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基于物联网的物流车载终端系统设计与实现研究 　　引言 　　物联网( IOT) 是通过信息传感设备、按约定的协议将任何物品与互联网连接起来进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。随着现代社会经济生活的提高，物流作为承载联系的主要纽带发挥的作用越来越大，物流行业已经成为物联网技术的一个重要的应用领域。目前，由于业务量和客户需求的不断提升以及物流产品种类的不断丰富，物流行业也面临着巨大的挑战。在物流运营中爆仓、配送延迟、产品损坏、安全失控等问题频繁发生，而生鲜产品和弹药、火工品等军事物资的运输对物流运送条件提出了更加苛刻要求。因此，实时监控物流运输车相关状态信息，定位跟踪各物流运输车位置以进行快速调度和分配，已经成为现代物流技术发展的新需求。 　　本文综合利用物联网技术，提出并实现了“基于物联网的智能物流车载终端系统”，由于Zig Bee 技术具有近距离、低功耗、低数据率、低成本的特点，将其应用于物流运输车厢微信息的采集，可大大降低功耗和开发成本，采用全球定位系统( GPS) 实现对移动目标的实时定位跟踪，采用通用分组无线业务( general packet radio service，GPRS) 技术实现物流监控中心和车载终端的互联互通，最终实现对物流车载终端的远程监控和智能调度。 　　1 系统结构 　　系统主要包括智能物流车载终端和物流监控中心两部分。 　　从图1 中可以看到智能物流车载终端主要由RAM11主控器、Zig Bee 无线传感器网络( WSNs) 、GPRS 模块和GPS模块等构成，安装在物流运输车上。基于ZigBee 的无线传感器网络结构由多个传感器采集节点构成，用于采集运输车厢微环境信息，如车厢内的温度、湿度、气体烟雾、车厢门打开和货物安全等信息，多个传感器节点信息汇聚到协调器节点后发送给主控器，形成车厢内微环境感知无线网络; 主控器是基于ARM11 的嵌入式网关，由GPS 模块获取运动车辆的经纬度信息，并通过GPRS 模块将接收到的车厢微环境信息与当前位置信息发送到物流监控中心。本文重点介绍物流车载终端系统的软硬件实现。 　　2 车载终端硬件设计 　　物流车载终端主要由ARM11 主控制、Zig Bee 无线收发模块、传感器模块、GPRS 模块及相关外围电路组成。 　　2. 1 主控模块与外围电路 　　ARM11 主控器采用Samsung 公司RISC 嵌入式微处理器S3C6410。S3C6410 采用64 /32bit 内部总线架构，基于ARM1176JZF-S 核，具有4 通道UART，支持嵌入裁剪后的Linux 操作系统，具有低成本、低功耗、高性能的优良品质，主要面向便携式和高性价比及低功耗设备的应用，可以方便地与Zig Bee 模块和GPRS 模块通信。相关外围电路包括报警模块、电源及复位模块、LCD 触摸屏显示模块等。 　　2. 2 Zig Bee 无线传感器网络 　　2. 2. 1 Zig Bee 无线网络 　　Zig Bee 收发模块采用TI 公司的CC2530 芯片作为主控芯片。CC2530 是片上系统( SOC) 高度集成的芯片解决方案，内部集成了一个增强型8051 单片机，含256 kB 程序存储器，支持2. 4 GHz IEEE 802. 15. 4 射频收发，适应2. 0 ～3. 6 V 直流电源，可由电池供电，实现节点的微型化。ZigBee 协调器模块同样以CC2530 为核心，包含电源转换模块、RS-232 通信模块及少量外围工作电路，主要完成数据的接收和上传功能，其功耗较大且需长时间不间断地运行，因而，协调器节点由主控器USB 端口供电。 　　系统构建Zig Bee 星型网络拓扑结构，实现基于Z-Stack协议栈带有网络自启动功能的无线网络，包含一个协调器节点和多个终端节点，协调器是整个网络的核心，负责网络的组建、网络节点的管理、寻找节点之间的路由消息等，终端节点是实现具体功能的单元。所有终端节点由协调器节点分配不同的网络地址，通过无线网络将数据汇聚到协调器节点，协调器节点通过RS-232 串口与主控器进行通信，主控器对接收到的数据解析后，根据不同的网络地址判断信息来自于哪个Zig Bee 节点。 　　2. 2. 2 传感器模块 　　CC2530 收发模块外扩传感器对运输车厢微环境信息进行采集，并配合控制电路实现车厢内环境的智能化控制。本文主要检测物流运输车上的温度、湿度、车厢门打开以及车厢内货物是否安全等信息。 　　温湿度传感器采用Sensirion 公司推出的可以同时测量温度和湿度的SHT11 传感器芯片