冷链物流物联网系统
研究了冷链物流物联网系统车载监控终端的工作原理，给出了设计方案。完成了车载监控终端的硬件设计和嵌入式软件设计，初步制作了工程样机，并进行测试。测试结果表明，样机能够完成车厢温度和车辆位置信息的采集，并将信息通过GPRS网络实时上传至后台服务器。关键词 冷链物流，物联网，北斗目 录
1 引言 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 国内外研究与发展现状 2
1.3 课题主要研究内容 3
2 车载监控终端工作原理 4
2.1 冷链物流溯源监控物联网系统 4
2.2 数据采集 4
2.2.1 车厢温度采集 4
2.2.2 车辆位置采集 5
2.3 数据传输 6
3 车载监控终端硬件设计 6
3.1 硬件总体设计 6
3.2 电源电路设计 7
3.3 最小系统设计 8
3.4 北斗导航电路设计 10
3.5 射频电路设计 11
3.6 GPRS透明传输电路设计 12
4 车载监控终端程序设计 14
4.1 总体流程设计 14
4.2 车辆位置采集程序设计 14
4.3 射频通信程序设计 15
4.4 GPRS透明传输程序设计 18
5 车载监控终端测试与实验 19
5.1 车载监控终端硬件制作 19
5.2 单元测试 20
5.2.1 车载监控终端与采集节点的射频通信测试 20
5.2.2 北斗导航测试 21
5.2.2 GPRS透明传输模块测试 22
5.3 综合测试 22
结 论 26
致 谢 27
参 考 文 献 28
1 引言
1.1 研究背景与意义
课题来源于2014年度江苏省科技厅产学研联合创新资金-前瞻性联合研究项目“冷链物流溯源监控物联网系统研发(BY2014097)”。
我国全程冷链的比率 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
输模块测试 22
5.3 综合测试 22
结 论 26
致 谢 27
参 考 文 献 28
1 引言
1.1 研究背景与意义
课题来源于2014年度江苏省科技厅产学研联合创新资金-前瞻性联合研究项目“冷链物流溯源监控物联网系统研发(BY2014097)”。
我国全程冷链的比率低[1,2]，大部分生鲜农产品在常温下流通。怎么保证生鲜农产品从农田到餐桌的的质量成为一个大众关心的食品安全问题。冷链物流实时监控系统的提供了一种保证生鲜农产品质量有效方法[3]。研究与设计冷链物流实时监控系统对提升我国冷链物流水平具有极大的意义。然而，各种技术问题与繁琐交易环节使得智能化管理程度降低，所以，不论是从技术上还是管理上做到实时监控都是很困难的[4]。
本课题致力于设计一种应用于冷链物流溯源监控物联网系统的车载监控终端，实现车辆信息实采集功能，为后台万维网服务器提供实时的监控数据。这些数据也为以后的溯源和问题追溯提供依据，让冷链物流运输过程中出现的问题暴露出来。车载监控终端从技术上实现冷链物流车辆信息的实时采集，为农产品冷链物流整个供应链环节相关的管理和数据交换系统提供技术支持[4]，对建立起农产品冷链物流信息平台具有积极意义。
车载监控终端结合冷链物流溯源监控物联网系统中的软件平台，将为农产品冷藏运输全程低温、冷链物流全程溯源提供一种参考方案。
1.2 国内外研究与发展现状
发达国家应用先进的冷链监控监控技术，并利用铁路、公路和水路等多式联运[5]，其肉禽、蔬菜、水果冷链流通率已达到90%以上。
Charbel Nicolas等人研究了一种具有自组织能力的冷链监测无线传感网系统。无线传感网中的传感器随着货物被移动到不同网络，传感器可以依据它们所在位置动态开关，也可以根据不同的工作环境选择选不同的协议。该系统的应用使得冷链监控更加灵活。实时采集的数据存储在传感器中，所有数据可以通过PDA从任何传感器中进行查询[6]。这种断开式监控方式不能及时反馈货物的温度信息。如果货物在运输过程中解冻，司机或货主只能事后获知，此时，已造成了一定的经济损失。
Schumacher Ina等人开发一套物流管理的智能监控系统[7]，他们设计了两种用于温度监测的技术方案。一种是采用的CC1101和MSP430相结合的多芯片温度采集方案，另一种是基于RFID温度采集方案。采集得到的温度通过GPRS网络发送至中央管理中心，通过蓝牙传到驾驶室中，并允许驾驶员在损失发生之前主动调控车辆。采用了基于RFID温度采集方案的系统只有在温度超出警戒值后才向中央管理中心发送故障信息。两种方案在德国和西班牙进行多天的实地测试，测试结果良好。相比于前一个系统，这套物流管理的智能监控系统抛弃了无线传感网技术，温度采集节点变得更加简单，并加入报警机制，弥补前一个系统的不足。但是Schumacher Ina等人并没有道明溯源这一块内容。
国内武汉阿米特科技有限公司的冷链物流监控解决方案、江苏思瑞德物联网科技有限公司的智能冷链物流解决方案集成了冷链物流车辆的车厢温度和温度实时在线监控功能的产品。其中，武汉阿米特AT500冷藏车监控系统是一种基于GPRS网络的无线冷藏车监控解决方案。它能给所有类型的冷藏车辆提供支持。系统采用GPRS无线网络技术，实现数据的远程在线监控。系统由底层传感器以及上层的监控软件组成。监测装置配备数据卡，通过运营商提供的无线通讯服务，将数据发送至互联网；后台监控主机直接从互联网获取数据，实现在线监测。系统集温度、湿度、速度定位等多种状态监测于一体，可用于冷藏车、槽罐车、汽车等车辆监控。
国内用于冷链监控方面的系统多使用GPRS网络将温度信息实时传输到后台，温度信息车载监控终端采集。但是在溯源方面，缺少对应的支持。为了做到溯源，冷链监控还需要采集车辆的位置信息。
在其他领域，车载监控终端通常具有定位功能，如耿大威设计了基于北斗/GPS双模卫星定位系统的车载监控终端，车载监控终端的硬件平台将北斗/GPS双模卫星定位模块和GSM/GPRS通信模块集成在一张电路板上述，并将MCU和其他部分放在另一张电路板上[8]；赵敏应用手机模块的GPRS功能和短信功能来实现智能仪表与服务器数据中心的数据传输[9]。GPS与GPRS的结合实现了车辆位置实时的监控，为冷链物流的溯源提供了技
1 引言 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 国内外研究与发展现状 2
1.3 课题主要研究内容 3
2 车载监控终端工作原理 4
2.1 冷链物流溯源监控物联网系统 4
2.2 数据采集 4
2.2.1 车厢温度采集 4
2.2.2 车辆位置采集 5
2.3 数据传输 6
3 车载监控终端硬件设计 6
3.1 硬件总体设计 6
3.2 电源电路设计 7
3.3 最小系统设计 8
3.4 北斗导航电路设计 10
3.5 射频电路设计 11
3.6 GPRS透明传输电路设计 12
4 车载监控终端程序设计 14
4.1 总体流程设计 14
4.2 车辆位置采集程序设计 14
4.3 射频通信程序设计 15
4.4 GPRS透明传输程序设计 18
5 车载监控终端测试与实验 19
5.1 车载监控终端硬件制作 19
5.2 单元测试 20
5.2.1 车载监控终端与采集节点的射频通信测试 20
5.2.2 北斗导航测试 21
5.2.2 GPRS透明传输模块测试 22
5.3 综合测试 22
结 论 26
致 谢 27
参 考 文 献 28
1 引言
1.1 研究背景与意义
课题来源于2014年度江苏省科技厅产学研联合创新资金-前瞻性联合研究项目“冷链物流溯源监控物联网系统研发(BY2014097)”。
我国全程冷链的比率 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
输模块测试 22
5.3 综合测试 22
结 论 26
致 谢 27
参 考 文 献 28
1 引言
1.1 研究背景与意义
课题来源于2014年度江苏省科技厅产学研联合创新资金-前瞻性联合研究项目“冷链物流溯源监控物联网系统研发(BY2014097)”。
我国全程冷链的比率低[1,2]，大部分生鲜农产品在常温下流通。怎么保证生鲜农产品从农田到餐桌的的质量成为一个大众关心的食品安全问题。冷链物流实时监控系统的提供了一种保证生鲜农产品质量有效方法[3]。研究与设计冷链物流实时监控系统对提升我国冷链物流水平具有极大的意义。然而，各种技术问题与繁琐交易环节使得智能化管理程度降低，所以，不论是从技术上还是管理上做到实时监控都是很困难的[4]。
本课题致力于设计一种应用于冷链物流溯源监控物联网系统的车载监控终端，实现车辆信息实采集功能，为后台万维网服务器提供实时的监控数据。这些数据也为以后的溯源和问题追溯提供依据，让冷链物流运输过程中出现的问题暴露出来。车载监控终端从技术上实现冷链物流车辆信息的实时采集，为农产品冷链物流整个供应链环节相关的管理和数据交换系统提供技术支持[4]，对建立起农产品冷链物流信息平台具有积极意义。
车载监控终端结合冷链物流溯源监控物联网系统中的软件平台，将为农产品冷藏运输全程低温、冷链物流全程溯源提供一种参考方案。
1.2 国内外研究与发展现状
发达国家应用先进的冷链监控监控技术，并利用铁路、公路和水路等多式联运[5]，其肉禽、蔬菜、水果冷链流通率已达到90%以上。
Charbel Nicolas等人研究了一种具有自组织能力的冷链监测无线传感网系统。无线传感网中的传感器随着货物被移动到不同网络，传感器可以依据它们所在位置动态开关，也可以根据不同的工作环境选择选不同的协议。该系统的应用使得冷链监控更加灵活。实时采集的数据存储在传感器中，所有数据可以通过PDA从任何传感器中进行查询[6]。这种断开式监控方式不能及时反馈货物的温度信息。如果货物在运输过程中解冻，司机或货主只能事后获知，此时，已造成了一定的经济损失。
Schumacher Ina等人开发一套物流管理的智能监控系统[7]，他们设计了两种用于温度监测的技术方案。一种是采用的CC1101和MSP430相结合的多芯片温度采集方案，另一种是基于RFID温度采集方案。采集得到的温度通过GPRS网络发送至中央管理中心，通过蓝牙传到驾驶室中，并允许驾驶员在损失发生之前主动调控车辆。采用了基于RFID温度采集方案的系统只有在温度超出警戒值后才向中央管理中心发送故障信息。两种方案在德国和西班牙进行多天的实地测试，测试结果良好。相比于前一个系统，这套物流管理的智能监控系统抛弃了无线传感网技术，温度采集节点变得更加简单，并加入报警机制，弥补前一个系统的不足。但是Schumacher Ina等人并没有道明溯源这一块内容。
国内武汉阿米特科技有限公司的冷链物流监控解决方案、江苏思瑞德物联网科技有限公司的智能冷链物流解决方案集成了冷链物流车辆的车厢温度和温度实时在线监控功能的产品。其中，武汉阿米特AT500冷藏车监控系统是一种基于GPRS网络的无线冷藏车监控解决方案。它能给所有类型的冷藏车辆提供支持。系统采用GPRS无线网络技术，实现数据的远程在线监控。系统由底层传感器以及上层的监控软件组成。监测装置配备数据卡，通过运营商提供的无线通讯服务，将数据发送至互联网；后台监控主机直接从互联网获取数据，实现在线监测。系统集温度、湿度、速度定位等多种状态监测于一体，可用于冷藏车、槽罐车、汽车等车辆监控。
国内用于冷链监控方面的系统多使用GPRS网络将温度信息实时传输到后台，温度信息车载监控终端采集。但是在溯源方面，缺少对应的支持。为了做到溯源，冷链监控还需要采集车辆的位置信息。
在其他领域，车载监控终端通常具有定位功能，如耿大威设计了基于北斗/GPS双模卫星定位系统的车载监控终端，车载监控终端的硬件平台将北斗/GPS双模卫星定位模块和GSM/GPRS通信模块集成在一张电路板上述，并将MCU和其他部分放在另一张电路板上[8]；赵敏应用手机模块的GPRS功能和短信功能来实现智能仪表与服务器数据中心的数据传输[9]。GPS与GPRS的结合实现了车辆位置实时的监控，为冷链物流的溯源提供了技
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