一種基於北鬥/gps導航定位的冷鏈物流監控系統的製作方法
2023-06-07 06:57:21
專利名稱：一種基於北鬥/gps導航定位的冷鏈物流監控系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於物流技術領域，特別涉及一種基於北鬥/GPS導航定位的冷鏈物流監控系統。
背景技術：
北鬥衛星是由我國獨立發展，自主運行兼容其它任何導航系統的衛星導航定位系統，主要由5顆地球靜止軌道衛星和30顆非地球靜止軌道衛星組成，發送三種頻段的載波信息定位。並且隨著2012年10月25號第16顆北鬥衛星的成功發射我國的北鬥衛星已基本實現亞太組網。它的主要特點在於能夠在定位通信綜合領域上的應用，不僅能夠提供全天候導航定位、授時服務，還具有收發簡訊的通信功能，並且具有一定的保密、抗幹擾和抗摧毀能力這樣使得它的發展潛力不容小覷。然而，GPS的強大性能更令它在全球定位系統上具有穩定的地位，其主要的特點在於，提供全天候導航定位、授時服務，覆蓋面積廣，發展成熟，精度高，發送兩種頻率載波信號定位，分別是供民用的民碼和軍用的軍碼。但是，GPS受美國軍方擁有和控制，供民用的民碼抗幹擾能力差，使用存在盲區與危險，且需要外接GPRS模塊才能實現通信。所以，綜合利用北鬥和GPS兩套導航定位系統，互相修正和補充，將能夠更好的保證定位通信的效果。隨著社會經濟的發展，人們生活品質追求的上升，對冷鏈物流需求的增加。為了保證食品在冷鏈物流中的品質，這就要求企事業單位對冷鏈物流及時準確的處理與調節。要做到這點關鍵的一點在於對冷鏈物流的實時定位、監控與遠程數據的傳輸，達到雙向通信，確保冷鏈物流特 別是冷鏈運輸的不脫節。因此，對於冷鏈物流的定位與信息傳輸關鍵技術的研究將會顯得特別重要。目前，我國的冷鏈物流處於剛剛起步階段，在監控上依然存在著很多問題，其主要表現在硬體設施不足，技術不完善；沒有形成完整獨立的冷鏈物流體系；缺乏上下遊整體規劃，物流過程容易脫節等這些問題的關鍵在於缺乏合理的、行之有效的冷鏈物流監控和實時遠程數據傳輸裝置。雖然我國目前對冷鏈物流的監控在朝著信息化、自動化和智能化方向發展，也有引進了諸如GPS定位與GPRS數據傳輸的先進監控設備，但是，由於GPS本身的特點局限性以及在偏遠地區移動基站覆蓋率低，不能很好地實現GPRS傳輸數據，難以真正滿足現在冷鏈物流的需要，而北鬥能實現遠程數據的傳輸在越空曠的地方信號越好。另夕卜，我國現有的冷鏈監控設備幾乎都沒有E-TTI裝置，這樣將導致貨架期預測的脫節與失效，特別是在像裝卸貨物等容易引起溫度波動情況下，將導致貨物品質的下降。因此，充分利用北鬥和GPS各自的優勢進行雙模相互協調定位同時在冷鏈運輸過程中結合E-TTI以及採用北鬥短報文播報功能傳輸定位監控信息實現在中國範圍內全天候實時的雙向通信，將是解決冷鏈物流需求關鍵。
發明內容
本發明的目的是提供一種基於北鬥/GPS導航定位的冷鏈物流監控系統，以解決目前我國冷鏈物流中冷鏈運輸環節的監控和實時定位信息的傳輸、存儲以及物品品質預測方面存在的諸多問題。本發明的技術方案是，一種基於北鬥/GPS導航定位的冷鏈物流監控系統，包括北鬥/GPS雙模定位收發模塊、基於安卓系統的嵌入式監控顯示模塊、E-TTI貨架期預測模塊、溫溼度檢測預處理模塊以及遠程監控模塊，其中，北鬥/GPS雙模定位收發模塊採用北鬥、GPS組合定位，相互補充和修正，定位信息通過串口傳輸到基於安卓系統的嵌入式監控顯示模塊，溫溼度檢測預處理模塊使用溫溼度傳感器檢測冷鏈物流運輸車中的溫溼度，將溫溼度信息預處理，E-TTI貨架期預測模塊，根據北鬥/GPS授時信息和溫溼度信息建立E-TTI貨架期預測模型，用於對冷鏈運輸的實時貨架期預測，基於安卓系統的嵌入式監控顯示模塊將定位信息和監控信息通過串口傳輸到北鬥發送模塊，利用北鬥的簡訊播報功能發送到遠程監控模塊，遠程監控模塊根據實際運營的需求下達物流信息，實時監控冷鏈物流運輸車的在線運營情況，包括如下步驟:Al，設定北鬥、GPS的工作方式，在定位時優先使用GPS定位，北鬥的定位信息對GPS的定位信息進行校正和修改，當兩者在設定的時間範圍的定位信息內一直相差較大時，確定GPS存在盲區或故障，這時以北鬥的定位信息為準；
A2，將定位信息和監控信息一起打包通過北鬥傳輸到監控中心；A3，採用PT100鉬電阻採集溫度信號，接收GPS的授時信息，分別通過I/O 口和串口傳輸到基於安卓系統的嵌入式監控顯示模塊，根據E-TTI模型對貨架期的預測，根據多種物品的貨架期模型，選擇相應貨架期的E-TTI模型；A4，使用北鬥/GPS的PPS信號進行系統授時，並對系統時鐘校準；A5，遠程監控模塊接收到北鬥發送來的信號解析，發送命令和控制信息，並且把監控信號顯示在監控界面上。本發明以北鬥、GPS雙系統相互協調定位以及採用北鬥進行收發通信，並且使用基於安卓系統的嵌入式開發板作為整個系統的核心控制部分還將E-TTI應用於冷鏈物流中，做到了冷鏈物流的實時雙向通信與監控以及貨架期預測的不脫節，以更好的保證貨物運輸中的品質、冷藏車的靈活調度以及貨物和人員的安全。同時，本發明提出了基於北鬥/GPS雙模定位的冷鏈物流傳輸監控系統，是一個低複雜度、高效率的系統，實現了冷鏈物流的精準定位和實時遠程數據的可靠傳輸，可以很好的應用於現代冷鏈物流中，實現冷鏈物流的信息化、規範化、標準化管理，能夠提高冷鏈物流的質量和冷鏈中物品的品質本發明無論是在對於冷鏈物流的實時定位、監控、遠程數據的傳輸上具有重要的意義，還是在冷凍冷鮮食品的流通和醫療冷鏈運輸上也都將發揮其重要作用。
圖1為本發明北鬥/GPS雙模導航定位於數據傳輸示意2為本發明北鬥/GPS雙模定位工作框圖
圖3為本發明硬體系統工作原理流程圖
具體實施例方式如圖1所示，基於北鬥/GPS雙模定位的冷鏈物流信息傳輸系統，系統採用北鬥/GPS雙系統進行相互補充協調的定位，以實現冷鏈運輸中的實時精準定位，並且在數據傳輸上採用北鬥的簡訊播報功能進行通信減少了移動基站的使用，通過測量的溫度信息和接收到的北鬥/GPS衛星的授時信息根據相應的E-TTI模型進行冷鏈運輸中的貨架期預測，以免貨架期預測的脫節，使用基於安卓系統的嵌入式開發板對整個系統的檢測與控制，系統包括了北鬥衛星定位系統2、GPS衛星定位系統1、北鬥數據傳輸3、運輸的冷藏車4、車載監控系統6、遠程監控系統5，其中車載監控系統為基於安卓系統的嵌入式ARM開發板，外圍具有2個串口、SP1、I/O音視頻接口等系統設計相關接口具體實現如下:如圖1所示北鬥、GPS衛星導航系統同時進行相互補充協調的對冷鏈運輸中的冷藏車進行定位，使用溫溼度測量工具對其冷藏車中的溫溼度信息實時監控，並且採用北鬥的簡訊播報功能將監控信息和定位信息發送到監控中心，冷鏈物流監控中心同樣通過北鬥的簡訊播報功能向在線冷藏車發送調配、訂單情況等命令信息，指導冷鏈運輸。
如圖1所示的冷藏車中安裝有基於安卓系統操作界面的嵌入式冷鏈物流監控系統F，司機可以通過可觸控螢幕操做控制界面的顯示與設定系統運行時的相關參數以及根據運輸食品的不同選擇相應的貨架期預測模型，並且可以根據需要在界面上選擇是否實時顯示溫溼度信息與貨架期預測信息。如圖1所示的冷藏車中安裝有基於安卓系統操作界面的嵌入式冷鏈物流監控系統F，其系統硬體工作結構框圖如圖2所示，採用SMA天線接收定位、授時信息通過串口傳輸到MCU ;利用溫溼度傳感器採集冷藏車車廂的溫溼度信息，進行前置的預處理後通過I/O口傳輸到嵌入式開發模塊，經A/D後傳輸到MCU,將溫度信息和授時信息根據相應的選擇的食品類型調用相應的E-TTI模型進行該食品的貨架期預測，使用I/O 口接收的北鬥/GPS模塊的IPPS對整個系統進行工作定時，協調整個系統的工作，用戶還可以根據自己的需要選擇性的將溫溼度信息和定位信息通過SPI 口存儲在SD卡中，以便後續的查單和追溯等的應用。如圖2所示系統將定位信息和車廂內的溫溼度信息都以十六進位的形式通過串口傳輸到帶有收發功能的北鬥/GPS模塊，根據實際應用的需要定位信息每Imin鍾發送一次，冷藏車中的溫溼度信息每IOmin與定位信息一起打包通過串口傳輸到北鬥/GPS模塊通過北鬥發送到監控中心。同時監控中心可以根據需要通過北鬥簡訊播報功能向下位機下達諸如訂單狀況等的命令信息，指導冷鏈物流的運輸。如圖3所示的北鬥/GPS雙模定位系統工作原理框圖，這種工作方式主要是為了有效的進行檢測，提高定位結果的可靠性，特別是當GPS受限或幹擾時，系統的北鬥定位系統會繼續工作，從而保證了衛星導航的正常工作。本系統在定位的時，優先考慮使用GPS導航，北鬥導航設定為時間間隔5min鍾一次，並且將北鬥定位導航的結果與GPS導航定位的結果進行比較，做為GPS導航的一個參考，當連續5次比較GPS定位的結果與北鬥定位的結果都相差較大時，系統自動切換到北鬥導航狀態，導航結果主要是採用北鬥導航為準。
綜上所述，本發明提出的基於北鬥/GPS雙模定位的冷鏈物流信息傳輸監控系統，是一個低複雜度、高效率的系統實現了冷鏈物流的實時定位與監控，實現了冷鏈物流的信息化、規範化、標準化管理，並且在冷鏈物流中加入E-TTI貨架期模型，實現了貨架期預測在冷鏈運輸的不脫節，所以本發明不僅能夠實現冷鏈物流的實時可靠的監控與定位而且能夠保證運輸食品的品質與在線跟足示。這裡本發明的描述和應用是說明性的，並非想將本發明的範圍限制在上述實施例中。這裡所披露的實施例的變形和改變是可能的，對於那些本領域的普通技術人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本發明的精神或本質特徵的情況下，本發明可以以其它形式、結構、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實現。在不脫離本發明範圍和精神的情況下，可以對這裡所披露的實施例進行其它變形和 改變。
權利要求
1.一種基於北鬥/GPS導航定位的冷鏈物流監控系統，包括北鬥/GPS雙模定位收發模塊、基於安卓系統的嵌入式監控顯示模塊、E-TTI貨架期預測模塊、溫溼度檢測預處理模塊以及遠程監控模塊，其中， 北鬥/GPS雙模定位收發模塊採用北鬥、GPS組合定位，相互補充和修正，定位信息通過串口傳輸到基於安卓系統的嵌入式監控顯示模塊， 溫溼度檢測預處理模塊使用溫溼度傳感器檢測冷鏈物流運輸車中的溫溼度，將溫溼度信息預處理， E-TTI貨架期預測模塊，根據北鬥/GPS授時信息和溫溼度信息建立E-TTI貨架期預測模型，用於對冷鏈運輸的實時貨架期預測， 基於安卓系統的嵌入式監控顯示模塊將定位信息和監控信息通過串口傳輸到北鬥發送模塊，利用北鬥的簡訊播報功能發送到遠程監控模塊， 遠程監控模塊根據實際運營的需求下達物流信息，實時監控冷鏈物流運輸車的在線運營情況， 其特徵在於，包括如下步驟: Al，設定北鬥、GPS的工作方式，在定位時優先使用GPS定位，北鬥的定位信息對GPS的定位信息進行校正和修改，當兩者在設定的時間範圍的定位信息內一直相差較大時，確定GPS存在盲區或故障，這時以北鬥的定位信息為準； A2，將定位信息和監控信息一起打包通過北鬥傳輸到監控中心； A3，採用PTlOO鉬電阻採集溫度信號，接收GPS的授時信息，分別通過I/O 口和串口傳輸到基於安卓系統的嵌入式監控顯示模塊，根據E-TTI模型對貨架期的預測，根據多種物品的貨架期模型，選擇相應貨架期的E-TTI模型； A4，使用北鬥/GPS的PPS信號進行系統授時，並對系統時鐘校準； A5，遠程監控模塊接收到北鬥發送來的信號解析，發送命令和控制信息，並且把監控信號顯示在監控界面上。
全文摘要
本發明公開了一種基於北鬥/GPS導航定位的冷鏈物流監控系統，包括如下步驟A1，設定北鬥、GPS的工作方式，在定位時優先使用GPS定位，北鬥的定位信息對GPS的定位信息進行校正和修改，當兩者在設定的時間範圍的定位信息內一直相差較大時，確定GPS存在盲區或故障，這時以北鬥的定位信息為準；A2，將定位信息和監控信息一起打包通過北鬥傳輸到監控中心；A3，採用PT100鉑電阻採集溫度信號，接收GPS的授時信息，分別通過I/O口和串口傳輸到基於安卓系統的嵌入式監控顯示模塊，根據E-TTI模型對貨架期的預測，根據多種物品的貨架期模型，選擇相應貨架期的E-TTI模型。
文檔編號G05B19/418GK103235583SQ20131014840
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月25日 優先權日2013年4月25日
發明者鄒金成, 胥義, 王健, 金晶, 沈力 申請人:上海理工大學