一种基于RFID、GPS、GPRS技术的物流追踪系统设计
- 2014-05-23 09:44:253087
来源：电子产品世界
该GPS芯片工作电压的范围为2.7～3.6V，在实际设计中采用AMS117—3.3为其提供3.3V稳定电源。其定位数据支持NMEA-0183协议和UBX二进制。如图3所示为GPS模块电路原理图。
NEO-5Q的TXD引脚和RXD引脚分和STM32F103RBT6的RXD2和TXD2连接在一起。该模块支持UART、USB、I2C和SPI接口的数据输入输出，其中UART默认波特率为9600，8位数据位，无奇偶校验位。NEO-5Q能够提供达4Hz的定位跟新速率，其定位跟新速率和定位数据输出格式均可使用软件进行设置。在本设计考虑到实用性和低功耗的原则，设置其定位跟新速率为1Hz，输出协议为NMEA-0183，输出格式为GPRMC(建议使用小GPS定位信息)。GPS芯片在搜索到有效卫星情况下，还能够为系统提供地授时服务。
车载终端选用的GPRS通信模块是西门子的MC52i，该模块是一款双频的GSM/GPRS模块，内嵌TCP/IP协议栈;具有快速GPRS技术，该模块体积小、重量轻、功耗低，支持数据、语音、短信息和传真等功能，AT命令控制符合GSM07.05，工作频率在900/1800MHz。
MC52i支持的电压范围是3.3～4.4V，电流消耗在睡眠状态是3.0mA，在闲置的状态下是10.0μA，在通话状态下电流消耗是300mA，高时可达到2.0A，在掉电状态下电流仅为100μA。功率在900MHz时是2W，在1800MHz时是1W。数据特征为CSD大达到14.4kbps、USSD、不透明模式。该模块使用方便具备电源接口，1.8V/3.0VSIM卡接口，全双工UART接口，TTL输出，50欧姆天线连接器。
MC52i的TXD引脚和RXD引脚分和
STM32F103RBT6的RXD和TXD连接在一起。该模块支持UART接口的数据输入输出，其中UART默认波特率为9600，8位数据位，无奇偶校验位。
2.1.4模块设计分析
RFID模块主要是采用通道式读写器和电子标签通信的方式，检查电子标签的变动信息，将电子标签的变动信息传输到CPU，进行数据分析处理后通过GPRS模块将需要传送的信息传送到监管平台。
RFID标签，也称智能标签，由于其一系列优点，正得到越来越广泛的应用。通常是由印刷层、芯片层与底层构成。芯片层在印刷层与底层之间，是标签的核心部分，芯片层不能承受印刷压力，因此通常的做法是先印好印刷层，做好底层，再与芯片层复合。智能标签是一种非接触式的自动识别技术，识别工作无须人工干预。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，与条形码相比，智能标签是可擦写的，非接触性的，可同时读取，数据存储容量大，且包含的是单个产品的信息。按照频率划分，包括125kHz、13.56MHz、9.15MHz、2.45GHz、5.8GHz。本系统采用的是一种无源RFIDH4006芯片。其基本性能如下：工作频率范围为10～15兆赫兹，通常选用13.56MHz来进行身份识别。片内有一个64位可编程存储器，可用于存储相关信息。H4006的信息传输方式采用负载调制，编码为密勒码，数据传输速率为26484波特(亦可为其他速率，但需预先选定)。由于H4006内含谐振电路和电源滤波电容，因而使用更方便。H4006在无线方式下为只读存贮卡，其编程采用在线编程方式。
RFID模块中另一个重要的部分是高频多通道读写器，本系统选用的是捷通的四通道高频读写器，该读写器能够一次识读200个标签，将该读写器装载物流车厢顶部即可，通过485总线的方式与控制器相连接。
2.2物流监管平台设计分析
物流监管平台主要是GPRS接收模块和服务器组成，GPRS模块将接收到的物流信息上传到服务器，服务器进行数据分析后存入数据库，同时服务器也可以接收到客户的访问需求，实时下发信心查询物流车和货物的动态信息。
3.软件设计
该系统的软件部分主要由上位机软件和车载物流终端两部分组成。在此详细介绍车载物流终端的软件设计。
物流车载终端设备在开机后进行初始化，初始化包括GPS初始化、GPRS初始化、RFID初始化3个部分，初始化正常后进入while循环等待上位机的中断请求，当上位机出现中断请求时，控制器采集GPS模块和RFID的数据，通过GPRS模块上传到上位机平台，上位机平台对采集来的数据进行分析处理，检查是否出现异常变动情况。当上位机没有中断请求时，车载中断控制器进行计时等待，等到规定时间后自动采集模块的地理位置信息和RFID的标签信息，将采集到的信息上传到上位机平台。
4.结束语
文中针对当今物流过程中的贵重物品丢失和物流信息无法实时性采集的问题，研究了基于GPS、GPRS和RFID的物流追踪系统，通过该系统能够对贵重物品在物流过程中实时监控，一旦出现异常情况，能够及时报警通知物流人员，减少贵重物品和危险品的丢失。在接下来的研究中不仅将物流信息实时的上传到物流监管平台，更进一步的与顾客进行信息沟通，使顾客能够实时了解并监管自己物品的物流过程，是物流行业更加安全，操作更加。