Gedetailleerde uitleg van het ontwerp van een IoT-voertuigterminalsysteem op basis van RFID-technologie

Tegenwoordig, met de snelle ontwikkeling van informatisering, wordt de toepassing van digitale informatie steeds volwassener en gebruiken verschillende industrieën het om de industriële structuur te optimaliseren en de markt te veroveren. Momenteel gebruiken de meeste op voertuigen gemonteerde terminals die veel worden gebruikt alleen de opnamefunctie van de camera en kunnen ze geen bewakingsinformatie tijdig terugsturen naar het bewakingscentrum. Het zijn geen echte realtime terminals voor bewaking op afstand en kunnen niet voldoen aan de behoeften van geautomatiseerde operaties. Met de snelle ontwikkeling van de huidige logistieke industrie zal de introductie van Internet of Things-technologie in het management van de logistieke industrie een multiplierrol spelen bij het verbeteren van de efficiëntie van logistieke bedrijven. Het RFID-gebaseerde Internet of Things-voertuigsysteem dat in dit artikel wordt geïntroduceerd, is een intelligent systeem dat in de voertuigterminal draait. Het wordt achter het tranSportvoertuig geïnstalleerd. Via RFID-technologie en andere dynamische informatieverzamelingstechnologieën communiceert het automatisch met het controlecentrum zonder handmatige bediening om voertuigcontrole te realiseren. Volledige controle over het proces.

1 Algemene analyse van het systeem

Het Internet of Things-voertuigsysteem is ontwikkeld op het Linux-platform met behulp van de ARM11-embedded processor en maakt gebruik van GPS-positionering, GPRS-communicatietechnologie, RFID draadloze radiofrequentietechnologie, enz. De onderste laag van de op het voertuig gemonteerde terminal is gebaseerd op een embedded platform. De embedded software is geïmplanteerd in de logistieke op het voertuig gemonteerde terminal en de besturing van andere functionele modules wordt voltooid via het geschreven besturingsprogramma om de volgende functies te bereiken:

1) Volledige informatieoverdracht in realtime;

2) Een kaartlezer is ingebouwd in de externe terminal om de geladen goederen te identificeren en te registreren;

3) Zorg voor een nauwkeurige positionering tijdens het hele proces;

4) Gebruik het camera-apparaat om de vereiste beeldinformatie te verkrijgen;

5) Communicatie met het controlecentrum;

2. Systeemhardwareontwerp

Het IoT-logistieke voertuigterminalsysteem bestaat voornamelijk uit het ARM11-kernsysteem, GPS-module, GPRS-module, RFID-identificatiemodule, beeldacquisitiemodule, enz.

Dit systeem vereist realtime transmissie, GPS-locatie, RFID-identificatie-informatie, enz., realtime dynamische tracking van voertuigen en uitgebreide behoeften vanuit alle aspecten. De CPU van het ingebedde systeem gebruikt de S3C 6410-microprocessor van Samsung, met een stabiele hoofdfrequentie van 667 MHz en de hoogste hoofdfrequentie. De frequentie kan 800 MHz bereiken, het integreert veel perifere interfaces, heeft de kenmerken van hoge prestaties, laag stroomverbruik, grote opslagruimte en sterke rekenkracht, die voldoet aan de behoeften van dit systeem voor gegevensverwerking en -opslag, en de functies van verschillende onderdelen realiseert. .

De GS-91 GES-satellietpositioneringsmodule die is geselecteerd voor de GPS-positioneringsmodule is een GPS-satellietontvangstmotorbord met hoge prestaties en een laag stroomverbruik. Het is een complete satellietpositioneringsontvanger met allroundfuncties en de positioneringsnauwkeurigheid kan 10 m bereiken.

De draadloze communicatiemodule maakt gebruik van de SIM300-module van SIMCOM Company. Het is een GSM/GPRS-module met drie banden die op 3 frequenties kan werken: EGSM900 MHz, DCS 1 800 MHz en PCS 1 900 MHz wereldwijd. Het kan tot 10 GPRS-multikanaalstypen leveren en ondersteunt CS-1. CS-2, CS-3 en CS-4 4 GPRS-coderingsschema's, ingebed met TCP/IP-protocol, kunnen snel toegang krijgen tot internet via AT-opdrachten.

Nand-flash is een opslagrandapparaat. Dit systeem slaat video-informatie op in nandflash. Tegelijkertijd worden LINUX's Uboot, kernel, bootimage en Bestandssysteem ook geprogrammeerd in nandflash.

De externe terminal gebruikt een cameramodule om de beeldacquisitiefunctie te voltooien. De cameramodule gebruikt de Vimicro Z301P USB-camera. De module is rechtstreeks verbonden met het embedded platform via de USB-interface. Het embedded systeem slaat de beelden op, wat de gegevensbeveiliging garandeert. De verzamelde beeldinformatie wordt verder gecomprimeerd en verwerkt door het embedded systeem en verzonden naar het remote control center via de draadloze communicatiemodule.

De radiofrequentie-identificatiemodule gebruikt de nRF24L01 draadloze radiofrequentiemodule. nRF24L01 is een single-chip draadloze transceiverchip die werkt in de wereldwijde ISM-frequentieband van 2,4 tot 2,5 GHz. Het heeft een extreem laag stroomverbruik. Het systeem plaatst tags op de getransporteerde goederen en gebruikt de RFID-lezer op determinal om de goederen die het transportvoertuig binnenkomen te identificeren en beheren.

3. Ontwerp van systeemsoftware

Het softwaresysteem van de IoT-logistieke voertuigterminal gebruikt het ingebedde Linux-besturingssysteem als ontwikkelplatform. Bouw eerst het Linux-besturingssysteem op de pc en stel vervolgens een cross-compilatieomgeving in. In dit proces worden GPS-positioneringsinformatie, GPRS-draadloze transmissie, beeldverzameling, RFID-identificatie-informatieverzameling, enz. allemaal op de pc geschreven met behulp van C-taal en vervolgens gecrosscompileerd om uitvoerbare bestanden te genereren en op de S3C6410 uit te voeren.

3.1 GPS-module

Het GPS-moduleprogramma is de sleutel en basis van dit systeem. Het voltooit voornamelijk de automatische verzameling van informatie zoals lengtegraad en breedtegraad, voertuigsnelheid, versnelling, hoogte en azimut. Nadat u het apparaat hebt geopend, moet u eerst de seriële poort initialiseren, de baudrate, databits, stopbits, checkbits en andere parameters instellen, vervolgens de seriële poort openen om de originele GPS-informatie te lezen en ten slotte de functie gps_phame(char*line, GPS_INF0*GPS); GPS-informatie analyseren aanroepen.

3.2 GPRS-module

Het GPRS-moduleprogramma is de sleutel en basis voor het realiseren van draadloos netwerken op afstand en realtime datacommunicatie. Het voltooit voornamelijk functies zoals interactieve datacommunicatie, SMS-ontvangst en -verzending, online gegevensupdate en remote command control van het dispatch center. Om rekening te houden met zowel datacommunicatie als SMS-verzending en -ontvangstfuncties, gebruikt de GPRS-module geen transparante TCP/IP-transmissiemodus, maar werkt in de AT-opdrachtmodus. Datacommunicatie maakt gebruik van het TCP/IP-protocol. Het communicatieformaat is de aangepaste PDU-dubbelbyte-coderingsmodus. SMS gebruikt het internationale standaard PDU-gegevensformaat.

3.3 Ritweergave

Dit systeem kan het voertuig in realtime lokaliseren en de rijroute opslaan in NAND-flash. De video-informatie wordt verzameld op de voertuigterminal. De video-informatie kan ook worden opgeslagen in NAND-flash en de rijroute-informatie kan worden afgespeeld.

3.4 Beeldacquisitiemodule

Dit systeem gebruikt de Linux2.6.36-kernel, die het UVC-driver v412-framework (afkorting van video4linux2) gebruikt. v412 biedt een set interfacespecificaties voor Linux-videoapparaatprogramma's, inclusief een set datastructuren en onderliggende v412-driverinterfaces.

3.5 Verzameling van identificatiegegevens

nRF24L01 communiceert met het Linux-systeem via de UART-seriële poort. Het kan gegevens ontvangen van 6 verschillende kanalen in de ontvangstmodus. De nRF24L01 die is ingesteld op de ontvangstmodus, kan deze 6 zenders identificeren. De nRF24L01 registreert het adres na bevestiging van de ontvangst van de gegevens. Het adres stuurt een responssignaal naar het doeladres en datakanaal 0 aan de verzendende kant wordt gebruikt om het responssignaal te ontvangen.

Het nRF24L01-initialisatiegedeelte van de code is als volgt:

4 Resultaten en analyse

De bovenste computerbewakings- en besturingsinterface van dit systeem is ontwikkeld in de Java-taal. Het beheerplatform combineert GIS-informatie om de geografische locatie van de momenteel bewaakte voertuigen in realtime weer te geven om het opvragen van relevante informatie en effectief toezicht te vergemakkelijken.

5 Conclusie

Dit artikel stelt een Internet of Things-voertuigterminalsysteem voor op basis van RFID-technologie, selecteert het ingebedde Linux-besturingssysteem en de S3C6410-processor als het software- en hardwareplatform en ontwikkelt met succes een prototype. Door realtime remote monitoring van voertuigen van logistieke bedrijven kan de logistieke efficiëntie worden verbeterd en kunnen logistieke kosten worden bespaard; door middel van voertuigpositionering, voertuigconditie-informatiebewaking en andere functies kan het gehele rijproces van voertuigen worden bewaakt om de rijveiligheid te verbeteren. Het gebruik van RFID-gebaseerde IoT-logistieke voertuiggemonteerde terminals introduceert geavanceerde logistieke managementconcepten in het productie- en operationele proces. Tegelijkertijd kan, omdat het systeem een draadloos netwerk gebruikt, realtime communicatie met het controlecentrum worden bereikt zolang het binnen de dekking van het GPRS-netwerk valt, wat erg goed is. De realisatie van realtime nauwkeurige positioneringsbewaking heeft een zeer praktische waarde.