คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับการออกแบบระบบปลายทางยานพาหนะ IoT ที่ใช้เทคโนโลยี RFID

ปัจจุบัน ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของข้อมูลข่าวสาร การประยุกต์ใช้ข้อมูลดิจิทัลจึงมีความสมบูรณ์มากขึ้นเรื่อยๆ และอุตสาหกรรมต่างๆ ก็ใช้ข้อมูลดังกล่าวเพื่อปรับโครงสร้างอุตสาหกรรมให้เหมาะสมและยึดตลาด ปัจจุบัน จอเทอร์มินัลที่ติดตั้งในรถยนต์ส่วนใหญ่ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายใช้เฉพาะฟังก์ชันการบันทึกของกล้องเท่านั้น และไม่สามารถส่งข้อมูลการตรวจสอบกลับไปยังศูนย์ตรวจสอบได้ทันเวลา ไม่ใช่เทอร์มินัลการตรวจสอบระยะไกลแบบเรียลไทม์อย่างแท้จริง และไม่สามารถตอบสนองความต้องการของการดำเนินการอัตโนมัติได้ ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมโลจิสติกส์ในปัจจุบัน การนำเทคโนโลยี Internet of Things มาใช้ในการจัดการอุตสาหกรรมโลจิสติกส์จะมีบทบาททวีคูณในการปรับปรุงประสิทธิภาพของบริษัทโลจิสติกส์ ระบบรถยนต์ Internet of Things ที่ใช้ RFID ที่นำมาใช้ในบทความนี้คือระบบอัจฉริยะที่ทำงานในอาคารผู้โดยสาร ติดตั้งไว้ด้านหลังรถขนส่ง ด้วยเทคโนโลยี RFID และเทคโนโลยีการรวบรวมข้อมูลไดนามิกอื่นๆ ระบบจะสื่อสารกับศูนย์ควบคุมโดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องดำเนินการด้วยตนเองเพื่อให้เกิดการควบคุมยานพาหนะ การควบคุมกระบวนการอย่างสมบูรณ์

1 การวิเคราะห์โดยรวมของระบบ

ระบบรถยนต์ Internet of Things ได้รับการพัฒนาบนแพลตฟอร์ม Linux โดยใช้โปรเซสเซอร์แบบฝัง ARM11 และใช้การระบุตำแหน่ง GPS เทคโนโลยีการสื่อสาร GPRS เทคโนโลยีความถี่วิทยุไร้สาย RFID ฯลฯ ชั้นล่างสุดของเทอร์มินัลที่ติดตั้งในรถยนต์นั้นใช้แพลตฟอร์มแบบฝัง . ซอฟต์แวร์ที่ฝังไว้จะถูกฝังลงในเทอร์มินัลที่ติดตั้งกับยานพาหนะลอจิสติกส์ และการควบคุมโมดูลการทำงานอื่นๆ จะเสร็จสมบูรณ์ผ่านโปรแกรมควบคุมที่เป็นลายลักษณ์อักษรเพื่อให้บรรลุฟังก์ชันต่อไปนี้:

1) การส่งข้อมูลที่สมบูรณ์แบบเรียลไทม์

2) เครื่องอ่านการ์ดถูกฝังอยู่ในเทอร์มินัลระยะไกลเพื่อระบุและบันทึกสินค้าที่โหลด

3) บรรลุตำแหน่งที่แม่นยำตลอดกระบวนการทั้งหมด

4) ใช้อุปกรณ์กล้องเพื่อรับข้อมูลภาพที่ต้องการ

5) การสื่อสารกับศูนย์ควบคุม

2. การออกแบบฮาร์ดแวร์ระบบ

ระบบเทอร์มินัลที่ติดตั้งบนยานพาหนะโลจิสติกส์ IoT ส่วนใหญ่ประกอบด้วยระบบหลัก ARM11, โมดูล GPS, โมดูล GPRS, โมดูลระบุ RFID, โมดูลรับภาพ ฯลฯ

ระบบนี้ต้องการการส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์ ตำแหน่ง GPS ข้อมูลการระบุ RFID ฯลฯ การติดตามยานพาหนะแบบเรียลไทม์ และความต้องการที่ครอบคลุมจากทุกด้าน CPU ของระบบฝังตัวใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ S3C 6410 ของ Samsung โดยมีความถี่หลักที่เสถียรที่ 667 MHz และความถี่หลักสูงสุด ความถี่สามารถเข้าถึง 800 MHz ซึ่งรวมอินเทอร์เฟซอุปกรณ์ต่อพ่วงจำนวนมาก มีลักษณะของประสิทธิภาพสูง การใช้พลังงานต่ำ พื้นที่เก็บข้อมูลขนาดใหญ่ และพลังการประมวลผลที่แข็งแกร่ง ซึ่งตอบสนองความต้องการของระบบนี้สำหรับการประมวลผลและการจัดเก็บข้อมูล และตระหนักถึงฟังก์ชันของ ส่วนต่างๆ -

โมดูลระบุตำแหน่งผ่านดาวเทียม GS-91 GES ที่เลือกไว้สำหรับโมดูลระบุตำแหน่ง GPS เป็นบอร์ดเครื่องรับดาวเทียม GPS ประสิทธิภาพสูงและใช้พลังงานต่ำ เป็นเครื่องรับระบุตำแหน่งผ่านดาวเทียมที่สมบูรณ์พร้อมฟังก์ชันรอบด้าน และความแม่นยำของตำแหน่งสามารถเข้าถึงได้ถึง 10 เมตร

โมดูลการสื่อสารไร้สายใช้โมดูล SIM300 ของบริษัท SIMCOM เป็นโมดูล GSM/GPRS 3 แบนด์ที่สามารถทำงานได้ 3 ความถี่: EGSM900 MHz, DCS 1 800 MHz และ PCS 1 900 MHz ทั่วโลก สามารถให้บริการประเภทหลายช่องสัญญาณ GPRS ได้สูงสุด 10 ประเภท และรองรับ CS- 1 รูปแบบการเข้ารหัส CS-2, CS-3 และ CS-4 4 GPRS ซึ่งฝังอยู่กับโปรโตคอล TCP/IP สามารถเข้าถึงอินเทอร์เน็ตได้อย่างรวดเร็วผ่านคำสั่ง AT

Nand flash คืออุปกรณ์ต่อพ่วงในการจัดเก็บข้อมูล ระบบนี้จัดเก็บข้อมูลวิดีโอในรูปแบบ nandflash ในเวลาเดียวกัน Uboot, เคอร์เนล, อิมเมจสำหรับบูตและระบบไฟล์ของ LINUX ก็ถูกตั้งโปรแกรมไว้ใน nandflash เช่นกัน

เทอร์มินัลระยะไกลใช้โมดูลกล้องเพื่อทำหน้าที่เก็บภาพให้สมบูรณ์ โมดูลกล้องใช้กล้อง USB Vimicro Z301P โมดูลเชื่อมต่อโดยตรงกับแพลตฟอร์มแบบฝังผ่านอินเทอร์เฟซ USB ระบบฝังตัวจะจัดเก็บภาพเพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยของข้อมูล ข้อมูลภาพที่รวบรวมจะถูกบีบอัดและประมวลผลเพิ่มเติมโดยระบบฝังตัว และส่งไปยังศูนย์ควบคุมระยะไกลผ่านโมดูลการสื่อสารไร้สาย

โมดูลระบุความถี่วิทยุใช้โมดูลความถี่วิทยุไร้สาย nRF24L01 nRF24L01 เป็นชิปตัวรับส่งสัญญาณไร้สายแบบชิปตัวเดียวที่ทำงานในย่านความถี่ ISM ทั่วโลกที่ 2.4 ถึง 2.5 GHz มีการสิ้นเปลืองกระแสไฟต่ำมาก ระบบจะติดแท็กบนสินค้าที่ขนส่งและใช้เครื่องอ่าน RFID บนสถานีปลายทางเพื่อระบุและจัดการสินค้าที่เข้าสู่ยานพาหนะขนส่ง

3. การออกแบบซอฟต์แวร์ระบบ

ระบบซอฟต์แวร์ของเทอร์มินัลที่ติดตั้งบนยานพาหนะด้านลอจิสติกส์ Internet of Things ใช้ระบบปฏิบัติการ Linux แบบฝังเป็นแพลตฟอร์มการพัฒนา ขั้นแรกให้สร้างระบบปฏิบัติการ Linux บนพีซี จากนั้นตั้งค่าสภาพแวดล้อมการคอมไพล์ข้ามระบบ ในกระบวนการนี้ ข้อมูลตำแหน่ง GPS การส่งสัญญาณไร้สาย GPRS การรวบรวมภาพ การรวบรวมข้อมูลการระบุ RFID ฯลฯ ล้วนถูกเขียนบนพีซีโดยใช้ภาษา C จากนั้นคอมไพล์ข้ามเพื่อสร้างไฟล์ปฏิบัติการและทำงานบน S3C6410

3.1 โมดูล GPS

โปรแกรมโมดูล GPS เป็นกุญแจสำคัญและเป็นรากฐานของระบบนี้ โดยส่วนใหญ่จะรวบรวมข้อมูลโดยอัตโนมัติ เช่น ลองจิจูดและละติจูด ความเร็วของยานพาหนะ ความเร่ง ระดับความสูง และแอซิมัท หลังจากเปิดอุปกรณ์ คุณต้องเริ่มต้นพอร์ตอนุกรมก่อน ตั้งค่าอัตรารับส่งข้อมูล บิตข้อมูล บิตหยุด บิตตรวจสอบ และพารามิเตอร์อื่นๆ จากนั้นเปิดพอร์ตอนุกรมเพื่ออ่านข้อมูล GPS ดั้งเดิม และสุดท้ายเรียกใช้ฟังก์ชัน gps_phame( ถ่าน * เส้น, GPS_INF0 * GPS); วิเคราะห์ข้อมูล GPS

3.2 โมดูล GPRS

โปรแกรมโมดูล GPRS เป็นกุญแจสำคัญและเป็นรากฐานสำหรับการสร้างเครือข่ายไร้สายระยะไกลและการสื่อสารข้อมูลแบบเรียลไทม์ โดยส่วนใหญ่จะทำหน้าที่ต่างๆ ให้สมบูรณ์ เช่น การสื่อสารข้อมูลเชิงโต้ตอบ การรับและส่ง SMS การอัปเดตข้อมูลออนไลน์ และการควบคุมคำสั่งระยะไกลของศูนย์จัดส่ง เพื่อคำนึงถึงทั้งการสื่อสารข้อมูลและฟังก์ชันการส่งและรับ SMS โมดูล GPRS ไม่ได้ใช้โหมดการส่งข้อมูลแบบโปร่งใส TCP/IP แต่ทำงานในโหมดคำสั่ง AT การสื่อสารข้อมูลใช้โปรโตคอล TCP/IP รูปแบบการสื่อสารคือโหมดการเข้ารหัสไบต์คู่ PDU แบบกำหนดเอง SMS ใช้รูปแบบข้อมูล PDU มาตรฐานสากล

3.3 การเล่นการเดินทาง

ระบบนี้สามารถระบุตำแหน่งยานพาหนะได้แบบเรียลไทม์และบันทึกเส้นทางการขับขี่ในรูปแบบ Nand Flash ข้อมูลวิดีโอจะถูกรวบรวมที่สถานีขนส่งรถยนต์ ข้อมูลวิดีโอสามารถจัดเก็บไว้ในแฟลช Nand และสามารถเล่นข้อมูลเส้นทางการขับขี่ได้

3.4 โมดูลการรับภาพ

ระบบนี้ใช้เคอร์เนล Linux2.6.36 ซึ่งใช้เฟรมเวิร์กไดรเวอร์ UVC v412 (ย่อมาจาก video4linux2) v412 จัดเตรียมชุดข้อกำหนดอินเทอร์เฟซสำหรับโปรแกรมอุปกรณ์วิดีโอ Linux รวมถึงชุดโครงสร้างข้อมูลและอินเทอร์เฟซไดรเวอร์ v412 พื้นฐาน

3.5 การรวบรวมข้อมูลประจำตัว

nRF24L01 สื่อสารกับระบบ Linux ผ่านทางพอร์ตอนุกรม UART สามารถรับข้อมูลจาก 6 ช่องทางที่แตกต่างกันในโหมดการรับ nRF24L01 ที่ตั้งค่าเป็นโหมดการรับสามารถระบุตัวส่งสัญญาณทั้ง 6 ตัวได้ nRF24L01 บันทึกที่อยู่หลังจากยืนยันการรับข้อมูล ที่อยู่จะส่งสัญญาณตอบกลับไปยังที่อยู่เป้าหมาย และใช้ช่องข้อมูล 0 ที่จุดสิ้นสุดการส่งเพื่อรับสัญญาณตอบกลับ

ส่วนการเริ่มต้น nRF24L01 ของรหัสมีดังนี้:

4 ผลลัพธ์และการวิเคราะห์

อินเทอร์เฟซการดำเนินการตรวจสอบและควบคุมคอมพิวเตอร์ส่วนบนของระบบนี้ได้รับการพัฒนาในภาษาจาวา แพลตฟอร์มการจัดการรวมข้อมูล GIS เพื่อแสดงตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ของยานพาหนะที่ได้รับการตรวจสอบในปัจจุบันแบบเรียลไทม์ เพื่ออำนวยความสะดวกในการสืบค้นข้อมูลที่เกี่ยวข้องและการควบคุมดูแลที่มีประสิทธิภาพ

5. สรุป

บทความนี้นำเสนอระบบเทอร์มินัลยานพาหนะ Internet of Things ที่ใช้เทคโนโลยี RFID เลือกระบบปฏิบัติการ Linux และโปรเซสเซอร์ S3C6410 แบบฝังเป็นแพลตฟอร์มซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ และพัฒนาต้นแบบได้สำเร็จ ด้วยการตรวจสอบยานพาหนะของบริษัทโลจิสติกส์จากระยะไกลแบบเรียลไทม์ จึงสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพด้านโลจิสติกส์และลดต้นทุนด้านโลจิสติกส์ได้ ผ่านการวางตำแหน่งยานพาหนะ การตรวจสอบข้อมูลสภาพยานพาหนะ และฟังก์ชั่นอื่น ๆ กระบวนการขับขี่ทั้งหมดของยานพาหนะสามารถตรวจสอบได้เพื่อปรับปรุงความปลอดภัยในการขับขี่ การใช้เครื่องปลายทางที่ติดตั้งบนยานพาหนะด้านลอจิสติกส์ IoT ที่ใช้ RFID จะแนะนำแนวคิดการจัดการลอจิสติกส์ขั้นสูงในกระบวนการผลิตและการดำเนินงาน ขณะเดียวกันเนื่องจากระบบใช้เครือข่ายไร้สาย การสื่อสารแบบเรียลไทม์กับศูนย์ควบคุมจึงสามารถทำได้ตราบเท่าที่อยู่ภายในความครอบคลุมของเครือข่าย GPRS ซึ่งดีมาก ทำให้เกิดการตรวจสอบตำแหน่งที่แม่นยำแบบเรียลไทม์ มีคุณค่าในทางปฏิบัติมาก