冷链物流-开题报告.doc

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述文 献 综 述一、 课题研究背景近年来，随着我国经济的迅速发展，冷链物流企业和物流车辆的总量快速增长，对物流车辆和货物的经营管理及合理调度就成为物流运输管理系统中的一个重要问题，各类冷链物流企业虽然在长期的发展过程中积累了丰富的实践经验，但由于对物流车辆的动态实时监控和调度一直未得到妥善解决，信息反馈不及时、不精确和不全面等问题导致了运力的大量浪费与运作成本的居高不下，严重地制约了我国冷链物流企业的发展1。目前冷链物流行业普遍存在两个问题:1.冷藏车箱的全金属封闭，不能实时向外界发送冷藏货物的温度信息，不能及时了解到冷藏货物状态。2.只能监测到车辆的位置信息，不能对车辆的运行路线、发动机转速、油耗、尾气排放等状态信息进行实时监控，从而不能对车辆的故障做出预测并做出及时调度。近年来随着GPS，GPRS，RFID，传感器和嵌入式技术的发展使得冷链物流企业实现货物跟踪、实时监控和调度车辆等功能成为可能。在物流企业内应用这些技术对物流车辆进行监控和调度己成为一种趋势。二、国内外研究与发展现状目前应用比较广泛车载监控终端主要有以下几大类:（1）基于GPS和GPRS的车载监控终端。硬件部分以ARM处理器为核心的最小系统、GPS模块、GPRS模块等；中间件包括驱动、BSP、Bootloader等；操作系统是Linux;以及用用程序。能够实现为用户提供定位导航、可以以与远程服务中心无线通信，毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告故障检测等。实现了系统运行过程中故障的快速检测和排除,保证了系统的稳定工作与高效运行2。适用于异地或者远程监控等等，其应用范围十分广泛。（2）基于GPS、GPRS、RFID的车载监控终端。整个车载终端由ARM处理器为核心的最小系统、定位模块GPS、温度标签RFID和GPRS传输模块组成。主要功能是从GPS导航系统提取数据信息，经过控制器处理，计算出车辆当前纬度等数据；RFID传感器标签加载到目标物品上，标签的传感器感应到货物的温度等信息后，将信息与标签的ID信息打包通过无线射频一起发送给RFID读写器,RFID读写器再将实时数据直接传输给控制器。控制器把接收的定位信息以及环境信息通过GPRS模块进行无线数据收发,通过无线通信传输给监控中心。监控中心实时根据被监控车辆远程传输的监控数据,判断车辆或货物状态是否正常,并采取相应的操作,并也可将管理指令或信息发送给车载终端。其应用十分广泛。国外关于车载监控的设计研究 。Zhang3于2005年提出一种基于GPRS的车辆监控系统。其主要组成部分包括CPU，GPS模块，GPRS模块，CPLD（复杂可编程逻辑器件）模块，电平变化，外部RAM，电源和显示器。可以实现对车载的实时监控，应用十分广泛。Tiemei Yang, Wei Xiao, and Jianling Guo4于2011年提出的一种基于GPS/ GPRS的的的士车辆监控系统的设计。以C8051F040单片机为核心，结合GPS，GPRS和LCD的车辆监控终端设备的需求被提出。该设备将显示C8051F040单片机，它是高速，低功耗的优势，并具有丰富的接口。通过GPS，晶闸管，和GPRS模块与监控中心进行通信的应用程序，该设备可能实现的功能，如车辆定位，车辆监控调度等。国内一些科研机构也提出了一些车载监控终端设计的解决方案。陈斌、李德华等5在2004年提出的一种基于GPRS技术的可扩展车辆监控系统的设计与实现。车载移动终端由基于StrongARM SA-1110的嵌入式系统、GPRS模块(WAVECOM) 、GM-305一体化GPS模块、中文液晶显示屏和键盘形成的人机交互单元组成。车载终端可外接摄像头和车载电话手柄实现图像和语音传输,专用的GPIO接口可连接车辆的各检测控制线路以获取车辆的各种状态数据。孙作雷6在2006年提出的一种基于GPS和GPRS的嵌入式车载终端设计。以ARM7TDMI-S 内核微处理器 PHILIPS LPC2138、GSM/GPRS 模块WAVECOM Q2406B毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告、GPS 模块 HOLUX GM82 和实时多任务内核 C/OS-II 的软硬件环境下实现。能够实现对车载进行数据采集，监控等功能。朱顺华7在2006年提出的一种基于GPRS的汽车远程故障诊断系统中车载终端的研究设计。设计集成了嵌入式 ARM 处理器、LCD 显示屏、GPRS 无线通信模块、CAN 总线通信模块和键盘接口模块的车载终端平台。用户通过键盘向车载终端发出进行远程诊断的指令，嵌入式处理器通过与车内其它功能模块的进行通信，获得车内各系统的工作状态，将这些数据存储在存储器中；然后再通过无线传输模块向远程故障诊断服务中心的请求诊断服务，请求得到允许后，车载终端将存储在存储器中的车辆工作状态数据和故障代码信息发送到远端的诊断服务器；诊断服务器收到数据后进行诊断分析，将诊断结果返回，车载终端将接收到的诊断结果进行显示，从而达到诊断的目的。张波、王志刚等8在2011年设计的一种基于GPS和CDMA的物流车辆监控终端设计。采用S3C2440A ARM 芯片作为主控芯片，选取合适的GPS 模块和CDMA 模块进行硬件设计。研究分析了GPS 和CDMA 技术。在WinCE 5.0 平台上设计了GPS 串口接收程序，以及终端与监控中心的无线通信程序。可以实现车载实时监控9。王玉泉、朱韶红10于2011年提出的一种基于RFID、GPS 与GPRS 的危险品物流监控系统的研究。采用各种智能传感器实时获取危险品状态信息、车辆行驶状态信息,并发送给车载实时监控终端,车载实时监控终端通过GPRS 将危险品状态信息和车辆行驶状态及定位信息发送到远程监控平台,从而实现危险品运输过程的状态监测与追踪。可以实现对食品冷链物流追溯11。史良等12在2011年提出的一种基于GPS、RFID的冷链运输车辆监控系统设计与研究。以GPS定位信息为主,里程计、电子罗盘推位为辅的定位方式,结合GPRS无线通讯传输技术,将GPS定位信息和携带有身份标识的RFID信息,在远端监控中心进行实时的显示、记录和管理。张伟13在2011年研发的一种基于GPS和GPRS的多功能车载终端的设计。采用基于53C2440(ARM920T内核的32位微处理器)和Linux操作系统的嵌入式平台，扩展了GPS导航模块和GPRS模块,视频监控模块,集成了CAN总线接口，实现了车辆导航、无线上网和CAN总线通信,视频监控功能,充分满足了人们对汽车的安全性、便利性和舒适性的要求。可以实现运钞车的实时监控14、“车务通”15。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告三、发展趋势车载监控领域各项技术的逐步成熟，在推动各行业发展的同时，冷链物流正在逐渐兴起。客户对冷链物流监控终端的硬件设计正由现在的GPS导航模块转向北斗导航模块，以及由原来的不能在线实时监控转向在线监控。1、硬件GSP是美国在20世纪70年代开始研制全球定位系统(Global Positioning System)，在全球范围内得到了非常广泛的应用。近年来，随着国产北斗导航系统的发展，对客户选择怎样的导航设备有了很大的选择空间，同时冷链物流的管理水平有了很大改善18。2、软件以前对车辆不能做到在线监控。近年来，随着各种技术的发展，已经能够实现在线监控，相信它对冷链物流运输会有很大的帮助12。四、关于“冷链物流车辆状态远程监控终端设计”课题的启发在车载监控终端的设计中，采用C8051F340为车辆监控终端的主控芯片。箱外通信传输节点，箱内汇聚节点和箱内节点以STC公司的89C52为控制芯片。将箱内的传感器采集到的信息数据，通过射频通信发送给箱内汇聚节点，箱内汇聚节点将数据传输给箱外通信传输节点，最后传输给车辆监控终端。C8051F340芯片性价比高，C8051F340适用于工业应用场合。与“8051”芯片对比，除了兼容8051内核，C8051具有高度灵活的可操作性和高速的处理能力。.STC89C52是STC推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择，HD版本和90C版本内部集成MAX810专用复位电路。以C8051F340为主控芯片和STC89C52为从控芯片大大提高了数据的传输速率，降低了功耗，提高了工作效率。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告参 考 文 献1、魏国华，杜国平.物流车辆监控调度终端的设计与实现.南京：南京理工大学，2008年6月30日2、刘有贵，马宏.GPS/GPRS车辆定位网络系统及故障在线检测技术研究.吉林：长春理工大学，2010年12月19日3、Peng-Chao Zhang, Zhong-Ke Shi, Meng Xu. Design and Implemention of Vehicle Monitoring System Based on GPRS. Xian： Northwestern Polytechnic University，18-21 August 20054、Tiemei Yang, Wei Xiao, and Jianling Guo.Design of Taxi Vehicl Monitoring System Based onGPS/GPRS.Shanxi：Taiyuan University of Science and Technology，20115、陈斌，李德华，姚讯.一种基于GPRS技术的可扩展车辆监控系统的设计与实现.计算机应用研究，2005年第06期：175-1786、孙作雷，杨宏业.基于GPS/GPRS的嵌入式车载终端的设计和实现.内蒙古：内蒙古工业大学，2006年6月7、朱顺华.基于GPRS的汽车远程故障诊断系统中车载终端的研究设计.湖南：国防科学技术大学，2006年11月8、张波，王志刚，张睿. 基于GPS 和CDMA 的物流车辆监控终端的设计.电子设计工程，2011年第19卷第1期：121-1249、罗恵谦，胡兰，石道生.基于ARM的GPS车载监控的研究与实现.中国水运，2006年第06卷第07期：60-6110、王玉泉，朱韶红. 基于RFID、GPS 与GPRS 的危险品物流监控系统的研究.微计算机信息，2011年第27卷第4期：106-10711、肖敏敏，刘世峰.基于RFID的食品冷链物流追溯系统研究.北京：北京交通大学，2012年6月24日12、史良，曾建辉.基于GPS/RFID的冷链运输车辆监控系统设计与研究.黑龙江：哈尔滨工程大学，2011年6月13、张伟，程平.基于GPS和GPRS的多功能车载终端的设计.武汉：武汉理工大学，2011年5月14、伏海文，王军明，郭华.基于GPS、GPRS的运钞车电子保险箱及联动系统的设计.电信技术，2003年3月：41-4215、小龙.基于GPS与GPRS的车辆定位于监控的利器“车务通”（下）.专题连载，2009年第6期：55-5916、黄利伟，张雨.我国农产品冷链物流发展的问题与对策研究.北京：中国农业科学院研究生院，2007年12月毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告2本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）一、 本课题要研究解决的问题车载监控终端设计的关键技术主要涉及车辆监控终端、冷藏车箱外通信传输节点、冷藏车箱内汇聚节点、冷藏车箱内监控节点4个方面。在车载监控终端设计中，需要将冷藏车箱内的温度、湿度等信息传输给冷藏车箱内的汇聚节点，然后冷藏车箱内汇聚节点将汇聚的信息传输给冷藏车箱外的节点，最后将总的信息传输给车辆监控终端。二、拟采用的研究手段对车载监控终端设计包括两个方面：车载监控终端的硬件设计和车载监控终端的软件编写。问题一：车载监控终端的硬件设计方案：硬件部分可以由主控部分和从控部分组成。主控部分以C8051F340做为车载C8051F340芯片性价比高，C8051适用于工业应用场合。与“8051”芯片对比，除了兼容8051内核，C8051F340具有高度灵活的可操作性和高速的处理能力。以及GPS模块、GPRS模块以及CC101（射频模块）。从控模块包括3个组成部分，分别是箱外通信传输节点、箱内汇聚节点以及箱内节点。这三个从控模块都是以89C52为控制核心。（1） 车辆监控终端该部分以主控芯片C8051F340为核心，主要4个模块：存储模块、GPS模块、GPRS模块、RF通信模块。存储模块主要是针对程序及采集数据的存储扩展，主控芯片使用IIC总线读写FM24CL04中内容。GPS和GPRS模块分别于C8051F340的UART0，UART1串口相连，GPS功能是向主控芯片提供经纬度参数和UTC时间，而GPRS模块与监控中心通信，负责传达监控中心发送的指令，根据不同指令，将车辆状态信息和车厢内环境参数信息发送至监控中心。RF通信模块是主控芯片P2口连接，与箱外通信节点之间进行短距离无线通信，发送采集程序指令，接受采集的环境数据。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告图1车辆监控终端硬件框图（2）冷藏车箱外通信传输