基于RFID、GPS、GPRS的物流追蹤系統(tǒng)的研制

2.1.3 GPRS模塊設(shè)計(jì)分析

車(chē)載終端選用的GPRS通信模塊是西門(mén)子的MC52i，該模塊是一款雙頻的GSM/GPRS模塊，內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧;具有快速GPRS技術(shù)，該模塊體積小、重量輕、功耗低，支持?jǐn)?shù)據(jù)、語(yǔ)音、短信息和傳真等功能，AT命令控制符合GSM07.05，工作頻率在900/1 800 MHz。

MC52i支持的電壓范圍是3.3～4.4 V，電流消耗在睡眠狀態(tài)是3.0 mA，在閑置的狀態(tài)下是10.0μA，在通話狀態(tài)下電流消耗是300 mA，最高時(shí)可達(dá)到2.0 A，在掉電狀態(tài)下電流僅為100μA。功率在900 MHz時(shí)是2 W，在1 800 MHz時(shí)是1 W。數(shù)據(jù)特征為CSD最大達(dá)到14.4 kbps、USSD、不透明模式。該模塊使用方便具備電源接口，1.8 V/3.0 V SIM卡接口，全雙工UART接口，TTL輸出，50歐姆天線連接器。

MC52i的TXD引腳和RXD引腳分和STM32F103RBT6的RXD和TXD連接在一起。該模塊支持UART接口的數(shù)據(jù)輸入輸出，其中UART默認(rèn)波特率為9 600，8位數(shù)據(jù)位，無(wú)奇偶校驗(yàn)位。

2.1.4 RFID模塊設(shè)計(jì)分析

RFID模塊主要是采用通道式讀寫(xiě)器和電子標(biāo)簽通信的方式，檢查電子標(biāo)簽的變動(dòng)信息，將電子標(biāo)簽的變動(dòng)信息傳輸?shù)紺PU，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理后通過(guò)GPRS模塊將需要傳送的信息傳送到監(jiān)管平臺(tái)。

RFID標(biāo)簽，也稱(chēng)智能標(biāo)簽，由于其一系列優(yōu)點(diǎn)，正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。通常是由印刷層、芯片層與底層構(gòu)成。芯片層在印刷層與底層之間，是標(biāo)簽的核心部分，芯片層不能承受印刷壓力，因此通常的做法是先印好印刷層，做好底層，再與芯片層復(fù)合。智能標(biāo)簽是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)。它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，與條形碼相比，智能標(biāo)簽是可擦寫(xiě)的，非接觸性的，可同時(shí)讀取，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量大，且包含的是單個(gè)產(chǎn)品的信息。按照頻率劃分，包括125 kHz、13.56MHz、9.15MHz、2.45 GHz、5.8 GHz。本系統(tǒng)采用的是一種無(wú)源RFID H4006芯片。其基本性能如下：工作頻率范圍為10～15兆赫茲，通常選用13.56 MHz來(lái)進(jìn)行身份識(shí)別。片內(nèi)有一個(gè)64位可編程存儲(chǔ)器，可用于存儲(chǔ)相關(guān)信息。H4006的信息傳輸方式采用負(fù)載調(diào)制，編碼為密勒碼，數(shù)據(jù)傳輸速率為26 484波特(亦可為其他速率，但需預(yù)先選定)。由于H4006內(nèi)含諧振電路和電源濾波電容，因而使用更方便。H4006在無(wú)線方式下為只讀存貯卡，其編程采用在線編程方式。

RFID模塊中另一個(gè)重要的部分是高頻多通道讀寫(xiě)器，本系統(tǒng)選用的是捷通的四通道高頻讀寫(xiě)器，該讀寫(xiě)器能夠一次識(shí)讀200個(gè)標(biāo)簽，將該讀寫(xiě)器裝載物流車(chē)廂頂部即可，通過(guò)485總線的方式與控制器相連接。RFID模塊的連接電路圖如圖4所示。

2.2 物流監(jiān)管平臺(tái)設(shè)計(jì)分析

物流監(jiān)管平臺(tái)主要是GPRS接收模塊和服務(wù)器組成，GPRS模塊將接收到的物流信息上傳到服務(wù)器，服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析后存入數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)服務(wù)器也可以接收到客戶(hù)的訪問(wèn)需求，實(shí)時(shí)下發(fā)信心查詢(xún)物流車(chē)和貨物的動(dòng)態(tài)信息。

3 軟件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)的軟件部分主要由上位機(jī)軟件和車(chē)載物流終端兩部分組成。在此詳細(xì)介紹車(chē)載物流終端的軟件設(shè)計(jì)。

物流車(chē)載終端設(shè)備在開(kāi)機(jī)后進(jìn)行初始化，初始化包括GPS初始化、GPRS初始化、RFID初始化3個(gè)部分，初始化正常后進(jìn)入while循環(huán)等待上位機(jī)的中斷請(qǐng)求，當(dāng)上位機(jī)出現(xiàn)中斷請(qǐng)求時(shí)，控制器采集GPS模塊和RFID的數(shù)據(jù)，通過(guò)GPRS模塊上傳到上位機(jī)平臺(tái)，上位機(jī)平臺(tái)對(duì)采集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，檢查是否出現(xiàn)異常變動(dòng)情況。當(dāng)上位機(jī)沒(méi)有中斷請(qǐng)求時(shí)，車(chē)載中斷控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)等待，等到規(guī)定時(shí)間后自動(dòng)采集GPS模塊的地理位置信息和RFID的標(biāo)簽信息，將采集到的信息上傳到上位機(jī)平臺(tái)。物流車(chē)載中斷的主程序流程圖如圖5所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

文中針對(duì)當(dāng)今物流過(guò)程中的貴重物品丟失和物流信息無(wú)法實(shí)時(shí)性采集的問(wèn)題，研究了基于GPS、GPRS和RFID的物流追蹤系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)能夠?qū)F重物品在物流過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦出現(xiàn)異常情況，能夠及時(shí)報(bào)警通知物流人員，減少貴重物品和危險(xiǎn)品的丟失。在接下來(lái)的研究中不僅將物流信息實(shí)時(shí)的上傳到物流監(jiān)管平臺(tái)，更進(jìn)一步的與顧客進(jìn)行信息溝通，使顧客能夠?qū)崟r(shí)了解并監(jiān)管自己物品的物流過(guò)程，是物流行業(yè)更加安全，操作更加高效。