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基于ARM的嵌入式果蔬冷藏保鲜运输车监测系统的研究

作　者: 迟成
导　师: 王以忠
学　校: 天津科技大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 果蔬物流保鲜冷藏车监测系统 ARM
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 49次
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-14
  1.1 课题研究背景  9-11
    1.1.1 果蔬保鲜物流  9-10
    1.1.2 果蔬保鲜物流运输  10-11
  1.2 果蔬保鲜物流及运输监测技术发展现状  11-12
    1.2.1 国外相关技术发展现状  11-12
    1.2.2 国内相关技术发展现状  12
  1.3 本论文的研究内容及意义  12-14
    1.3.1 本论文的主要研究内容  12-13
    1.3.2 本论文研究的意义  13-14
2 监测系统设计  14-29
  2.1 系统总体方案设计  14-16
    2.1.1 系统功能分析  14
    2.1.2 系统结构设计  14-16
  2.2 系统硬件设计及相关技术  16-29
    2.2.1 ARM嵌入式计算机  16-19
    2.2.2 GSM模块  19-21
    2.2.3 RFID读写模块  21-23
    2.2.4 GPS接收器  23-25
    2.2.5 无线传感网络节点硬件组成  25-29
3 嵌入式系统及其定制  29-40
  3.1 嵌入式系统简介  29-30
    3.1.1 嵌入式系统定义  29-30
    3.1.2 嵌入式系统的特点  30
  3.2 嵌入式处理器简介  30-32
    3.2.1 嵌入式处理器的类型  30-31
    3.2.2 ARM嵌入式微处理器  31-32
  3.3 嵌入式操作系统  32-34
  3.4 Windows CE嵌入式操作系统移植  34-37
    3.4.1 定制Windows CE系统内核  34-35
    3.4.2 Windows CE内核下载  35-37
  3.5 SQLite嵌入式数据库及其移植  37-40
    3.5.1 SQLite简介  37-38
    3.5.2 SQLite的移植  38-40
4 监测系统软件设计  40-43
  4.1 软件功能设计  40-41
  4.2 软件体系结构  41
  4.3 软件主程序流程  41-43
5 系统软件开发  43-58
  5.1 RS-232串口通信  43-44
  5.2 数据库模块  44-46
    5.2.1 SQLite数据库的使用  44-45
    5.2.2 数据库设计  45-46
  5.3 无线数据采集模块  46-47
    5.3.1 车载终端无线数据模块开发  46-47
    5.3.2 无线传感网络节点软件开发  47
  5.4 GSM模块  47-50
    5.4.1 AT指令  47-48
    5.4.2 短消息服务模式  48-50
  5.5 ZLG500B14读写器控制  50-55
    5.5.1 ZLG500B14控制函数的重写  51-54
    5.5.2 RFID卡读写流程  54-55
  5.6 GPS定位模块  55-58
    5.6.1 GPS定位信息协议  55-56
    5.6.2 定位信息处理  56-58
6 系统实现及实验  58-67
  6.1 系统实现  58-61
  6.2 系统实验  61-67
7 总结  67-68
8 展望  68-69
9 参考文献  69-75
10 攻读硕士学位期间发表论文情况  75-76
11 致谢  76

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