基于ARM的嵌入式果蔬冷藏保鲜运输车监测系统的研究

论文摘要

我国是世界上果蔬产量最大的国家。由于果蔬具有季节性、地域性的特点,果蔬物流成为果蔬价值实现的关键一环。冷链物流开始被应用在果蔬保鲜物流中,而冷藏运输车是果蔬冷链物流运输的重要载体之一。果蔬在冷藏车运输中存在不确定因素,不但需要对果蔬的品质进行监测,而且需要对冷藏运输车的位置信息等进行监测。因为,本论文提出并研究了一种基于ARM的嵌入式果蔬冷藏保鲜运输车监测系统,以采集环境、车辆以及果蔬货物信息,并将重要信息发送到物流中心。本系统基于ARM嵌入式系统,采用Windows CE作为操作系统,集成了无线传感网络(WSN)技术、全球移动通讯(GSM)技术、全球定位系统(GPS)技术、射频识别(RFID)技术和SQLite数据库技术,构建了一个完整的果蔬冷藏保鲜运输车监测系统。监测系统通过无线传感网络采集冷藏运输车内的温度和湿度,在监测到温湿度数据超标时通过GSM网络向物流中心发送警报信息。系统使用GPS接收器进行车辆位置信息的采集,通过RFID技术管理运输的果蔬货物信息,利用SQLite数据库实现温湿度、车辆及货物数据的管理。本论文的主要研究内容包括以下几个方面：1)讨论了果蔬采摘后的生理变化、果蔬保鲜物流及其运输,分析了国内外果蔬保鲜物流及运输监测技术现状,确定了果蔬冷藏保鲜运输车监测的目标、监测参数及其用途。据此,确定了监测系统的功能,设计了监测系统的总体结构,设计了监测系统的硬件结构及并进行了硬件选型。2)分析了不同嵌入式芯片与不同嵌入式操作系统,定制并移植了Windows CE操作系统到监测系统选用的ARM目标板上,为车载终端搭建了系统平台。同时,为该平台移植了SQLite数据库。3)根据监测系统的功能和结构,确定了监测系统的软件功能,设计了监测系统软件的体系结构和多线程主程序流程。在对WSN、GSM、GPS、RFID、SQLite等技术进行了研究的基础上,开发了嵌入式监测系统软件,实现了监测系统的功能。4)搭建了基于ARM的嵌入式果蔬冷藏保鲜运输车监测系统,对监测系统进行了测试,对系统的无线数据采集、GPS定位、数据库存储、数据显示等功能进行了实验验证。结果表明,监测系统设计合理,实现了设计的各项功能,可以对果蔬冷藏保鲜运输车进行有效监测。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 果蔬保鲜物流
• 1.1.2 果蔬保鲜物流运输
• 1.2 果蔬保鲜物流及运输监测技术发展现状
• 1.2.1 国外相关技术发展现状
• 1.2.2 国内相关技术发展现状
• 1.3 本论文的研究内容及意义
• 1.3.1 本论文的主要研究内容
• 1.3.2 本论文研究的意义
• 2 监测系统设计
• 2.1 系统总体方案设计
• 2.1.1 系统功能分析
• 2.1.2 系统结构设计
• 2.2 系统硬件设计及相关技术
• 2.2.1 ARM嵌入式计算机
• 2.2.2 GSM模块
• 2.2.3 RFID读写模块
• 2.2.4 GPS接收器
• 2.2.5 无线传感网络节点硬件组成
• 3 嵌入式系统及其定制
• 3.1 嵌入式系统简介
• 3.1.1 嵌入式系统定义
• 3.1.2 嵌入式系统的特点
• 3.2 嵌入式处理器简介
• 3.2.1 嵌入式处理器的类型
• 3.2.2 ARM嵌入式微处理器
• 3.3 嵌入式操作系统
• 3.4 Windows CE嵌入式操作系统移植
• 3.4.1 定制Windows CE系统内核
• 3.4.2 Windows CE内核下载
• 3.5 SQLite嵌入式数据库及其移植
• 3.5.1 SQLite简介
• 3.5.2 SQLite的移植
• 4 监测系统软件设计
• 4.1 软件功能设计
• 4.2 软件体系结构
• 4.3 软件主程序流程
• 5 系统软件开发
• 5.1 RS-232串口通信
• 5.2 数据库模块
• 5.2.1 SQLite数据库的使用
• 5.2.2 数据库设计
• 5.3 无线数据采集模块
• 5.3.1 车载终端无线数据模块开发
• 5.3.2 无线传感网络节点软件开发
• 5.4 GSM模块
• 5.4.1 AT指令
• 5.4.2 短消息服务模式
• 5.5 ZLG500B14读写器控制
• 5.5.1 ZLG500B14控制函数的重写
• 5.5.2 RFID卡读写流程
• 5.6 GPS定位模块
• 5.6.1 GPS定位信息协议
• 5.6.2 定位信息处理
• 6 系统实现及实验
• 6.1 系统实现
• 6.2 系统实验
• 7 总结
• 8 展望
• 9 参考文献
• 10 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 11 致谢