RFID 기술을 기반으로 한 IoT 차량 단말 시스템 설계에 대한 자세한 설명

오늘날 정보화의 급속한 발전과 함께 디지털 정보의 활용이 점점 더 성숙해지고 있으며, 다양한 산업에서 이를 활용하여 산업구조를 최적화하고 시장을 선점하고 있습니다. 현재 널리 사용되고 있는 대부분의 차량 탑재 단말기는 카메라의 녹화 기능만을 사용하고 있어 감시 정보를 감시 센터에 적시에 전송할 수 없습니다. 이는 진정한 실시간 원격 모니터링 터미널이 아니며 자동화된 작업 요구를 충족할 수 없습니다. 현재 물류산업이 급속히 발전함에 따라, 사물인터넷 기술을 물류산업 경영에 도입하는 것은 물류기업의 효율성을 향상시키는 데 더욱 큰 역할을 할 것입니다. 본 글에서 소개하는 RFID 기반의 사물인터넷 차량 시스템은 차량 단말에서 구동되는 지능형 시스템이다. 운송 차량 뒤에 설치됩니다. RFID 기술 및 기타 동적 정보 수집 기술을 통해 수동 조작 없이 관제센터와 자동으로 통신하여 차량 제어를 구현합니다. 프로세스를 완전히 제어합니다.

1 시스템 전체 분석

사물 인터넷 차량 시스템은 ARM11 임베디드 프로세서를 사용하여 Linux 플랫폼에서 개발되었으며 GPS 위치 확인, GPRS 통신 기술, RFID 무선 주파수 기술 등을 채택했습니다. 차량 탑재 단말기의 하단 레이어는 임베디드 플랫폼을 기반으로 합니다. . 임베디드 소프트웨어를 물류차량 탑재 터미널에 이식하고, 작성된 제어 프로그램을 통해 기타 기능 모듈의 제어를 완료하여 다음과 같은 기능을 달성합니다.

1) 실시간으로 정보 전송을 완료합니다.

2) 카드 리더기가 원격 단말기에 내장되어 적재된 상품을 식별하고 기록합니다.

3) 전체 프로세스에서 정확한 위치 지정을 달성합니다.

4) 카메라 장치를 사용하여 필요한 이미지 정보를 얻습니다.

5) 관제센터와의 통신

2. 시스템 하드웨어 설계

IoT 물류 차량 탑재 단말 시스템은 크게 ARM11 코어 시스템, GPS 모듈, GPRS 모듈, RFID 식별 모듈, 이미지 획득 모듈 등으로 구성된다.

이 시스템에는 실시간 전송, GPS 위치, RFID 식별 정보 등, 차량의 실시간 동적 추적 및 모든 측면에서 포괄적인 요구가 필요합니다. 임베디드 시스템의 CPU는 삼성의 S3C 6410 마이크로프로세서를 사용하며, 667MHz의 안정적인 주주파수와 최고 주주파수를 자랑합니다. 주파수는 800MHz에 도달할 수 있으며 많은 주변 인터페이스를 통합하고 고성능, 저전력 소비, 큰 저장 공간 및 강력한 컴퓨팅 성능의 특성을 가지며 데이터 처리 및 저장을 위한 이 시스템의 요구 사항을 충족하고 다음 기능을 실현합니다. 다양한 부품. .

GPS 측위 모듈로 선택된 GS-91 GES 위성 측위 모듈은 고성능, 저전력 GPS 위성 수신 엔진 보드입니다. 만능 기능을 갖춘 완전한 위성 포지셔닝 수신기이며 포지셔닝 정확도는 10m에 달합니다.

무선통신 모듈은 SIMCOM사의 SIM300 모듈을 사용합니다. 이는 전 세계적으로 EGSM900 MHz, DCS 1 800 MHz 및 PCS 1 900 MHz의 3가지 주파수에서 작동할 수 있는 3대역 GSM/GPRS 모듈입니다. 최대 10개의 GPRS 다중 채널 유형을 제공할 수 있으며 CS-1을 지원합니다. CS-2, CS-3 및 CS-4 TCP/IP 프로토콜이 내장된 4 GPRS 인코딩 방식은 AT 명령을 통해 인터넷에 빠르게 액세스할 수 있습니다.

낸드플래시는 저장 주변기기다. 이 시스템은 낸드플래시에 비디오 정보를 저장합니다. 동시에 LINUX의 Uboot, 커널, 부팅 이미지 및 파일 시스템도 nandflash에 프로그래밍됩니다.

원격 터미널은 카메라 모듈을 사용하여 이미지 획득 기능을 완료합니다. 카메라 모듈은 Vimicro Z301P USB 카메라를 사용합니다. 모듈은 USB 인터페이스를 통해 임베디드 플랫폼에 직접 연결됩니다. 임베디드 시스템은 이미지를 저장하여 데이터 보안을 보장합니다. 수집된 영상정보는 임베디드 시스템에서 추가로 압축, 처리되어 무선통신 모듈을 통해 원격관제센터로 전송됩니다.

무선 주파수 식별 모듈은 nRF24L01 무선 무선 주파수 모듈을 사용합니다. nRF24L01은 2.4~2.5GHz의 전 세계 ISM 주파수 대역에서 작동하는 단일 칩 무선 트랜시버 칩입니다. 전류 소모가 매우 낮습니다. 시스템은 운송되는 물품에 태그를 부착하고 RFID 리더를 사용합니다.운송차량에 들어가는 물품을 식별하고 관리하는 터미널입니다.

3. 시스템 소프트웨어 설계

사물인터넷 물류 차량 탑재 단말기의 소프트웨어 시스템은 임베디드 리눅스 운영체제를 개발 플랫폼으로 사용한다. 먼저 PC에 리눅스 운영체제를 구축한 후 크로스 컴파일 환경을 설정합니다. 이 과정에서 GPS 측위 정보, GPRS 무선 전송, 이미지 수집, RFID 식별 정보 수집 등을 모두 C 언어로 PC에 작성한 후 크로스 컴파일하여 실행 파일을 생성하고 S3C6410에서 실행한다.

3.1 GPS 모듈

GPS 모듈 프로그램은 이 시스템의 핵심이자 기초입니다. 주로 경도와 위도, 차량 속도, 가속도, 고도, 방위각 등의 정보 자동 수집을 완료합니다. 장치를 연 후 먼저 직렬 포트를 초기화하고 전송 속도, 데이터 비트, 정지 비트를 설정하고 비트 및 기타 매개변수를 확인한 다음 직렬 포트를 열어 원래 GPS 정보를 읽고 마지막으로 gps_phame( 문자*라인, GPS_INF0*GPS); GPS 정보를 분석합니다.

3.2 GPRS 모듈

GPRS 모듈 프로그램은 원격 무선 네트워킹과 실시간 데이터 통신을 구현하기 위한 핵심이자 기반입니다. 주로 대화형 데이터 통신, SMS 수신 및 전송, 온라인 데이터 업데이트, 파견 센터 원격 명령 제어와 같은 기능을 완료합니다. 데이터 통신과 SMS 송수신 기능을 모두 고려하기 위해 GPRS 모듈은 TCP/IP 투명 전송 모드를 사용하지 않고 AT 명령 모드에서 작동합니다. 데이터 통신은 TCP/IP 프로토콜을 사용합니다. 통신 형식은 사용자 정의 PDU 더블바이트 인코딩 모드입니다. SMS는 국제 표준 PDU 데이터 형식을 사용합니다.

3.3 여행 재생

이 시스템은 실시간으로 차량 위치를 파악하고 주행 경로를 낸드플래시로 저장할 수 있다. 영상정보는 차량 단말기에서 수집됩니다. 영상정보도 낸드플래시에 저장할 수 있고, 주행경로 정보도 재생할 수 있다.

3.4 이미지 획득 모듈

이 시스템은 UVC 드라이버 v412(video4linux2의 약자) 프레임워크를 사용하는 Linux2.6.36 커널을 사용합니다. v412는 일련의 데이터 구조 및 기본 v412 드라이버 인터페이스를 포함하여 Linux 비디오 장치 프로그램에 대한 인터페이스 사양 세트를 제공합니다.

3.5 식별정보 수집

nRF24L01은 UART 직렬 포트를 통해 Linux 시스템과 통신합니다. 수신 모드에서는 6개의 서로 다른 채널에서 데이터를 수신할 수 있습니다. 수신 모드로 설정된 nRF24L01은 이 6개의 송신기를 식별할 수 있습니다. nRF24L01은 데이터 수신을 확인한 후 주소를 기록합니다. 주소는 대상 주소로 응답 신호를 보내고 송신단의 데이터 채널 0은 응답 신호를 수신하는 데 사용됩니다.

코드의 nRF24L01 초기화 부분은 다음과 같습니다.

4 결과 및 분석

이 시스템의 상위 컴퓨터 모니터링 및 제어 작동 인터페이스는 Java 언어로 개발되었습니다. 관리 플랫폼은 GIS 정보를 결합하여 현재 모니터링되는 차량의 지리적 위치를 실시간으로 표시하여 관련 정보 쿼리와 효과적인 감독을 용이하게 합니다.

5. 결론

본 논문에서는 RFID 기술을 기반으로 한 사물인터넷 차량 단말기 시스템을 제안하고, 소프트웨어 및 하드웨어 플랫폼으로 임베디드 리눅스 운영체제와 S3C6410 프로세서를 선택하여 프로토타입 개발에 성공하였다. 물류업체 차량의 실시간 원격 모니터링을 통해 물류 효율성을 높이고 물류비를 절감할 수 있습니다. 차량 위치 확인, 차량 상태 정보 모니터링 등의 기능을 통해 차량의 전체 주행 과정을 모니터링하여 운전 안전성을 향상시킬 수 있습니다. RFID 기반 IoT 물류 차량 탑재 단말기를 활용해 생산 및 운영 과정에 첨단 물류 관리 개념을 도입한다. 동시에 시스템은 무선 네트워크를 사용하기 때문에 GPRS 네트워크 범위 내에 있는 한 관제 센터와의 실시간 통신이 가능하며 이는 매우 좋습니다. 실시간 정밀 위치 모니터링 실현 매우 실용적인 가치가 있습니다.