RFID技術を活用したIoT車両端末システムの設計を詳しく解説

現在、情報化の急速な進展に伴い、デジタル情報の活用はますます成熟しており、さまざまな産業がデジタル情報を活用して産業構造の最適化や市場の獲得を図っています。 現在普及している車載端末の多くはカメラの録画機能のみを利用しており、監視情報をタイムリーに監視センターに送信することができません。 これらは真のリアルタイム遠隔監視端末ではないため、自動運用のニーズを満たすことができません。 現在の物流業界の急速な発展に伴い、物流業界の管理へのモノのインターネット技術の導入は、物流会社の効率向上において倍増の役割を果たすことになります。 この記事で紹介する RFID ベースのモノのインターネット車両システムは、車両端末内で動作するインテリジェント システムです。 輸送車両の後ろに設置されています。 RFID技術などの動的な情報収集技術により、人手を介さずに自動的に管制センターと通信し、車両制御を実現します。 プロセスを完全に制御します。

1 システム全体の分析

モノのインターネット車両システムは、ARM11組み込みプロセッサを使用したLinuxプラットフォーム上で開発され、GPS測位、GPRS通信技術、RFID無線高周波技術などを採用しています。車載端末の最下層は組み込みプラットフォームに基づいています。 。 組込みソフトウェアは物流車載端末に組み込まれ、書かれた制御プログラムによって他の機能モジュールの制御が完了し、以下の機能を実現します。

1) リアルタイムでの完全な情報伝達。

2) リモート端末にはカードリーダーが組み込まれており、積み込まれた商品を識別して記録します。

3) プロセス全体を通じて正確な位置決めを実現します。

4) カメラデバイスを使用して必要な画像情報を取得します。

5) コントロールセンターとの通信。

2. システムハードウェア設計

IoT物流車載端末システムは主にARM11コアシステム、GPSモジュール、GPRSモジュール、RFID識別モジュール、画像取得モジュールなどで構成されています。

このシステムには、リアルタイム伝送、GPS位置情報、RFID識別情報など、車両のリアルタイム動的追跡と、あらゆる面からの総合的なニーズが求められます。 組み込みシステムの CPU には、安定したメイン周波数 667 MHz と最高のメイン周波数を備えた Samsung の S3C 6410 マイクロプロセッサが使用されています。 周波数は800 MHzに達し、多くの周辺インターフェースを統合し、高性能、低消費電力、大規模な記憶スペースと強力な計算能力の特徴を持ち、データ処理と記憶に対するこのシステムのニーズを満たし、次の機能を実現します。 色々な部分。 。

GPS測位モジュールとして採用されたGS-91 GES衛星測位モジュールは、高性能・低消費電力のGPS衛星受信エンジンボードです。 オールラウンドな機能を備えた完全な衛星測位受信機で、測位精度は10mに達します。

無線通信モジュールはSIMCOM社のSIM300モジュールを使用しています。 これは、世界中で EGSM900 MHz、DCS 1 800 MHz、PCS 1 900 MHz の 3 つの周波数で動作できる 3 バンド GSM/GPRS モジュールです。 最大 10 の GPRS マルチチャネル タイプを提供でき、CS-1、CS-2、CS-3、および CS-4 4 GPRS エンコーディング スキームをサポートし、TCP/IP プロトコルに組み込まれており、AT コマンドを通じてインターネットに迅速にアクセスできます。

Nand フラッシュはストレージ周辺機器です。 このシステムはビデオ情報を nandflash に保存します。 同時に、LINUX の Uboot、カーネル、ブート イメージ、およびファイル システムも nandflash にプログラムされます。

リモート端末はカメラ モジュールを使用して画像取得機能を完了します。 カメラ モジュールは Vimicro Z301P USB カメラを使用します。 モジュールは、USB インターフェイスを介して組み込みプラットフォームに直接接続されます。 組み込みシステムが画像を保存し、データのセキュリティを確保します。 収集された画像情報は、組み込みシステムによってさらに圧縮および処理され、無線通信モジュールを通じてリモート コントロール センターに送信されます。

無線周波数識別モジュールは、nRF24L01 無線周波数モジュールを使用します。 nRF24L01 は、2.4 ～ 2.5 GHz の世界規模の ISM 周波数帯域で動作するシングルチップ無線トランシーバ チップです。 消費電流が極めて低いのが特徴です。 このシステムは、輸送される商品にタグを付け、商品の RFID リーダーを使用します。輸送車両に入る商品を識別および管理するための端末。

3. システムソフトウェア設計

モノのインターネット物流車載端末のソフトウェアシステムは、組み込みLinuxオペレーティングシステムを開発プラットフォームとして使用しています。 まず、PC 上に Linux オペレーティング システムを構築し、次にクロスコンパイル環境をセットアップします。 このプロセスでは、GPS 測位情報、GPRS 無線送信、画像収集、RFID 識別情報収集などをすべて PC 上で C 言語を使用して記述し、クロスコンパイルして実行ファイルを生成し、S3C6410 上で実行します。

3.1 GPSモジュール

GPS モジュール プログラムは、このシステムの鍵であり基盤です。 主に経度、緯度、車速、加速度、高度、方位などの情報の自動収集を完了します。 デバイスを開いた後、まずシリアル ポートを初期化し、ボー レート、データ ビット、ストップ ビット、チェック ビット、その他のパラメータを設定する必要があります。次にシリアル ポートを開いて元の GPS 情報を読み取り、最後に関数 gps_phame( char*line、GPS_INF0*GPS); GPS情報を解析します。

3.2 GPRSモジュール

GPRS モジュール プログラムは、リモート ワイヤレス ネットワーキングとリアルタイム データ通信を実現するための鍵および基盤です。 主に、双方向データ通信、SMS送受信、オンラインデータ更新、配車センター遠隔コマンド制御などの機能を実現します。 データ通信と SMS 送受信機能の両方を考慮するために、GPRS モジュールは TCP/IP 透過伝送モードを使用せず、AT コマンド モードで動作します。 データ通信にはTCP/IPプロトコルを使用します。 通信フォーマットはカスタムPDUの2バイトエンコードモードです。 SMS は国際標準の PDU データ形式を使用します。

3.3 トリップ再生

このシステムはリアルタイムで車両の位置を特定し、走行ルートを nand フラッシュに保存できます。 映像情報は車両端末に収集されます。 nandフラッシュに映像情報を保存し、走行ルート情報を再生することも可能です。

3.4 画像取得モジュール

このシステムは、UVC ドライバー v412 (video4linux2 の略) フレームワークを使用する Linux2.6.36 カーネルを使用します。 v412 は、一連のデータ構造と基礎となる v412 ドライバー インターフェイスを含む、Linux ビデオ デバイス プログラム用の一連のインターフェイス仕様を提供します。

3.5 識別情報の収集

nRF24L01 は、UART シリアル ポートを介して Linux システムと通信します。 受信モードでは6つの異なるチャネルからデータを受信できます。 nRF24L01を受信モードに設定すると、この6つの送信機を識別できます。 nRF24L01はデータの受信を確認してアドレスを記録します。 アドレスはターゲットアドレスに対して応答信号を送信し、送信側のデータチャネル0は応答信号の受信に使用されます。

コードの nRF24L01 初期化部分は次のとおりです。

4 結果と分析

本システムの上位コンピュータ監視・制御操作インターフェースはJava言語で開発されています。 管理プラットフォームは GIS 情報を組み合わせて、現在監視されている車両の地理的位置をリアルタイムで表示し、関連情報の照会と効果的な監視を容易にします。

5。結論

この記事では、RFID テクノロジーに基づくモノのインターネット車両端末システムを提案し、組み込み Linux オペレーティング システムと S3C6410 プロセッサをソフトウェアおよびハードウェア プラットフォームとして選択し、プロトタイプの開発に成功しました。 物流会社の車両をリアルタイムで遠隔監視することで、物流効率を向上させ、物流コストを節約できます。 車両位置測位、車両状態情報監視などの機能を通じて、車両の運転プロセス全体を監視し、運転の安全性を向上させることができます。 RFIDベースのIoT物流車載端末を活用することで、生産・運用プロセスに高度な物流管理コンセプトを導入します。 同時に、システムは無線ネットワークを使用するため、GPRSネットワークのカバー範囲内であればコントロールセンターとのリアルタイム通信を実現でき、非常に優れています。リアルタイムの正確な位置監視の実現 非常に実用的な価値があります。