CN103235583B - 一种基于北斗/gps导航定位的冷链物流监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于北斗/GPS导航定位的冷链物流监控系统，包括如下步骤：A1，设定北斗、GPS的工作方式，在定位时优先使用GPS定位，北斗的定位信息对GPS的定位信息进行校正和修改，当两者在设定的时间范围的定位信息内一直相差较大时，确定GPS存在盲区或故障，这时以北斗的定位信息为准；A2，将定位信息和监控信息一起打包通过北斗传输到监控中心；A3，采用PT100铂电阻采集温度信号，接收GPS的授时信息，分别通过I/O口和串口传输到基于安卓系统的嵌入式监控显示模块，根据E-TTI模型对货架期的预测，根据多种物品的货架期模型，选择相应货架期的E-TTI模型。

Description

一种基于北斗/GPS导航定位的冷链物流监控系统

技术领域

本发明属于物流技术领域，特别涉及一种基于北斗/GPS导航定位的冷链物流监控系统。

背景技术

北斗卫星是由我国独立发展，自主运行兼容其它任何导航系统的卫星导航定位系统，主要由5颗地球静止轨道卫星和30颗非地球静止轨道卫星组成，发送三种频段的载波信息定位。并且随着2012年10月25号第16颗北斗卫星的成功发射我国的北斗卫星已基本实现亚太组网。它的主要特点在于能够在定位通信综合领域上的应用，不仅能够提供全天候导航定位、授时服务，还具有收发短信的通信功能，并且具有一定的保密、抗干扰和抗摧毁能力这样使得它的发展潜力不容小觑。然而，GPS的强大性能更令它在全球定位系统上具有稳定的地位，其主要的特点在于，提供全天候导航定位、授时服务，覆盖面积广，发展成熟，精度高，发送两种频率载波信号定位，分别是供民用的民码和军用的军码。但是，GPS受美国军方拥有和控制，供民用的民码抗干扰能力差，使用存在盲区与危险，且需要外接GPRS模块才能实现通信。所以，综合利用北斗和GPS两套导航定位系统，互相修正和补充，将能够更好的保证定位通信的效果。

随着社会经济的发展，人们生活品质追求的上升，对冷链物流需求的增加。为了保证食品在冷链物流中的品质，这就要求企事业单位对冷链物流及时准确的处理与调节。要做到这点关键的一点在于对冷链物流的实时定位、监控与远程数据的传输，达到双向通信，确保冷链物流特别是冷链运输的不脱节。因此，对于冷链物流的定位与信息传输关键技术的研究将会显得特别重要。

目前，我国的冷链物流处于刚刚起步阶段，在监控上依然存在着很多问题，其主要表现在硬件设施不足，技术不完善；没有形成完整独立的冷链物流体系；缺乏上下游整体规划，物流过程容易脱节等这些问题的关键在于缺乏合理的、行之有效的冷链物流监控和实时远程数据传输装置。虽然我国目前对冷链物流的监控在朝着信息化、自动化和智能化方向发展，也有引进了诸如GPS定位与GPRS数据传输的先进监控设备，但是，由于GPS本身的特点局限性以及在偏远地区移动基站覆盖率低，不能很好地实现GPRS传输数据，难以真正满足现在冷链物流的需要，而北斗能实现远程数据的传输在越空旷的地方信号越好。另外，我国现有的冷链监控设备几乎都没有E-TTI装置，这样将导致货架期预测的脱节与失效，特别是在像装卸货物等容易引起温度波动情况下，将导致货物品质的下降。因此，充分利用北斗和GPS各自的优势进行双模相互协调定位同时在冷链运输过程中结合E-TTI以及采用北斗短报文播报功能传输定位监控信息实现在中国范围内全天候实时的双向通信，将是解决冷链物流需求关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于北斗/GPS导航定位的冷链物流监控系统，以解决目前我国冷链物流中冷链运输环节的监控和实时定位信息的传输、存储以及物品品质预测方面存在的诸多问题。

本发明的技术方案是，一种基于北斗/GPS导航定位的冷链物流监控系统，包括北斗/GPS双模定位收发模块、基于安卓系统的嵌入式监控显示模块、E-TTI货架期预测模块、温湿度检测预处理模块以及远程监控模块，其中，

北斗/GPS双模定位收发模块采用北斗、GPS组合定位，相互补充和修正，定位信息通过串口传输到基于安卓系统的嵌入式监控显示模块，

温湿度检测预处理模块使用温湿度传感器检测冷链物流运输车中的温湿度，将温湿度信息预处理，

E-TTI货架期预测模块，根据北斗/GPS授时信息和温湿度信息建立E-TTI货架期预测模型，用于对冷链运输的实时货架期预测，

基于安卓系统的嵌入式监控显示模块将定位信息和监控信息通过串口传输到北斗发送模块，利用北斗的短信播报功能发送到远程监控模块，

远程监控模块根据实际运营的需求下达物流信息，实时监控冷链物流运输车的在线运营情况，

包括如下步骤：

A1，设定北斗、GPS的工作方式，在定位时优先使用GPS定位，北斗的定位信息对GPS的定位信息进行校正和修改，当两者在设定的时间范围的定位信息内一直相差较大时，确定GPS存在盲区或故障，这时以北斗的定位信息为准；

A2，将定位信息和监控信息一起打包通过北斗传输到监控中心；

A3，采用PT100铂电阻采集温度信号，接收GPS的授时信息，分别通过I/O口和串口传输到基于安卓系统的嵌入式监控显示模块，根据E-TTI模型对货架期的预测，根据多种物品的货架期模型，选择相应货架期的E-TTI模型；

A4，使用北斗/GPS的PPS信号进行系统授时，并对系统时钟校准；

A5，远程监控模块接收到北斗发送来的信号解析，发送命令和控制信息，并且把监控信号显示在监控界面上。

本发明以北斗、GPS双系统相互协调定位以及采用北斗进行收发通信，并且使用基于安卓系统的嵌入式开发板作为整个系统的核心控制部分还将E-TTI应用于冷链物流中，做到了冷链物流的实时双向通信与监控以及货架期预测的不脱节，以更好的保证货物运输中的品质、冷藏车的灵活调度以及货物和人员的安全。同时，本发明提出了基于北斗/GPS双模定位的冷链物流传输监控系统，是一个低复杂度、高效率的系统，实现了冷链物流的精准定位和实时远程数据的可靠传输，可以很好的应用于现代冷链物流中，实现冷链物流的信息化、规范化、标准化管理，能够提高冷链物流的质量和冷链中物品的品质

本发明无论是在对于冷链物流的实时定位、监控、远程数据的传输上具有重要的意义，还是在冷冻冷鲜食品的流通和医疗冷链运输上也都将发挥其重要作用。

附图说明

图1为本发明北斗/GPS双模导航定位于数据传输示意图

图2为本发明北斗/GPS双模定位工作框图

图3为本发明硬件系统工作原理流程图

具体实施方式

如图1所示，基于北斗/GPS双模定位的冷链物流信息传输系统，系统采用北斗/GPS双系统进行相互补充协调的定位，以实现冷链运输中的实时精准定位，并且在数据传输上采用北斗的短信播报功能进行通信减少了移动基站的使用，通过测量的温度信息和接收到的北斗/GPS卫星的授时信息根据相应的E-TTI模型进行冷链运输中的货架期预测，以免货架期预测的脱节，使用基于安卓系统的嵌入式开发板对整个系统的检测与控制，系统包括了北斗卫星定位系统2、GPS卫星定位系统1、北斗数据传输3、运输的冷藏车4、车载监控系统6、远程监控系统5，其中车载监控系统为基于安卓系统的嵌入式ARM开发板，外围具有2个串口、SPI、I/O音视频接口等系统设计相关接口

具体实现如下：

如图1所示北斗、GPS卫星导航系统同时进行相互补充协调的对冷链运输中的冷藏车进行定位，使用温湿度测量工具对其冷藏车中的温湿度信息实时监控，并且采用北斗的短信播报功能将监控信息和定位信息发送到监控中心，冷链物流监控中心同样通过北斗的短信播报功能向在线冷藏车发送调配、订单情况等命令信息，指导冷链运输。

如图1所示的冷藏车中安装有基于安卓系统操作界面的嵌入式冷链物流监控系统F，司机可以通过可触摸屏操做控制界面的显示与设定系统运行时的相关参数以及根据运输食品的不同选择相应的货架期预测模型，并且可以根据需要在界面上选择是否实时显示温湿度信息与货架期预测信息。

如图1所示的冷藏车中安装有基于安卓系统操作界面的嵌入式冷链物流监控系统F，其系统硬件工作结构框图如图2所示，采用SMA天线接收定位、授时信息通过串口传输到MCU；利用温湿度传感器采集冷藏车车厢的温湿度信息，进行前置的预处理后通过I/O口传输到嵌入式开发模块，经A/D后传输到MCU,将温度信息和授时信息根据相应的选择的食品类型调用相应的E-TTI模型进行该食品的货架期预测，使用I/O口接收的北斗/GPS模块的1PPS对整个系统进行工作定时，协调整个系统的工作，用户还可以根据自己的需要选择性的将温湿度信息和定位信息通过SPI口存储在SD卡中，以便后续的查单和追溯等的应用。

如图2所示系统将定位信息和车厢内的温湿度信息都以十六进制的形式通过串口传输到带有收发功能的北斗/GPS模块，根据实际应用的需要定位信息每1min钟发送一次，冷藏车中的温湿度信息每10min与定位信息一起打包通过串口传输到北斗/GPS模块通过北斗发送到监控中心。同时监控中心可以根据需要通过北斗短信播报功能向下位机下达诸如订单状况等的命令信息，指导冷链物流的运输。

如图3所示的北斗/GPS双模定位系统工作原理框图，这种工作方式主要是为了有效的进行检测，提高定位结果的可靠性，特别是当GPS受限或干扰时，系统的北斗定位系统会继续工作，从而保证了卫星导航的正常工作。本系统在定位的时，优先考虑使用GPS导航，北斗导航设定为时间间隔5min钟一次，并且将北斗定位导航的结果与GPS导航定位的结果进行比较，做为GPS导航的一个参考，当连续5次比较GPS定位的结果与北斗定位的结果都相差较大时，系统自动切换到北斗导航状态，导航结果主要是采用北斗导航为准。

综上所述，本发明提出的基于北斗/GPS双模定位的冷链物流信息传输监控系统，是一个低复杂度、高效率的系统实现了冷链物流的实时定位与监控，实现了冷链物流的信息化、规范化、标准化管理，并且在冷链物流中加入E-TTI货架期模型，实现了货架期预测在冷链运输的不脱节，所以本发明不仅能够实现冷链物流的实时可靠的监控与定位而且能够保证运输食品的品质与在线跟踪。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (1)

1.一种基于北斗/GPS导航定位的冷链物流监控系统，包括北斗/GPS双模定位收发模块、基于安卓系统的嵌入式监控显示模块、E-TTI货架期预测模块、温湿度检测预处理模块以及远程监控中心，其中，

北斗/GPS双模定位收发模块采用北斗、GPS组合定位，相互补充和修正，定位信息通过串口传输到基于安卓系统的嵌入式监控显示模块，

温湿度检测预处理模块使用温湿度传感器检测冷链物流运输车中的温湿度，将温湿度信息预处理，

E-TTI货架期预测模块，根据北斗/GPS授时信息和温湿度信息建立E-TTI货架期预测模型，用于对冷链运输的实时货架期预测，

基于安卓系统的嵌入式监控显示模块将定位信息和监控信息通过串口传输到北斗发送模块，利用北斗的短信播报功能发送到远程监控模块，

远程监控模块根据实际运营的需求下达物流信息，实时监控冷链物流运输车的在线运营情况，

其特征在于，包括如下步骤：

A1，设定北斗、GPS的工作方式，在定位时优先使用GPS定位，北斗的定位信息对GPS的定位信息进行校正和修改，当两者在设定的时间范围的定位信息内一直相差较大时，确定GPS存在盲区或故障，这时以北斗的定位信息为准；

A2，将定位信息和监控信息一起打包通过北斗传输到远程监控中心；

A3，采用PT100铂电阻采集温度信号，接收GPS的授时信息，分别通过I/O口和串口传输到基于安卓系统的嵌入式监控显示模块，根据E-TTI模型对货架期的预测，根据多种物品的货架期模型，选择相应货架期的E-TTI模型；

A4，使用北斗/GPS的PPS信号进行系统授时，并对系统时钟校准；

A5，远程监控模块接收到北斗发送来的信号解析，发送命令和控制信息，并且把监控信号显示在监控界面上。