基於RFID技術的物聯網車載終端系統設計詳解

在資訊化快速發展的今天，數位資訊的應用日趨成熟，各產業利用它來優化產業結構、搶佔市場。 目前廣泛使用的車載終端大多僅利用攝影機的錄影功能，無法及時將監視器訊息傳回監控中心。 它們不是真正的即時遠端監控終端，不能滿足自動化操作的需求。 隨著目前物流行業的快速發展，將物聯網技術引入物流行業管理將對提高物流企業的效率起到事半功倍的作用。 本文介紹的基於RFID的物聯網車載系統是運行在車載終端的智慧系統。 它安裝在運輸車輛後面。 透過RFID技術等動態資訊擷取技術，自動與控制中心通訊，無需人工操作，實現車輛控制。 完全控制過程。

1 系統總體分析

物聯網車載系統採用ARM11嵌入式處理器在Linux平台上開發，採用GPS定位、GPRS通訊技術、RFID無線射頻技術等，車載終端底層以嵌入式平台為基礎。 將嵌入式軟體植入物流車載終端中，透過編寫的控製程式完成對其他功能模組的控制，實現以下功能：

1）即時完成資訊傳輸；

2）遠端終端內嵌讀卡器，對裝載的貨物進行識別和記錄；

3）實現全程精準定位；

4）利用攝影設備取得所需的影像資訊；

5）與控制中心通訊；

2.系統硬體設計

物聯網物流車載終端系統主要由ARM11核心系統、GPS模組、GPRS模組、RFID辨識模組、影像擷取模組等組成。

這個系統需要即時傳輸、GPS定位、RFID辨識資訊等，車輛即時動態追蹤，綜合各方面的需求。 嵌入式系統的CPU採用三星S3C 6410微處理器，穩定主頻為667 MHz，主頻最高。 主頻可達800 MHz，整合了眾多外圍接口，具有高效能、低功耗、儲存空間大、運算能力強的特點，滿足了本系統對資料處理和儲存的需求，實現了各種零件。 。

GPS定位模組選用的GS-91 GES衛星定位模組是一款高效能、低功耗的GPS衛星接收引擎板。 是一台功能齊全的完整衛星定位接收機，定位精度可達10m。

無線通訊模組採用SIMCOM公司的SIM300模組。 它是一款三頻 GSM/GPRS 模組，可在全球 3 個頻率下運作：EGSM900 MHz、DCS 1 800 MHz 和 PCS 1 900 MHz。 可提供多達10種GPRS多通道類型，支援CS-1、CS-2、CS-3和CS-4 4種GPRS編碼方案，內嵌TCP/IP協議，可透過AT命令快速存取網際網路。

Nand flash是一種儲存外設。 本系統將視訊資訊儲存在nandflash中。 同時，LINUX的Uboot、核心、啟動映像和檔案系統也被編程到nandflash中。

遠端終端採用攝影機模組完成影像擷取功能。 相機模組採用中星微Z301P USB相機。 本模組透過USB介面直接與嵌入式平台連接。 嵌入式系統儲存影像，確保資料安全。 所擷取的影像資訊由嵌入式系統進一步壓縮處理，並透過無線通訊模組傳送至遠端控制中心。

射頻識別模組採用nRF24L01無線射頻模組。 nRF24L01是一款單晶片無線收發器晶片，工作在2.4至2.5 GHz的全球ISM頻段。 它具有極低的電流消耗。 該系統在運輸的貨物上放置標籤，並使用貨物上的 RFID 讀取器終端對進入運輸車輛的貨物進行識別和管理。

3.系統軟體設計

物聯網物流車載終端軟體系統採用嵌入式Linux作業系統作為開發平台。 首先在PC上建置Linux作業系統，然後建置交叉編譯環境。 在此過程中，GPS定位資訊、GPRS無線傳輸、影像擷取、RFID辨識資訊擷取等都是以C語言在PC機上編寫，然後交叉編譯產生可執行檔並在S3C6410上運作。

3.1 GPS模組

GPS模組程式是本系統的關鍵和基礎。 主要完成經緯度、車速、加速度、高度、方位角等資訊的自動採集。 開啟裝置後，首先需要初始化串列埠，設定波特率、資料位元、停止位元、校驗位等參數，然後開啟串列埠讀取原始GPS訊息，最後呼叫函數gps_phame(字元*行，GPS_INF0*GPS); 分析 GPS 資訊。

3.2 GPRS模組

GPRS模組程式是實現遠端無線網路和即時數據通訊的關鍵和基礎。 主要完成互動資料通訊、簡訊收發、資料線上更新、調度中心遠端指揮控制等功能。 為了兼顧資料通訊和簡訊發送接收功能，GPRS模組不採用TCP/IP透傳模式，而是工作在AT指令模式。 數據通訊採用TCP/IP協定。 通訊格式為自訂PDU雙字節編碼方式。 SMS採用國際標準PDU資料格式。

3.3 行程回放

該系統可以對車輛進行即時定位，並將行駛路線存放在nand flash中。 視訊資訊在車載終端採集。 也可以將視訊資訊儲存在nand flash中，並可以回放行駛路線資訊。

3.4 影像擷取模組

本系統使用Linux2.6.36內核，該內核使用UVC驅動程式v412（video4linux2的簡稱）框架。 v412為Linux視訊設備程式提供了一套介面規範，包括一套資料結構和底層的v412驅動介面。

3.5 身份資訊的收集

nRF24L01透過UART串口與Linux系統通訊。 接收模式下可接收6個不同通道的資料。 nRF24L01設定為接收模式可以辨識這6個發射器。 nRF24L01確認收到資料後記錄地址。 位址向目標位址發送回應訊號，發送端的資料通道0用於接收回應訊號。

nRF24L01初始化部分程式碼如下：

4 結果與分析

本系統的上位機測控操作介面採用Java語言開發。 管理平台結合GIS訊息，即時顯示目前監控車輛的地理位置，方便相關資訊查詢和有效監管。

5 結論

本文提出一種基於RFID技術的物聯網車載終端系統，選用嵌入式Linux作業系統和S3C6410處理器作為軟硬體平台，並成功開發了樣機。 透過對物流公司車輛的即時遠端監控，可以提高物流效率，節省物流成本； 透過車輛定位、車況資訊監控等功能，可以對車輛的整個行駛過程進行監控，並提高行車安全。 採用以RFID為基礎的物聯網物流車載終端，將先進的物流管理概念引進生產經營過程。 同時，由於系統採用無線網絡，只要在GPRS網路覆蓋範圍內，就可以實現與控制中心的即時通訊，很好的實現了即時精準定位監控具有非常實用的價值。