Detaillierte Erläuterung des Designs eines IoT-Fahrzeugterminalsystems basierend auf RFID-Technologie

Mit der rasanten Entwicklung der Informatisierung wird die Anwendung digitaler Informationen heute immer ausgereifter und verschiedene Branchen nutzen sie, um die Industriestruktur zu optimieren und den Markt zu erobern. Derzeit nutzen die meisten weit verbreiteten fahrzeugmontierten Terminals nur die Aufnahmefunktion der Kamera und können Überwachungsinformationen nicht rechtzeitig an die Überwachungszentrale zurücksenden. Sie sind keine echten Echtzeit-Fernüberwachungsterminals und können die Anforderungen automatisierter Abläufe nicht erfüllen. Angesichts der rasanten Entwicklung der aktuellen Logistikbranche wird die Einführung der Internet-of-Things-Technologie in das Management der Logistikbranche eine Multiplikatorrolle bei der Verbesserung der Effizienz von Logistikunternehmen spielen. Das in diesem Artikel vorgestellte RFID-basierte Internet der Dinge-Fahrzeugsystem ist ein intelligentes System, das im Fahrzeugterminal läuft. Die Montage erfolgt hinter dem TranSportfahrzeug. Durch die RFID-Technologie und andere dynamische Informationserfassungstechnologien kommuniziert es automatisch und ohne manuelle Bedienung mit der Leitstelle, um die Fahrzeugsteuerung zu realisieren. Volle Kontrolle über den Prozess.

1 Gesamtanalyse des Systems

Das Fahrzeugsystem „Internet der Dinge“ wird auf der Linux-Plattform unter Verwendung des eingebetteten ARM11-Prozessors entwickelt und übernimmt GPS-Positionierung, GPRS-Kommunikationstechnologie, drahtlose RFID-Hochfrequenztechnologie usw. Die untere Schicht des fahrzeugmontierten Terminals basiert auf einer eingebetteten Plattform . Die eingebettete Software wird in das am Logistikfahrzeug montierte Terminal implantiert und die Steuerung anderer Funktionsmodule wird durch das geschriebene Steuerprogramm vervollständigt, um die folgenden Funktionen zu erreichen:

1) Vollständige Informationsübertragung in Echtzeit;

2) Im Remote-Terminal ist ein Kartenleser integriert, um die geladenen Waren zu identifizieren und aufzuzeichnen;

3) Erzielen einer präzisen Positionierung während des gesamten Prozesses;

4) Verwenden Sie das Kameragerät, um die erforderlichen Bildinformationen zu erhalten.

5) Kommunikation mit der Leitstelle;

2. System-Hardware-Design

Das fahrzeugmontierte IoT-Logistik-Terminalsystem besteht hauptsächlich aus dem ARM11-Kernsystem, dem GPS-Modul, dem GPRS-Modul, dem RFID-Identifikationsmodul, dem Bilderfassungsmodul usw.

Dieses System erfordert Echtzeitübertragung, GPS-Standort, RFID-Identifikationsinformationen usw., dynamische Echtzeitverfolgung von Fahrzeugen und umfassende Anforderungen in jeder Hinsicht. Die CPU des eingebetteten Systems verwendet den Mikroprozessor S3C 6410 von Samsung mit einer stabilen Hauptfrequenz von 667 MHz und der höchsten Hauptfrequenz. Die Frequenz kann 800 MHz erreichen, es integriert viele Peripherieschnittstellen, zeichnet sich durch hohe Leistung, geringen Stromverbrauch, großen Speicherplatz und starke Rechenleistung aus, erfüllt die Anforderungen dieses Systems an Datenverarbeitung und -speicherung und realisiert die Funktionen von verschiedene Teile. .

Das für das GPS-Positionierungsmodul ausgewählte GS-91 GES-Satellitenpositionierungsmodul ist eine leistungsstarke GPS-Satellitenempfangsplatine mit geringem Stromverbrauch. Es handelt sich um einen kompletten Satellitenortungsempfänger mit Allround-Funktionen und einer Positionierungsgenauigkeit von bis zu 10 m.

Das drahtlose Kommunikationsmodul verwendet das SIM300-Modul der Firma SIMCOM. Es handelt sich um ein Dreiband-GSM/GPRS-Modul, das auf drei Frequenzen arbeiten kann: EGSM 900 MHz, DCS 1.800 MHz und PCS 1.900 MHz weltweit. Es kann bis zu 10 GPRS-Mehrkanaltypen bereitstellen und unterstützt CS-1. CS-2, CS-3 und CS-4 4 GPRS-Kodierungsschemata, eingebettet in das TCP/IP-Protokoll, können über AT-Befehle schnell auf das Internet zugreifen.

NAND-Flash ist ein Speicherperipheriegerät. Dieses System speichert Videoinformationen im NANDFlash. Gleichzeitig sind auch LINUXs Uboot, Kernel, Boot-Image und Dateisystem in Nandflash programmiert.

Das Remote-Terminal verwendet ein Kameramodul, um die Bilderfassungsfunktion abzuschließen. Das Kameramodul verwendet die Vimicro Z301P USB-Kamera. Das Modul wird über die USB-Schnittstelle direkt mit der eingebetteten Plattform verbunden. Das eingebettete System speichert die Bilder und gewährleistet so die Datensicherheit. Die gesammelten Bildinformationen werden vom eingebetteten System weiter komprimiert und verarbeitet und über das drahtlose Kommunikationsmodul an die Fernsteuerungszentrale gesendet.

Das Funkfrequenz-Identifikationsmodul verwendet das drahtlose Funkfrequenzmodul nRF24L01. nRF24L01 ist ein drahtloser Single-Chip-Transceiver-Chip, der im weltweiten ISM-Frequenzband von 2,4 bis 2,5 GHz arbeitet. Der Stromverbrauch ist äußerst gering. Das System versieht die transportierten Waren mit Tags und nutzt den RFID-Leser am TransportgutTerminal zur Identifizierung und Verwaltung der in das Transportfahrzeug eingehenden Güter.

3. Systemsoftware-Design

Das Softwaresystem des fahrzeugmontierten Logistikterminals Internet of Things nutzt das eingebettete Linux-Betriebssystem als Entwicklungsplattform. Erstellen Sie zunächst das Linux-Betriebssystem auf dem PC und richten Sie dann eine Cross-Compilation-Umgebung ein. Bei diesem Vorgang werden GPS-Positionierungsinformationen, drahtlose GPRS-Übertragung, Bilderfassung, Erfassung von RFID-Identifikationsinformationen usw. alle in der C-Sprache auf dem PC geschrieben und dann kreuzkompiliert, um ausführbare Dateien zu generieren und auf dem S3C6410 auszuführen.

3.1 GPS-Modul

Das GPS-Modulprogramm ist der Schlüssel und die Grundlage dieses Systems. Es vervollständigt hauptsächlich die automatische Erfassung von Informationen wie Längen- und Breitengrad, Fahrzeuggeschwindigkeit, Beschleunigung, Höhe und Azimut. Nach dem Öffnen des Geräts müssen Sie zunächst die serielle Schnittstelle initialisieren, die Baudrate, Datenbits, Stoppbits, Prüfbits und andere Parameter einstellen, dann die serielle Schnittstelle öffnen, um die ursprünglichen GPS-Informationen zu lesen, und schließlich die Funktion gps_phame( aufrufen) char*line, GPS_INF0*GPS); Analysieren Sie GPS-Informationen.

3.2 GPRS-Modul

Das GPRS-Modulprogramm ist der Schlüssel und die Grundlage für die Realisierung drahtloser Fernnetzwerke und Echtzeit-Datenkommunikation. Es erfüllt hauptsächlich Funktionen wie interaktive Datenkommunikation, Empfangen und Senden von SMS, Online-Datenaktualisierung und Fernbefehlssteuerung des Versandzentrums. Um sowohl Datenkommunikation als auch SMS-Sende- und Empfangsfunktionen zu berücksichtigen, verwendet das GPRS-Modul nicht den transparenten TCP/IP-Übertragungsmodus, sondern arbeitet im AT-Befehlsmodus. Die Datenkommunikation erfolgt über das TCP/IP-Protokoll. Das Kommunikationsformat ist der benutzerdefinierte PDU-Doppelbyte-Kodierungsmodus. SMS verwendet das internationale Standard-PDU-Datenformat.

3.3 Fahrtwiedergabe

Dieses System kann das Fahrzeug in Echtzeit lokalisieren und die Fahrtroute im NAND-Flash Speichern. Die Videoinformationen werden am Fahrzeugterminal gesammelt. Die Videoinformationen können auch im NAND-Flash gespeichert und die Fahrtrouteninformationen abgespielt werden.

3.4 Bildaufnahmemodul

Dieses System verwendet den Linux2.6.36-Kernel, der das UVC-Treiber-v412-Framework (kurz für video4linux2) verwendet. v412 bietet eine Reihe von Schnittstellenspezifikationen für Linux-Videogeräteprogramme, einschließlich einer Reihe von Datenstrukturen und zugrunde liegenden v412-Treiberschnittstellen.

3.5 Erfassung von Identifikationsinformationen

nRF24L01 kommuniziert mit dem Linux-System über die serielle UART-Schnittstelle. Im Empfangsmodus kann es Daten von 6 verschiedenen Kanälen empfangen. Der auf Empfangsmodus eingestellte nRF24L01 kann diese 6 Sender identifizieren. Der nRF24L01 zeichnet die Adresse auf, nachdem er den Empfang der Daten bestätigt hat. Die Adresse sendet ein Antwortsignal an die Zieladresse und der Datenkanal 0 auf der sendenden Seite wird zum Empfang des Antwortsignals verwendet.

Der Initialisierungsteil von nRF24L01 lautet wie folgt:

4 Ergebnisse und Analyse

Die obere Computerüberwachungs- und Steuerungsschnittstelle dieses Systems ist in Java-Sprache entwickelt. Die Verwaltungsplattform kombiniert GIS-Informationen, um den geografischen Standort der aktuell überwachten Fahrzeuge in Echtzeit anzuzeigen und so die Abfrage relevanter Informationen und eine effektive Überwachung zu erleichtern.

5. Schlussfolgerung

In diesem Artikel wird ein auf RFID-Technologie basierendes Internet-of-Things-Fahrzeugterminalsystem vorgeschlagen, das eingebettete Linux-Betriebssystem und der S3C6410-Prozessor als Software- und Hardwareplattform ausgewählt und erfolgreich ein Prototyp entwickelt. Durch Echtzeit-Fernüberwachung von Fahrzeugen von Logistikunternehmen können die Logistikeffizienz verbessert und Logistikkosten eingespart werden; Durch Fahrzeugpositionierung, Überwachung von Fahrzeugzustandsinformationen und andere Funktionen kann der gesamte Fahrprozess von Fahrzeugen überwacht werden, um die Fahrsicherheit zu verbessern. Der Einsatz von RFID-basierten IoT-Logistik-Fahrzeugterminals führt fortschrittliche Logistikmanagementkonzepte in den Produktions- und Betriebsprozess ein. Da das System ein drahtloses Netzwerk verwendet, kann gleichzeitig eine Echtzeitkommunikation mit dem Kontrollzentrum erreicht werden, solange es sich innerhalb der Abdeckung des GPRS-Netzwerks befindet, was sehr gut ist. Die Realisierung einer präzisen Positionierungsüberwachung in Echtzeit hat einen sehr praktischen Wert.