基于RFID技术的物流运输管理系统的构建

2）外围电源电路

各功能模块中， RFID射频模块（工作电压为4.5v）对外围电源电路要求具有稳压功能和纹波小的特点。本系统中采用12V的输入电源，由于输入输出电压差比较大，所以线性调整器并不适用于该电压转换电路。为了衰减电流的峰值，必须使用100mF的旁路等效串联电阻电容来保护电路，并且去耦电阻、去耦电容和电感也要尽可能地靠近模块的电源输入端口，其原理如图3所示。

                                              图3 电源电路

4 单片机系统的程序设计

1）软件结构

系统软件完成的主要操作包括：模块及MCU的初始化、与上位机通信、数据处理及显示，其工作流程如图4所示。当系统上电初始化后，根据现场对运载工具的不同监控要求，利用键盘或等待远程命令选择功能模块。针对不同工作模式，通过对多路串行通道的设置，读取所需的状态信息。对采集所得的数据预处理后保存在外部RAM，通过LCD显示出来（包括目前运载工具内货物数量、总类、各自编码或运载工具位置信息等），并由用户按键确认后返回。即可了解货物运载及装卸情况，并发送到远程终端。

                                           图4 工作流程

2）GPS数据的采集

单片机与各模块间的通信都采用57600 bps的传输速率。帧格式为：无奇偶校验，一个起始位，8个数据位，1个停止位。

在TRIZIUM-GPS模块的联合工作模式下，对定位信息的采集可以使用AT命令来完成，过程如下：

发送：AT#GPIO=1,1,1<cr><lf> //在internal模式下，启动GPS功能；返回： OK

发送：AT$GPSDATA=1<cr> <lf> //设置GPS模块的通信管脚；返回：OK

发送：AT$GPSDATAS= 9600<cr><lf> //设置GPS模块与GPRS模块的通信比特率；返回：OK

发送：AT$GPSSAV<cr><lf> //保存设置；下次启动时，免去初始化操作；返回：OK

发送：AT$GPSACP<cr><lf> //获取位置信息；返回：

$GPSACP:084148,3111.80791N,12129.2586

8E,99.0,218.73,2,0.0,0.0,0.0,120207,07

其中，80791N,12129.25868E 分别显示的是北纬和东经的度数。084148是当前格林威治时间。

3）RFID数据的采集

RFID模块的信息采集的软件实现方法和GPS类似，即发送命令，返回相应信息。其数据包帧格式为：

起始位

节点地址

长度/状态

命令

Data 0

…

Data N

CRC MSB

CRC LSB

在实际应用中，可根据实际需要，通过键盘设置信息采集频率，特别是在货位的装卸过程中，也可通过按键产生中断，即时采集信息，满足系统对货物监控要求。

4）GPRS无线传输

在无线传输部分，GPRS网络基于IP技术，因此基于GPRS的无线传输系统需要利用TCP/IP协议完成GPRS业务数据的装帧和拆帧，以及保证数据在网络中的安全可靠传输。MCU与无线通信模块的通信遵循PPP协议，需要将IP数据报按照PPP的帧格式封装成PPP帧，然后通过串口传给GPRS模块。

系统要和外部网络建立连接，首先要附着于GPRS网，然后发起PDP（Packet Data Protocol分组数据协议）上下文激活过程。通过此过程，系统才能与GGSN（网关GPRS支持点）建立一条逻辑通路，跟外部网络建立连接，使数据以IP报的形式进行传送。在发送AT命令时，采用模块化操作，用一个子程序完成，程序利用程序空间换数据空间技术，以节约内存空间。

发送AT命令子程序，以ODH表示发送结束符。其主要代码如下：

SEND_AT:CLR ES

MOV R3,#00H

LOOP1: MOV A,R6

MOVC A,@A+DPTR //DPTR 存放的是一条AT命令的ASCII码;

//用于初始化模块，及拨号连接到GPRS网络；

CJNE A,#0ODH,LOOP2

LOOP2: MOV SBUF,A

JNB TI,$

CLR TI

INC R3

AJMP LOOP1

SEND: MOV SBUF,A

JNB TI,$

CLR TI

SETB ES

RET

GPRS模块连接到远程监控中心后，通过GPRS通信链路完成信息的交互，监控中心服务器实现与车载终端的通信及数据分析、存储和管理。

5 结语

本文以普遍使用的51单片机作为MCU，应用串口复用的方法设计出了一套物流运输货物管理系统。采用人机对话方式操作,无论在远程终端或运载工具上，都能实时地了解当前运载情况。这对于目前物流货物管理，特别是危险品的运输管理起到良好的改善作用。