informacje wideo w pamięci flash NAND. Jednocześnie Uboot, jądro, obraz rozruchowy i system Plików LINUX są również zaprogramowane w pamięci flash NAND.

Zdalny terminal wykorzystuje moduł kamery do ukończenia funkcji akwizycji obrazu. Moduł kamery wykorzystuje kamerę USB Vimicro Z301P. Moduł jest bezpośrednio podłączony do osadzonej platformy przez interfejs USB. Osadzone systemy przechowują obrazy, zapewniając bezpieczeństwo danych. Zebrane informacje o obrazie są dalej kompresowane i przetwarzane przez osadzone systemy i wysyłane do zdalnego centrum sterowania przez bezprzewodowy moduł komunikacyjny.

Moduł identyfikacji radiowej wykorzystuje bezprzewodowy moduł częstotliwości radiowej nRF24L01. nRF24L01 to jednoprocesorowy układ transceivera bezprzewodowego, który działa w ogólnoświatowym paśmie częstotliwości ISM od 2,4 do 2,5 GHz. Ma on wyjątkowo niskie zużycie prądu. System umieszcza znaczniki na transportowanych towarach i wykorzystuje Czytnik RFID naterminal do identyfikacji i zarządzania towarami wchodzącymi do pojazdu transportowego.

3. Projekt oprogramowania systemu

System oprogramowania terminala logistycznego Internetu Rzeczy montowanego na pojeździe wykorzystuje wbudowany system operacyjny Linux jako platformę programistyczną. Najpierw zbuduj system operacyjny Linux na komputerze, a następnie skonfiguruj środowisko kompilacji krzyżowej. W tym procesie informacje o położeniu GPS, transmisja bezprzewodowa GPRS, zbieranie obrazów, zbieranie informacji identyfikacyjnych RFID itp. są zapisywane na komputerze przy użyciu języka C, a następnie kompilowane krzyżowo w celu wygenerowania plików wykonywalnych i uruchomienia na S3C6410.

3.1 Moduł GPS

Program modułu GPS jest kluczem i podstawą tego systemu. Głównie uzupełnia automatyczne zbieranie informacji, takich jak długość i szerokość geograficzna, prędkość pojazdu, przyspieszenie, wysokość i azymut. Po otwarciu urządzenia należy najpierw zainicjować port szeregowy, ustawić szybkość transmisji, bity danych, bity stopu, bity kontrolne i inne parametry, a następnie otworzyć port szeregowy, aby odczytać oryginalne informacje GPS, a na koniec wywołać funkcję gps_phame(char*line, GPS_INF0*GPS); Analizuj informacje GPS.

3.2 Moduł GPRS

Program modułu GPRS jest kluczem i podstawą do realizacji zdalnej sieci bezprzewodowej i komunikacji danych w czasie rzeczywistym. Głównie uzupełnia funkcje, takie jak interaktywna komunikacja danych, odbieranie i wysyłanie wiadomości SMS, aktualizacja danych online i zdalna kontrola poleceń centrum dyspozytorskiego. Aby uwzględnić zarówno funkcje komunikacji danych, jak i wysyłania i odbierania wiadomości SMS, moduł GPRS nie używa trybu transparentnej transmisji TCP/IP, ale działa w trybie poleceń AT. Komunikacja danych używa protokołu TCP/IP. Format komunikacji to niestandardowy tryb kodowania dwubajtowego PDU. SMS używa międzynarodowego standardowego formatu danych PDU.

3.3 Odtwarzanie podróży

Ten system może zlokalizować pojazd w czasie rzeczywistym i zapisać trasę jazdy w pamięci flash NAND. Informacje wideo są zbierane w terminalu pojazdu. Informacje wideo mogą być również przechowywane w pamięci flash NAND, a informacje o trasie jazdy mogą być odtwarzane.

3.4 Moduł akwizycji obrazu

Ten system używa jądra Linux2.6.36, które używa struktury sterownika UVC v412 (skrót od video4linux2). v412 zapewnia zestaw specyfikacji interfejsu dla programów urządzeń wideo Linux, w tym zestaw struktur danych i podstawowe interfejsy sterownika v412.

3.5 Gromadzenie informacji identyfikacyjnych

nRF24L01 komunikuje się z systemem Linux za pośrednictwem portu szeregowego UART. Może odbierać dane z 6 różnych kanałów w trybie odbioru. nRF24L01 ustawiony w trybie odbioru może identyfikować te 6 nadajników. nRF24L01 rejestruje adres po potwierdzeniu odbioru danych. Adres wysyła sygnał odpowiedzi do adresu docelowego, a kanał danych 0 na końcu wysyłającym jest używany do odbioru sygnału odpowiedzi.

Część kodu inicjalizacji nRF24L01 jest następująca:

4 Wyniki i analiza

Interfejs operacyjny monitorowania i sterowania komputera górnego tego systemu jest opracowany w języku Java. Platforma zarządzania łączy informacje GIS, aby wyświetlać lokalizację geograficzną aktualnie monitorowanych pojazdów w czasie rzeczywistym, aby ułatwić wyszukiwanie odpowiednich informacji i skuteczny nadzór.

5 Wnioski

W tym artykule zaproponowano system terminali pojazdów Internetu Rzeczy oparty na technologii RFID, wybrano wbudowany system operacyjny Linux i procesor S3C6410 jako platformę oprogramowania i sprzętu oraz pomyślnie opracowano prototyp. Dzięki zdalnemu monitorowaniu w czasie rzeczywistym pojazdów firm logistycznych można poprawić wydajność logistyki i zaoszczędzić koszty logistyki; dzięki pozycjonowaniu pojazdów, monitorowaniu informacji o stanie pojazdów i innym funkcjom można monitorować cały proces jazdy pojazdami w celu poprawy bezpieczeństwa jazdy. Zastosowanie terminali logistycznych IoT opartych na technologii RFID wprowadza zaawansowane koncepcje zarządzania logistyką do procesu produkcji i eksploatacji. Jednocześnie, ponieważ system wykorzystuje sieć bezprzewodową, można osiągnąć komunikację w czasie rzeczywistym z centrum sterowania, o ile znajduje się ono w zasięgu sieci GPRS, co jest bardzo dobre Realizacja precyzyjnego monitorowania położenia w czasie rzeczywistym ma bardzo praktyczną wartość.