CN108062644A - 基于物联网的智能物流系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涉及基于物联网的智能物流系统，其特征在于，包括监控终端、物流车辆和用户终端，监控终端包括第一微处理器以及分别连接第一微处理器的第一LTE通信模块、GIS模块、显示屏和第一存储器；物流车辆设有第二LTE通信模块、Zigbee中继通信模块、中央处理器、RFID阅读器、多维彩码扫描器、GPS定位模块、北斗定位模块、摄像头、频谱感知模块、频谱感知融合模块、报警器、智能方向盘、第一蓝牙模块、第二存储器和各种环境传感器；用户终端包括第三LTE通信模块、第三存储器、第二微处理器、显示器和信息输入模块，货物设有RFID标签芯片、多维彩码和第二蓝牙模块。该系统可实时了解货物定位数据和溯源数据。

Description

基于物联网的智能物流系统

技术领域

本发明涉及物流领域，尤其涉及一种基于物联网的智能物流系统。

背景技术

随着现代经济的提速，大量的货物在全球内进行流转，承载货物运输任务的物流行业也得以蓬勃发展。伴随着人们对物流智能化的现实需求，各种智能物流系统方案被相继提出。物流在运输大量货物的同时，也伴随着大量的信息数据流在物流车辆、监控中心和用户之间进行交互、传输。

然而，现有的智能物流系统仍然存在很多不足之处：当大量不同的物流车辆、物流公司、监控中心以及用户之间传输大量的数据时，承载数据传输的通信频段被大量的占用，使得可用的通信频段出现严重紧缺，难以满足大量数据的传输需求，从而导致数据传输的通信延缓和不顺畅；同时，在诸如食物、商品的物流运输中，当用户需要对所购食物、商品的实时运输定位信息、原产地信息、发货地等信息进行溯源查询，现有的物流系统方案依旧采用传统的RFID标签方案、二维码或条形码对货物信息进行存储，而RFID标签方案、二维码或条形码存储的信息量有限，且安全性较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种既能满足监控中心实时监控物流车辆的状态，又能够满足用户实时检测货物定位信息和溯源信息的基于物联网的智能物流系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：基于物联网的智能物流系统，其特征在于，包括监控终端、装载有货物的物流车辆和用户终端，其中，

所述监控终端包括第一微处理器以及分别连接第一微处理器的第一LTE通信模块、GIS模块、显示屏和第一存储器，所述GIS模块连接显示屏和第一存储器，所述第一LTE通信模块连接第一存储器；

所述物流车辆上设置有第二LTE通信模块、Zigbee中继通信模块、中央处理器、RFID阅读器、多维彩码扫描器、GPS定位模块、北斗定位模块、摄像头、至少两个频谱感知模块、频谱感知融合模块、报警器、智能方向盘、第一蓝牙模块、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、红外传感器和第二存储器；

所述中央处理器分别连接第二LTE通信模块、Zigbee中继通信模块、RFID阅读器、多维彩码扫描器、GPS定位模块、北斗定位模块、摄像头、频谱感知融合模块、报警器、智能方向盘和第一蓝牙模块；

所述第二存储器分别连接第二LTE通信模块、Zigbee中继通信模块、RFID阅读器、多维彩码扫描器、GPS定位模块、北斗定位模块、摄像头和第一蓝牙模块，所述温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器和红外传感器上分别设置有Zigbee通信模块，所述频谱感知模块连接频谱感知融合模块；

所述智能方向盘包括实时检测司机握力的压力传感器和检测手部动作频率的动作频率检测器，所述压力传感器和动作频率检测器分别连接中央处理器；

所述货物上设置有RFID标签芯片、多维彩码以及与第一蓝牙模块配对通信的第二蓝牙模块；

所述用户终端包括第三LTE通信模块、第三存储器、第二微处理器、显示器和信息输入模块，所述第二微处理器分别连接第三LTE通信模块和信息输入模块，所述第三存储器分别连接第三LTE通信模块和显示器；所述用户终端通过第三LTE通信模块、第一LTE通信模块连接监控终端。

进一步地，所述智能方向盘上还设置有连接中央处理器的面部识别模块。

与现有技术相比，本发明的优点在于：物流车辆上的各种传感器实时将检测到的数据经Zigbee通信模块、Zigbee中继通信模块发送给中央处理器；频谱感知融合模块则根据频谱感知模块检测到的通信频段占用或空闲情况，融合计算得到当前处于空闲的通信频段值；中央处理器命令或根据监控终端的指令来命令GPS定位模块、北斗定位模块和摄像头启动，并将定位数据、视频或照片数据保存至第二存储器中，命令RFID阅读器、多维彩码扫描器实时扫描获取物流车辆上货物的信息，并也保存到第二存储器中；中央处理器命令第二LTE通信模块切换到频谱感知融合模块得到的空闲通信频段上通信，并将第二存储器中的数据经第二LTE通信模块发送给监控终端；监控终端则根据物流车辆的定位数据，由GIS模块绘制物流车辆的运动轨迹曲线，并由显示屏显示出来；用户需要了解货物的定位数据或者溯源数据时，则利用用户终端发送待查询货物的信息给监控终端，并由监控终端反馈货物的定位数据或溯源数据给用户终端进行显示。

附图说明

图1为本发明实施例中基于物联网的智能物流系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本发明实施例中基于物联网的智能物流系统，包括监控终端1、装载有货物2的物流车辆3和用户终端4，其中，

监控终端1包括第一微处理器10以及分别连接第一微处理器10的第一LTE通信模块11、GIS模块12、显示屏13和第一存储器14，GIS模块12连接显示屏13和第一存储器14，第一LTE通信模块11连接第一存储器14；GIS模块12用以根据第一存储器14中保存的实时定位数据，绘制物流车辆3的运动轨迹，并通过显示屏13将运动轨迹情况显示出来，以供物流监控人员对物流车辆3运动轨迹的实时了解；显示屏13可以选择使用液晶显示屏；

物流车辆3上设置有第二LTE通信模块30、Zigbee中继通信模块31、中央处理器32、RFID阅读器33、多维彩码扫描器34、GPS定位模块35、北斗定位模块36、摄像头37、频谱感知模块38、频谱感知融合模块39、报警器310、智能方向盘311、第一蓝牙模块312、温度传感器313、湿度传感器314、烟雾传感器315、红外传感器316和第二存储器317；其中，频谱感知模块38至少具有两个；

Zigbee中继模块31，作为各传感器上的Zigbee通信模块318转发数据的中继节点，用以转发各传感器的检测数据给中央处理器32；

多维彩码是在传统二维码基础之上，加上黑、蓝、绿、红4色矩阵构成5×5、6×6、7×7等不同规格的彩色多维图像矩阵码，是全球第三代条码技术的代表。多维彩码解决了超大容量和安全性问题，其足以做到每个货物2都有唯一的彩码，实现“一货物一编码”。而常用的条形码甚至二维码，受制于容量，最多也只能做到一个批次产品一个条形码。多维彩码可以存储有货物2的各种信息，例如原产地、中转地、发货者信息、价格信息等；

频谱感知模块38，用以对物流车辆3所处周围的通信频段占用或空闲情况进行检测，并将频段的检测结果发送给频谱感知融合模块39；

频谱感知融合模块39，则用以根据接收各频谱感知模块38发送来的通信频段检测结果进行融合，计算得到物流车辆3所处周围中处于空闲状态的通信频段值，并将该空闲的通信频段值发送给中央处理器32处理，由中央处理器32命令第二LTE通信模块30切换到该空闲的通信频段上进行通信，以高速、顺畅的将物流车辆3上的大量数据发送给监控终端1；

中央处理器32分别连接第二LTE通信模块30、Zigbee中继通信模块31、RFID阅读器33、多维彩码扫描器34、GPS定位模块35、北斗定位模块36、摄像头37、频谱感知融合模块39、报警器310、智能方向盘311和第一蓝牙模块312；

第二存储器317分别连接第二LTE通信模块30、Zigbee中继通信模块31、RFID阅读器33、多维彩码扫描器34、GPS定位模块35、北斗定位模块36、摄像头37和第一蓝牙模块312，温度传感器313、湿度传感器314、烟雾传感器315和红外传感器316上分别设置有Zigbee通信模块318，频谱感知模块38连接频谱感知融合模块39；摄像头37用以录制视频或拍摄照片，并将视频数据或照片数据存储到第二存储器317中；第二LTE通信模块30、Zigbee中继通信模块31、RFID阅读器33以及多维彩码扫描器34发送的各种数据保存到第二存储器317中，以方便调用相关的数据；

智能方向盘311包括实时检测司机握力的压力传感器3111和检测手部动作频率的动作频率检测器3112，压力传感器3111和动作频率检测器3112分别连接中央处理器32；其中，

中央处理器32用以命令RFID阅读器33、多维彩码扫描器34对物流车辆3上的货物4信息进行读取，例如实时读取，并将读取的货物信息保存到第二存储器317中；命令GPS定位模块35、北斗定位模块36分别进行定位，并将获取的定位数据保存到第二存储器317中；命令摄像头37、报警器310分别对应执行摄像或报警动作；根据频谱感知融合模块39发送来的空闲通信频段值，命令第二LTE通信模块30切换到该空闲的通信频段上进行通信；判断智能方向盘311中压力传感器3111发送来的实时压力数据出现波动时，表示司机的开车注意力发生分散，而判断动作频率检测器3112发送来的动作频率较为频繁时，说明司机开车精力不集中，以提供给监控终端1进行监控提醒。

货物2上设置有RFID标签芯片20、多维彩码21以及与第一蓝牙模块312配对通信的第二蓝牙模块22；RFID标签芯片20内存储货物2的名称、发货者信息、发货地信息、目的地信息和收货者信息；其中，

货物2上的第二蓝牙模块22实时与第一蓝牙模块312进行通信连接，而当货物2与第一蓝牙模块312之间的距离超过两个蓝牙模块的最大配对通信距离时，例如常规蓝牙模块的10米通信距离，则表示货物2离开了物流车辆3，中央处理器32命令报警器310发出报警，以提示物流车辆3的司机人员引起注意并采取搜寻工作。

用户终端4包括第三LTE通信模块40、第三存储器41、第二微处理器42、显示器43和信息输入模块44，第二微处理器42分别连接第三LTE通信模块41和信息输入模块44，第三存储器41分别连接第三LTE通信模块40和显示器43；用户终端4通过第三LTE通信模块40、第一LTE通信模块11连接监控终端1。通过用户终端4上的信息输入模块44输入所要查询货物的信息，并经第三LTE通信模块40发送给监控终端1，监控终端1内的第一微处理器10根据接收的待查询货物的信息，调用第一存储器14中保存的货物信息，并将该货物的信息，例如定位数据经第一LTE通信模块11反馈给用户终端4，并经显示器43显示出来。

为了对物流车辆3上的司机信息进行验证，作为改进，在智能方向盘311上还设置有连接中央处理器32的面部识别模块3113。面部识别模块3113用以对司机的面部进行识别，若与面部识别模块3113中存储的司机面部信息不匹配，则发送给中央处理器32，并经中央处理器32将该信息发送给监控终端1。

以下结合图1，对该智能物流系统的工作情况做出说明：

(1)监控终端1通过第一LTE通信模块11、第二LTE通信模块30与物流车辆3建立通信连接；

(2)温度传感器313、湿度传感器314、烟雾传感器315、红外传感器316分别将检测到的物流车辆3上的对应数据经Zigbee通信模块318、Zigbee中继通信模块31发送给第一微处理器10和第一存储器14；

中央处理器32命令RFID阅读器33、多维彩码扫描器34分别读取货物4的信息，并保存至第二存储器317中；命令GPS定位模块35、北斗定位模块36获取当前定位数据，并保存到第二存储器317；命令摄像头37进行视频录制或照片拍摄，并保存到第二存储器317中；

(3)中央处理器32判断各传感器发送来的数据超过对应的预设阈值时，则命令第二LTE通信模块30发送给监控终端1中；判断压力传感器3111和动作频率检测器3112发送来的数据出现异常时，则也命令第二LTE通信模块30发送给监控终端1，以了解物流车辆3上司机驾驶时的精神集中力情况；

(4)当货物4与物流车辆3的距离超过蓝牙模块的最大通信距离时，第二蓝牙模块22和第一蓝牙模块312断开通信连接，则中央处理器32命令报警器310报警，以提示司机搜寻该货物4；

(5)中央处理器32根据频谱感知融合模块39发送来的空闲通信频段值，命令第二LTE通信模块30切换到该空闲的通信频段上通信，以将物流车辆3上的所有相关数据发送给监控终端1；

(6)监控终端1根据接收的货物4的相关信息，如货物名称、发货者信息等，以及物流车辆3的定位数据，由GIS模块12绘制出物流车辆3的运动轨迹，并在显示屏13上显示出来；

(7)用户需要获取货物的实时定位数据或者溯源数据时，则由信息输入模块44输入货物信息，并由第二微处理器42命令发送货物名称或者发货者信息经第三LTE通信模块40发送给监控终端1，然后由监控终端1中的第一微处理器10命令调用第一存储器14中该货物的定位数据或者溯源数据，然后再反馈给用户终端4；

(8)用户终端4根据接收的货物定位数据或溯源数据，由显示器43显示给用户，以便于用户了解货物的实时定位数据或者溯源数据。

Claims (2)

1.基于物联网的智能物流系统，其特征在于，包括监控终端、装载有货物的物流车辆和用户终端，其中，

所述监控终端包括第一微处理器以及分别连接第一微处理器的第一LTE通信模块、GIS模块、显示屏和第一存储器，所述GIS模块连接显示屏和第一存储器，所述第一LTE通信模块连接第一存储器；

所述物流车辆上设置有第二LTE通信模块、Zigbee中继通信模块、中央处理器、RFID阅读器、多维彩码扫描器、GPS定位模块、北斗定位模块、摄像头、至少两个频谱感知模块、频谱感知融合模块、报警器、智能方向盘、第一蓝牙模块、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、红外传感器和第二存储器；

所述中央处理器分别连接第二LTE通信模块、Zigbee中继通信模块、RFID阅读器、多维彩码扫描器、GPS定位模块、北斗定位模块、摄像头、频谱感知融合模块、报警器、智能方向盘和第一蓝牙模块；

所述第二存储器分别连接第二LTE通信模块、Zigbee中继通信模块、RFID阅读器、多维彩码扫描器、GPS定位模块、北斗定位模块、摄像头和第一蓝牙模块，所述温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器和红外传感器上分别设置有Zigbee通信模块，所述频谱感知模块连接频谱感知融合模块；

所述智能方向盘包括实时检测司机握力的压力传感器和检测手部动作频率的动作频率检测器，所述压力传感器和动作频率检测器分别连接中央处理器；

所述货物上设置有RFID标签芯片、多维彩码以及与第一蓝牙模块配对通信的第二蓝牙模块；

所述用户终端包括第三LTE通信模块、第三存储器、第二微处理器、显示器和信息输入模块，所述第二微处理器分别连接第三LTE通信模块和信息输入模块，所述第三存储器分别连接第三LTE通信模块和显示器；所述用户终端通过第三LTE通信模块、第一LTE通信模块连接监控终端。

2.根据权利要求1所述的智能物流系统，其特征在于，所述智能方向盘上还设置有连接中央处理器的面部识别模块。