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如何運(yùn)用RFID技術(shù)打造智能物聯(lián)網(wǎng)車載系統(tǒng)

2025年01月26日 12:32:43人氣：123來源：深圳市用芯物聯(lián)科技有限公司

　　全新的數(shù)字化信息時(shí)代已經(jīng)來臨，數(shù)字化信息應(yīng)用愈發(fā)廣泛，各大企業(yè)紛紛搶占，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。對于汽車行業(yè)來說，得到泛應(yīng)用的就屬汽車終端了。傳統(tǒng)汽車終端僅利用了攝像頭的錄像功能，不能及時(shí)將監(jiān)控信息及時(shí)傳回監(jiān)控中心，并非真正的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，不能滿足自動(dòng)化作業(yè)需求。

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入物流行業(yè)管理，高速、快捷的物流體急需建立，由此一種全新的基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)車載系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。文中介紹的車載系統(tǒng)是運(yùn)行于車載終端中的智能系統(tǒng)，安裝在運(yùn)輸車輛后，通過RFID技術(shù)以及其他動(dòng)態(tài)信息采集技術(shù)，無需人工操作，自動(dòng)與控制中心進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)對車輛的全程掌控。

　　1系統(tǒng)總體分析

　　物聯(lián)網(wǎng)車載系統(tǒng)采用ARM11嵌入式處理器在Linux平臺上進(jìn)行開發(fā)，采用了GPS定位、GPRS通信技術(shù)、RFID無線射頻技術(shù)等。車載終端的底層基于嵌入式平臺，將嵌入式軟件植入物流車載終端，通過寫入的控制程序完成對其他功能模塊的控制，從而實(shí)現(xiàn)以下功能：

　　1)實(shí)時(shí)完成信息傳輸;

　　2)遠(yuǎn)程終端內(nèi)植入讀卡器，對裝車的貨物進(jìn)行識別和記錄;

　　3)實(shí)現(xiàn)自身全程精確定位;

　　4)利用攝像裝置，獲取所需的圖像信息;

　　5)與控制中心的通信;

　　2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　物聯(lián)網(wǎng)物流車載終端系統(tǒng)主要由ARM11核心系統(tǒng)、GPS模塊、GPRS模塊、RFID識別模塊、圖像采集模塊等組成。

　　本系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)傳輸、GPS位置、RFID識別信息等，對車輛實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤，綜合各方面的需求，嵌入式系統(tǒng)的CPU選用Samsung公司的S3C6410微處理器，其穩(wěn)定主頻667MHz，主頻可達(dá)800MHz，集成了許多外設(shè)接口，具有高性能、低功耗的特點(diǎn)，有較大的存儲空間和較強(qiáng)的計(jì)算能力，滿足本系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)處理存儲的需要，實(shí)現(xiàn)各部分功能。

　　GPS定位模塊選用的GS-91GES衛(wèi)星定位模塊，是一個(gè)高性能、低功耗的GPS衛(wèi)星接收引擎板，是一個(gè)完整的衛(wèi)星定位接收器具備功能，定位精度可以達(dá)到10m。

　　無線通信模塊選用SIMCOM公司的SIM300模塊。它是一款三頻段GSM/GPRS模塊，可在范圍內(nèi)的EGSM900MHz、DCS1800MHz、PCS1900MHz3種頻率下工作，能夠提供GPRS多信道類型多達(dá)10個(gè)，并且支持CS-1、CS-2、CS-3和CS-44種GPRS編碼方案，內(nèi)嵌了TCP/IP協(xié)議，只需通過AT指令就能很快接入Internet。

　　Nandflash為存儲外設(shè)。本系統(tǒng)將視頻信息存放在nandflash中，同時(shí)LINUX的Uboot、內(nèi)核、開機(jī)圖片和文件系統(tǒng)也都燒寫到nandflash中。

　　遠(yuǎn)程終端采用攝像頭模塊完成圖像采集功能。攝像頭模塊采用中星微Z301PUSB攝像頭，模塊通過USB接口與嵌入式平臺直接連接，嵌入式系統(tǒng)對圖像進(jìn)行存儲，保障了數(shù)據(jù)的安全性。采集到的圖像信息，經(jīng)過嵌入式系統(tǒng)進(jìn)一步壓縮處理，通過無線通信模塊發(fā)送到遠(yuǎn)程控制中心。

　　射頻識別模塊選用nRF24L01無線射頻模塊，nRF24L01是一款工作在2.4～2.5GHz用ISM頻段的單片無線收發(fā)器芯片，它有極低的電流消耗。系統(tǒng)將標(biāo)簽放置在運(yùn)輸貨物上，通過終端上的RFID讀卡器，對進(jìn)入運(yùn)輸車輛的貨物進(jìn)行識別管理。

　　3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　物聯(lián)網(wǎng)物流車載終端的軟件系統(tǒng)選用嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為開發(fā)平臺。首先在PC機(jī)上搭建Linux操作系統(tǒng)，然后在建立交叉編譯環(huán)境。在這個(gè)過程中，GPS定位信息、GPRS無線傳輸、圖像采集、RFID識別信息的采集等都是采用C語言在PC機(jī)上編寫，然后采用交叉編譯產(chǎn)生可執(zhí)行文件下到S3C6410上運(yùn)行。

　　3.1GPS模塊

　　GPS模塊程序是本系統(tǒng)的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，主要完成經(jīng)緯度、車速、加速度、海拔、方位角等信息的自動(dòng)采集工作。打開設(shè)備以后，首先需要串口初始化，設(shè)置波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)位等參數(shù)，然后打開串口讀取原始GPS信息，最后調(diào)用函數(shù)gps_phame(char*line，GPS_INF0*GPS);對GPS信息進(jìn)行解析。該模塊程序處理流程如圖2所示。

　　3.2GPRS模塊

　　GPRS模塊程序是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線聯(lián)網(wǎng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，主要完成交互數(shù)據(jù)通信、短信接收發(fā)送、在線數(shù)據(jù)更新、調(diào)度中心遠(yuǎn)程指令控制等功能。為了兼顧數(shù)據(jù)通信和短信收發(fā)功能，GPRS模塊沒有使用TCP/IP透明傳輸模式，而是工作在AT指令模式，數(shù)據(jù)通信采用TCP/IP協(xié)議，通信格式為自定義PDU雙字節(jié)編碼模式，短信采用國際通用標(biāo)準(zhǔn)PDU數(shù)據(jù)格式。

　　3.3行程回放

　　本系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)對車輛進(jìn)行定位，同時(shí)將行車路線存儲在nandflash中，而視頻信息在車載終端進(jìn)行采集，視頻信息同樣可以存儲在nandflash中，行車路線信息可以選擇回放，如圖3所示。

　　3.4圖像采集模塊

　　本系統(tǒng)采用Linux2.6.36內(nèi)核，它采用了UVC的驅(qū)動(dòng)v412(video4linux2的簡稱)框架。v412為Linux視頻設(shè)備程序提供了一套接口規(guī)范，包括一套數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和底層v412驅(qū)動(dòng)接口。

　　3.5識別信息采集

　　nRF24L01通過UART串口與Linux系統(tǒng)通信，它在接收模式下可以接收6路不同通道的數(shù)據(jù)，設(shè)置為接收模式的nRF24L01可以對這6個(gè)發(fā)射端進(jìn)行識別，nRF24L01確認(rèn)收到數(shù)據(jù)后記錄地址，以此地址為目標(biāo)地址發(fā)送應(yīng)答信號，在發(fā)送端數(shù)據(jù)通道0被用做接收應(yīng)答信號。

　　在未來，這種基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)車載終端系統(tǒng)可對物流企業(yè)的車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高物流效率，節(jié)約物流成本，也可實(shí)現(xiàn)車輛行車全程監(jiān)控，提高行車安全。只要有GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)與控制中心的實(shí)時(shí)通信，很好的實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)精確定位監(jiān)控，有非常實(shí)用的開發(fā)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：嵌入式軟件 GPS模塊嵌入式處理器

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