Explicación detallada del diseño del sistema de terminal vehicular IoT basado en tecnología RFID

Hoy en día, con el rápido desarrollo de la informatización, la aplicación de la información digital se está volviendo cada vez más madura, y varias industrias la utilizan para optimizar la estructura industrial y apoderarse del mercado. Actualmente, la mayoría de las terminales montadas en vehículos que se utilizan ampliamente solo utilizan la función de grabación de la cámara y no pueden transmitir información de monitoreo al centro de monitoreo de manera oportuna. No son verdaderas terminales de monitoreo remoto en tiempo real y no pueden satisfacer las necesidades de operaciones automatizadas. Con el rápido desarrollo de la industria logística actual, la introducción de la tecnología de Internet de las cosas en la gestión de la industria logística desempeñará un papel multiplicador en la mejora de la eficiencia de las empresas de logística. El sistema de Internet de las cosas basado en RFID para vehículos que se presenta en este artículo es un sistema inteligente que se ejecuta en la terminal del vehículo. Se instala detrás del vehículo de transporte. A través de la tecnología RFID y otras tecnologías de recopilación de información dinámica, se comunica automáticamente con el centro de control sin operación manual para realizar el control del vehículo. Control total del proceso.

1 Análisis general del sistema

El sistema de Internet de las cosas para vehículos se desarrolla en la plataforma Linux utilizando el procesador integrado ARM11 y adopta posicionamiento GPS, tecnología de comunicación GPRS, tecnología de radiofrecuencia inalámbrica RFID, etc. La capa inferior del terminal montado en el vehículo se basa en una plataforma integrada. El software integrado se implanta en el terminal logístico montado en el vehículo y el control de otros módulos funcionales se completa a través del programa de control escrito para lograr las siguientes funciones:

1) Transmisión completa de información en tiempo real;

2) Se integra un lector de tarjetas en el terminal remoto para identificar y registrar las mercancías cargadas;

3) Lograr un posicionamiento preciso durante todo el proceso;

4) Utilizar el dispositivo de cámara para obtener la información de imagen requerida;

5) Comunicación con el centro de control;

2. Diseño de hardware del sistema

El sistema de terminal montado en vehículo logístico IoT consta principalmente del sistema central ARM11, módulo GPS, módulo GPRS, módulo de identificación RFID, módulo de adquisición de imágenes, etc.

Este sistema requiere transmisión en tiempo real, ubicación GPS, información de identificación RFID, etc., seguimiento dinámico en tiempo real de vehículos y necesidades integrales desde todos los aspectos. La CPU del sistema integrado utiliza el microprocesador S3C 6410 de Samsung, con una frecuencia principal estable de 667 MHz y la frecuencia principal más alta. La frecuencia puede alcanzar los 800 MHz, integra muchas interfaces periféricas, tiene las características de alto rendimiento, bajo consumo de energía, gran espacio de almacenamiento y gran potencia informática, lo que satisface las necesidades de este sistema para el procesamiento y almacenamiento de datos, y realiza las funciones de varias partes. .

El módulo de posicionamiento satelital GS-91 GES seleccionado para el módulo de posicionamiento GPS es una placa de motor de recepción satelital GPS de alto rendimiento y bajo consumo de energía. Es un receptor de posicionamiento satelital completo con funciones integrales y la precisión de posicionamiento puede alcanzar los 10 m.

El módulo de comunicación inalámbrica utiliza el módulo SIM300 de SIMCOM Company. Es un módulo GSM/GPRS de tres bandas que puede funcionar en 3 frecuencias: EGSM900 MHz, DCS 1 800 MHz y PCS 1 900 MHz en todo el mundo. Puede proporcionar hasta 10 tipos de canales múltiples GPRS y es compatible con los esquemas de codificación GPRS CS-1, CS-2, CS-3 y CS-4 4, integrados con el protocolo TCP/IP, que pueden acceder rápidamente a Internet a través de comandos AT.

Nand flash es un periférico de almacenamiento. Este sistema almacena información de video en nandflash. Al mismo tiempo, el Uboot, el kernel, la imagen de arranque y el sistema de archivos de LINUX también se programan en nandflash.

El terminal remoto utiliza un módulo de cámara para completar la función de adquisición de imágenes. El módulo de cámara utiliza la cámara USB Vimicro Z301P. El módulo está conectado directamente a la plataforma integrada a través de la interfaz USB. El sistema integrado almacena las imágenes, lo que garantiza la seguridad de los datos. La información de imagen recopilada se comprime y procesa aún más por el sistema integrado y se envía al centro de control remoto a través del módulo de comunicación inalámbrica.

El módulo de identificación por radiofrecuencia utiliza el módulo de radiofrecuencia inalámbrico nRF24L01. nRF24L01 es un chip transceptor inalámbrico de un solo chip que funciona en la banda de frecuencia ISM mundial de 2,4 a 2,5 GHz. Tiene un consumo de corriente extremadamente bajo. El sistema coloca etiquetas en las mercancías transportadas y utiliza el Lector RFID en elTerminal para identificar y gestionar las mercancías que entran en el vehículo de transporte.

3. Diseño del software del sistema

El sistema de software de la terminal de logística montada en el vehículo de Internet de las cosas utiliza el sistema operativo Linux integrado como plataforma de desarrollo. Primero, se crea el sistema operativo Linux en la PC y luego se configura un entorno de compilación cruzada. En este proceso, la información de posicionamiento GPS, la transmisión inalámbrica GPRS, la recopilación de imágenes, la recopilación de información de identificación RFID, etc. se escriben en la PC utilizando el lenguaje C y luego se compilan de forma cruzada para generar archivos ejecutables y ejecutarlos en el S3C6410.

3.1 Módulo GPS

El programa del módulo GPS es la clave y la base de este sistema. Principalmente, completa la recopilación automática de información como longitud y latitud, velocidad del vehículo, aceleración, altitud y acimut. Después de abrir el dispositivo, primero debe inicializar el puerto serie, configurar la velocidad en baudios, los bits de datos, los bits de parada, los bits de verificación y otros parámetros, luego abra el puerto serie para leer la información GPS original y, finalmente, llame a la función gps_phame(char*line, GPS_INF0*GPS); Analizar la información GPS.

3.2 Módulo GPRS

El programa del módulo GPRS es la clave y la base para realizar redes inalámbricas remotas y comunicación de datos en tiempo real. Principalmente completa funciones como comunicación de datos interactiva, recepción y envío de SMS, actualización de datos en línea y control de comando remoto del centro de despacho. Para tener en cuenta tanto la comunicación de datos como las funciones de envío y recepción de SMS, el módulo GPRS no utiliza el modo de transmisión transparente TCP/IP, sino que funciona en modo de comando AT. La comunicación de datos utiliza el protocolo TCP/IP. El formato de comunicación es el modo de codificación de doble byte PDU personalizado. Los SMS utilizan el formato de datos PDU estándar internacional.

3.3 Reproducción de viaje

Este sistema puede localizar el vehículo en tiempo real y almacenar la ruta de conducción en la memoria flash NAND. La información de vídeo se recopila en la terminal del vehículo. La información de vídeo también se puede almacenar en la memoria flash NAND y la información de la ruta de conducción se puede reproducir.

3.4 Módulo de adquisición de imágenes

Este sistema utiliza el kernel Linux2.6.36, que utiliza el marco del controlador UVC v412 (abreviatura de video4linux2). v412 proporciona un conjunto de especificaciones de interfaz para programas de dispositivos de video Linux, incluido un conjunto de estructuras de datos e interfaces de controlador v412 subyacentes.

3.5 Recopilación de información de identificación

nRF24L01 se comunica con el sistema Linux a través del puerto serial UART. Puede recibir datos de 6 canales diferentes en el modo de recepción. El nRF24L01 configurado en el modo de recepción puede identificar estos 6 transmisores. El nRF24L01 registra la dirección después de confirmar la recepción de los datos. La dirección envía una señal de respuesta a la dirección de destino y el canal de datos 0 en el extremo de envío se utiliza para recibir la señal de respuesta.

La parte de inicialización del código nRF24L01 es la siguiente:

4 Resultados y análisis

La interfaz de operación de control y monitoreo de computadora superior de este sistema está desarrollada en lenguaje Java. La plataforma de administración combina información GIS para mostrar la ubicación geográfica de los vehículos monitoreados actualmente en tiempo real para facilitar la consulta de información relevante y una supervisión efectiva.

5 Conclusión

Este artículo propone un sistema de terminal vehicular de Internet de las cosas basado en tecnología RFID, selecciona el sistema operativo Linux integrado y el procesador S3C6410 como plataforma de software y hardware, y desarrolla con éxito un prototipo. Mediante el monitoreo remoto en tiempo real de los vehículos de las empresas de logística, se puede mejorar la eficiencia logística y ahorrar costos logísticos; mediante el posicionamiento del vehículo, el monitoreo de la información del estado del vehículo y otras funciones, se puede monitorear todo el proceso de conducción de los vehículos para mejorar la seguridad de la conducción. El uso de terminales de logística IoT montados en vehículos basados en RFID introduce conceptos avanzados de gestión logística en el proceso de producción y operación. Al mismo tiempo, debido a que el sistema utiliza una red inalámbrica, se puede lograr una comunicación en tiempo real con el centro de control siempre que esté dentro de la cobertura de la red GPRS, lo cual es muy bueno. La realización del monitoreo de posicionamiento preciso en tiempo real tiene un valor muy práctico.