Penjelasan detail mengenai perancangan sistem terminal kendaraan IoT berbasis teknologi RFID

Saat ini, dengan pesatnya perkembangan informatisasi, penerapan informasi digital semakin matang, dan berbagai industri menggunakannya untuk mengoptimalkan struktur industri dan merebut pasar. Saat ini, sebagian besar terminal yang dipasang di kendaraan yang banyak digunakan hanya menggunakan fungsi perekaman kamera dan tidak dapat mengirimkan informasi pemantauan kembali ke pusat pemantauan secara tepat waktu. Terminal tersebut bukanlah terminal pemantauan jarak jauh real-time dan tidak dapat memenuhi kebutuhan operasi otomatis. Dengan pesatnya perkembangan industri logistik saat ini, pengenalan teknologi Internet of Things ke dalam manajemen Industri logistik akan memainkan peran pengganda dalam meningkatkan efisiensi perusahaan logistik. Sistem kendaraan Internet of Things berbasis RFID yang diperkenalkan dalam artikel ini adalah sistem cerdas yang berjalan di terminal kendaraan. Itu dipasang di belakang kendaraan pengangkut. Melalui teknologi RFID dan teknologi pengumpulan informasi dinamis lainnya, secara otomatis berkomunikasi dengan pusat kendali tanpa operasi manual untuk mewujudkan pengendalian kendaraan. Kontrol penuh atas proses.

1 Analisis keseluruhan sistem

Sistem kendaraan Internet of Things dikembangkan pada platform Linux menggunakan prosesor tertanam ARM11, dan mengadopsi penentuan posisi GPS, teknologi komunikasi GPRS, teknologi frekuensi radio nirkabel RFID, dll. Lapisan bawah terminal yang dipasang di kendaraan didasarkan pada platform tertanam . Perangkat lunak tertanam ditanamkan ke terminal yang dipasang di kendaraan logistik dan kontrol modul fungsional lainnya diselesaikan melalui program kontrol tertulis untuk mencapai fungsi berikut:

1) Menyelesaikan transmisi informasi secara real time;

2) Pembaca kartu tertanam di terminal jarak jauh untuk mengidentifikasi dan mencatat barang yang dimuat;

3) Mencapai posisi yang tepat di seluruh proses;

4) Gunakan perangkat kamera untuk memperoleh informasi gambar yang diperlukan;

5) Komunikasi dengan pusat kendali;

2. Perancangan perangkat keras sistem

Sistem terminal yang dipasang di kendaraan logistik IoT terutama terdiri dari sistem inti ARM11, modul GPS, modul GPRS, modul identifikasi RFID, modul akuisisi gambar, dll.

Sistem ini memerlukan transmisi real-time, lokasi GPS, informasi identifikasi RFID, dll., pelacakan dinamis kendaraan secara real-time, dan kebutuhan komprehensif dari semua aspek. CPU sistem yang ditanamkan menggunakan mikroprosesor Samsung S3C 6410, dengan frekuensi utama stabil 667 MHz dan frekuensi utama tertinggi. Frekuensinya bisa mencapai 800 MHz, mengintegrasikan banyak antarmuka periferal, memiliki karakteristik kinerja tinggi, konsumsi daya rendah, ruang penyimpanan besar dan daya komputasi yang kuat, yang memenuhi kebutuhan sistem ini untuk pemrosesan dan penyimpanan data, dan mewujudkan fungsi dari berbagai bagian. .

Modul penentuan posisi satelit GS-91 GES yang dipilih untuk modul penentuan posisi GPS adalah papan mesin penerima satelit GPS berkinerja tinggi dan hemat daya. Ini adalah penerima penentuan posisi satelit lengkap dengan fungsi serba guna, dan akurasi penentuan posisi dapat mencapai 10 m.

Modul komunikasi nirkabel menggunakan modul SIM300 dari Perusahaan SIMCOM. Ini adalah modul GSM/GPRS tiga band yang dapat bekerja pada 3 frekuensi: EGSM900 MHz, DCS 1 800 MHz, dan PCS 1 900 MHz di seluruh dunia. Ini dapat menyediakan hingga 10 tipe multi-saluran GPRS, dan mendukung CS-1. Skema pengkodean GPRS CS-2, CS-3 dan CS-4 4, tertanam dengan proTokol TCP/IP, dapat dengan cepat mengakses Internet melalui perintah AT.

Nand flash adalah perangkat penyimpanan. Sistem ini menyimpan informasi video di nandflash. Pada saat yang sama, Uboot, kernel, image boot, dan sistem file LINUX juga diprogram ke dalam nandflash.

Terminal jarak jauh menggunakan modul kamera untuk menyelesaikan fungsi akuisisi gambar. Modul kamera menggunakan kamera USB Vimicro Z301P. Modul ini terhubung langsung ke platform tertanam melalui antarmuka USB. Sistem tertanam menyimpan gambar, memastikan keamanan data. Informasi gambar yang dikumpulkan selanjutnya dikompresi dan diproses oleh sistem tertanam dan dikirim ke pusat kendali jarak jauh melalui modul komunikasi nirkabel.

Modul identifikasi frekuensi radio menggunakan modul frekuensi radio nirkabel nRF24L01. nRF24L01 adalah chip transceiver nirkabel chip tunggal yang bekerja pada pita frekuensi ISM di seluruh dunia sebesar 2,4 hingga 2,5 GHz. Ini memiliki konsumsi saat ini yang sangat rendah. Sistem menempatkan tag pada barang yang diangkut dan menggunakan Pembaca RFID di dalamnyaterminal untuk mengidentifikasi dan mengelola barang yang masuk ke kendaraan pengangkut.

3. Desain perangkat lunak sistem

Sistem perangkat lunak terminal yang dipasang di kendaraan logistik Internet of Things menggunakan sistem operasi Linux tertanam sebagai platform pengembangan. Pertama-tama bangun sistem operasi Linux di PC, lalu siapkan lingkungan kompilasi silang. Dalam proses ini, informasi penentuan posisi GPS, transmisi nirkabel GPRS, pengumpulan gambar, pengumpulan informasi identifikasi RFID, dll. semuanya ditulis pada PC menggunakan bahasa C, dan kemudian dikompilasi silang untuk menghasilkan file yang dapat dieksekusi dan dijalankan pada S3C6410.

3.1 modul GPS

Program modul GPS adalah kunci dan fondasi sistem ini. Ini terutama melengkapi pengumpulan informasi otomatis seperti bujur dan lintang, kecepatan kendaraan, akselerasi, ketinggian, dan azimuth. Setelah membuka perangkat, pertama-tama Anda perlu menginisialisasi port serial, mengatur baud rate, bit data, bit stop, bit pemeriksaan, dan parameter lainnya, kemudian membuka port serial untuk membaca informasi GPS asli, dan terakhir memanggil fungsi gps_phame( karakter*garis, GPS_INF0*GPS); Analisis informasi GPS.

3.2 modul GPRS

Program modul GPRS merupakan kunci dan landasan untuk mewujudkan jaringan nirkabel jarak jauh dan komunikasi data real-time. Ini terutama melengkapi fungsi-fungsi seperti komunikasi data interaktif, penerimaan dan pengiriman SMS, pembaruan data online, dan kontrol perintah jarak jauh pusat pengiriman. Untuk memperhitungkan fungsi komunikasi data dan pengiriman dan penerimaan SMS, modul GPRS tidak menggunakan mode transmisi transparan TCP/IP, tetapi bekerja dalam mode perintah AT. Komunikasi data menggunakan protokol TCP/IP. Format komunikasinya adalah mode pengkodean byte ganda PDU khusus. SMS menggunakan format data PDU berstandar Internasional.

3.3 Pemutaran perjalanan

Sistem ini dapat menemukan lokasi kendaraan secara real time dan menyimpan rute berkendara dalam nand flash. Informasi video dikumpulkan di terminal kendaraan. Informasi video juga dapat disimpan dalam nand flash dan informasi rute mengemudi dapat diputar ulang.

3.4 Modul akuisisi gambar

Sistem ini menggunakan kernel Linux2.6.36 yang menggunakan framework driver UVC v412 (kependekan dari video4linux2). v412 menyediakan serangkaian spesifikasi antarmuka untuk program perangkat video Linux, termasuk sekumpulan struktur data dan antarmuka driver v412 yang mendasarinya.

3.5 Pengumpulan informasi identifikasi

nRF24L01 berkomunikasi dengan sistem Linux melalui port serial UART. Itu dapat menerima data dari 6 saluran berbeda dalam mode penerimaan. NRF24L01 yang diatur ke mode penerimaan dapat mengidentifikasi 6 pemancar ini. NRF24L01 mencatat alamat setelah mengkonfirmasi penerimaan data. Alamat mengirimkan sinyal respons ke alamat target, dan saluran data 0 di ujung pengiriman digunakan untuk menerima sinyal respons.

nRF24L01 bagian inisialisasi kodenya adalah sebagai berikut:

4 Hasil dan analisis

Antarmuka operasi pemantauan dan kontrol komputer bagian atas dari sistem ini dikembangkan dalam bahasa Java. Platform manajemen menggabungkan informasi GIS untuk menampilkan lokasi geografis kendaraan yang sedang dipantau secara real time untuk memfasilitasi permintaan informasi yang relevan dan pengawasan yang efektif.

5. Kesimpulan

Artikel ini mengusulkan sistem terminal kendaraan Internet of Things berbasis teknologi RFID, memilih sistem operasi Linux tertanam dan prosesor S3C6410 sebagai platform perangkat lunak dan perangkat keras, dan berhasil mengembangkan prototipe. Melalui pemantauan jarak jauh kendaraan perusahaan logistik secara real-time, efisiensi logistik dapat ditingkatkan dan biaya logistik dapat dihemat; melalui penentuan posisi kendaraan, pemantauan informasi kondisi kendaraan dan fungsi lainnya, seluruh proses berkendara kendaraan dapat dipantau untuk meningkatkan keselamatan berkendara. Penggunaan terminal yang dipasang di kendaraan logistik IoT berbasis RFID memperkenalkan konsep Manajemen Logistik tingkat lanjut ke dalam proses produksi dan operasi. Pada saat yang sama, karena sistem menggunakan jaringan nirkabel, komunikasi real-time dengan pusat kendali dapat dicapai selama berada dalam jangkauan jaringan GPRS, yang sangat baik. Realisasi pemantauan posisi yang tepat secara real-time mempunyai nilai yang sangat praktis.