CN108810812B - 基于冷链数据北斗传输协议的冷链车车载系统 - Google Patents
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Abstract
基于冷链数据北斗传输协议的冷链车车载系统,它包括:数据传输处理模块、传感器数据采集模块、北斗一体机;设置在北斗一体机通过UART接口电路与数据传输处理模块连接;传感器数据采集模块通过485接口与数据传输处理模块连接;数据传输处理模块通过蓝牙模块和手机APP进行通信;具有编码效率高、全时空监控和北斗/4G自适应传输的特点。
Description
技术领域
本发明属于冷链车技术领域,特别涉及基于北斗传输协议的冷链车车载系统。
背景技术
目前,冷鲜产品的运输环节缺乏有效的监控,从冷链物流来看,引入互联网+概念更为迫切,可进一步确保冷鲜产品加工、贮藏、运输、分销和零售、使用过程中,各个环节始终处于产品所必需的特定低温环境及实时监控,以防止污染和变质,减少损耗,保证产品质量,实现对冷鲜产品的生产、运输、储存、销售等全产业链各个环节的信息化管理和物流监控。为此,需要制定基于北斗的相关传输协议。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供基于北斗传输协议的冷链车车载系统,以解决不存在其他辅助手段条件下,仍可以实现冷链监控数据的实时高效传输,具有编码效率高、全时空监控和北斗/4G自适应传输的特点。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:基于冷链数据北斗传输协议的冷链车车载系统,其特征在于,包括有基于冷链数据北斗传输协议的数据传输处理模块、北斗一体机、传感器数据采集模块;所述的数据传输处理模块与北斗一体机相连;北斗一体机与传感器数据采集模块相连。
所述数据传输处理模块包括有MCU模块二、LCD显示模块、按键处理模块、蓝牙模块、485模块一、UART接口电路和电源模块;所述的MCU模块二负责整个系统的数据处理和传输工作,包括解析北斗定位模块发来的NMEA协议的定位信息,获得精度、纬度、速度、高度、航数据,与传感器数据采集模块通信,获得温度、湿度、CO2浓度、开门次数的数据;将所有数据按北斗4.0协议打包,通过UART接口电路向北斗短消息模块发送;位置数据和传感器数据还通过LCD显示模块实时显示。
所述的按键处理模块和LCD显示模块用于人机交互;所述的蓝牙模块用于和手机进行通信;所述的485模块一用于和485模块二相连,实现数据信息的传输;所述的UART接口电路用于向北斗短消息模块发送和接收数据;所述的电源模块用于给各用电模块提供电源。
所述的北斗一体机包括北斗导航定位模块、北斗短消息模块、发射天线和接收天线;所述的北斗导航定位模块与发射天线、接收天线相连,用于接收北斗卫星信号,完成导航信号的捕获跟踪以及电文解算,通过UART接口电路向数据传输处理模块发送定位相关的NMEA协议的数据信息;所述的北斗短消息模块用来向北斗卫星发送电文;北斗一体机实现基本的位置报告、短报文通信、轨迹记录回放功能;所述的短报文通信包括紧急消息和非紧急消息。
所述传感器数据采集模块包括温湿度传感器、CO2传感器、门磁开关和MCU模块一;温湿度传感器、CO2传感器、门磁开关分别用来获取温度、湿度、CO2浓度和开门次数的数据;MCU模块一将获得的传感器数据解析并打包,通过485模块一与485模块二连接后向数据传输处理模块发送,MCU模块一选用8位单片机,包括stm8,MCS51。
所述的北斗一体机通过UART接口电路与数据传输处理模块连接;北斗一体机设置在车顶。
所述的传感器数据采集模块通过485模块一与数据传输处理模块连接;所述的传感器数据采集模块设置在冷链车厢内。
所述的数据传输处理模块通过蓝牙模块和手机APP进行通信;数据传输处理模块设置在驾驶室内。
所述的冷链数据北斗传输协议进一步降低短报文通信的拥塞现象,将非紧急消息进一步分为限长消息和非限长消息;所述的冷链数据北斗传输协议保证每个固定周期都有1-2个位置信息;所述的冷链数据北斗传输协议用8bit对紧急消息进行编码,用位置信息包捎带发送紧急消息编码,消息传输不再专门占用一个通信周期;所述的冷链数据北斗传输协议对非紧急限长消息,限定消息长度,如不超过11 个汉字,用位置信息包捎带发送;所述的冷链数据北斗传输协议对非紧急非限长消息,专门占用相应通信周期进行发送,但限定消息的发送频率;所述的冷链数据北斗传输协议冷链车远程监控消息,提供冷链车温度、湿度、二氧化碳等传感器数据的回传、记录与制冷机/加湿器的远程智能控制机制。
其他用户合理需求:包括目标位置标记、配送线路发送、信息录入等。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明在一套设备中整合了北斗卫星导航定位和短消息模块、传感器数据采集模块和数据传输处理模块,能够将冷链车的定位和货物的物流信息进行整合并实时发送到云端服务器,使得冷链车物流监控具有更高的实时性、准确性,提高了冷链车物流监控的灵活性。
附图说明
图1为本发明的系统原理框图。
图2为本发明的消息结构示意图。
图3为本发明的电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1,基于冷链数据北斗传输协议的冷链车车载系统,其特征在于,包括有基于冷链数据北斗传输协议的数据传输处理模块1、北斗一体机2、传感器数据采集模块3;所述的数据传输处理模块1 与北斗一体机2相连;北斗一体机2与传感器数据采集模块3相连,以解决不存在其他辅助手段条件下实现高效数据传输。
参见图1、3,所述数据传输处理模块包括有MCU模块二4、LCD 显示模块5、按键处理模块6、蓝牙模块7、485模块一8、UART接口电路9和电源模块10;所述的MCU模块二4负责整个系统的数据处理和传输工作,包括解析北斗定位模块发来的NMEA协议的定位信息,获得精度、纬度、速度、高度、航数据,与传感器数据采集模块3通信,获得温度、湿度、CO2浓度、开门次数的数据;将所有数据按北斗4.0协议打包,通过UART接口电路9向北斗短消息模块12发送;位置数据和传感器数据还通过LCD显示模块实时显示;MCU模块二4 为ARM处理器,采用STM32F103RCT6芯片,STM32F103RCT6是一种32 位嵌入式微控制器,工作频率72MHz,FLASH程序存储器容量是256KB, RAM容量是48K,可以满足数据处理和传输的需求。
所述的按键处理模块和LCD显示模块用于人机交互。
所述的蓝牙模块用于和手机进行通信。
所述的485模块一用于和485模块二相连,实现数据信息的传输。
所述的UART接口电路用于向北斗短消息模块发送和接收数据。
所述的电源模块用于给各用电模块提供电源。
参见图3,所述的北斗一体机包括北斗导航定位模块11、北斗短消息模块12、发射天线14和接收天线13;
参见图2、3,所述的北斗导航定位模块11与发射天线14、接收天线13相连,用于接收北斗卫星信号,完成导航信号的捕获跟踪以及电文解算,通过UART接口电路向数据传输处理模块发送定位相关的NMEA协议的数据信息;
参见图2,所述的北斗短消息模块用来向北斗卫星发送电文。北斗一体机实现基本的位置报告、短报文通信、轨迹记录回放功能;所述的短报文通信包括紧急消息和非紧急消息。
参见图3,所述传感器数据采集模块包括温湿度传感器15、CO2传感器19、门磁开关18和MCU模块一16;温湿度传感器15、CO2传感器17、门磁开关18分别用来获取温度、湿度、CO2浓度和开门次数的数据;MCU模块一将获得的传感器数据解析并打包,通过485模块一17与485模块二8连接后向数据传输处理模块1发送,MCU模块一16选用8位单片机,包括stm8,MCS51。
所述的北斗一体机通过UART接口电路与数据传输处理模块连接;北斗一体机设置在车顶。
所述的传感器数据采集模块通过485模块与数据传输处理模块连接;所述的传感器数据采集模块设置在冷链车厢内。
所述的数据传输处理模块通过蓝牙模块和手机APP20进行通信;数据传输处理模块设置在驾驶室内。蓝牙模块为蓝牙通讯模块。
所述的冷链数据北斗传输协议进一步降低短报文通信的拥塞现象,将非紧急消息进一步分为限长消息和非限长消息。
所述的冷链数据北斗传输协议保证每个固定周期都有1-2个位置信息。
所述的冷链数据北斗传输协议用8bit对紧急消息进行编码,用位置信息包捎带发送紧急消息编码,消息传输不再专门占用一个通信周期。
所述的冷链数据北斗传输协议对非紧急限长消息,限定消息长度,如不超过11个汉字,用位置信息包捎带发送。
所述的冷链数据北斗传输协议对非紧急非限长消息,专门占用相应通信周期进行发送,但限定消息的发送频率。
所述的冷链数据北斗传输协议冷链车远程监控消息,提供冷链车温度、湿度、二氧化碳等传感器数据的回传、记录与制冷机/加湿器的远程智能控制机制;
其他用户合理需求:包括目标位置标记、配送线路发送、信息录入等。
1)冷链数据北斗传输协议
协议涉及位置消息、传感器消息、自由电文、驾驶员消息、指令应答、目标标定、紧急消息、准时到达消息、车卡绑定消息、传感器设置等,本发明基于实用原则,结合国家标准,进行了消息格式设计。
协议设计的目标是在消息允许的长度范围内,每次传输的消息内容尽可能长。具体方法有两个方面,一是在一个数据包中包含多条消息;二是对数据进行压缩存储。北斗IC卡的类型和等级不同,其消息长度也不相同,如民用领域最常用的非加密三级IC卡的消息长度为626bit,约78个字节,最大传输44个汉字。消息组织结构如附图2所示。
2)系统其他模块
本发明通过北斗定位、短消息发送、云服务平台、GIS平台等功能的整合实现冷链车位置追踪和车上货物的数据采集(当然本发明是需要装配在冷链物流车辆上的)。在基于此硬件平台建立的冷链云服务平台上可以实现冷链物流任务的下达、GIS平台路线规划、数据实时动态监控、配送方案选择等等功能。
简言之,本发明利用北斗定位、短消息发送系统、云服务平台、 GIS平台和数据采集系统的融合实现冷链物流车辆的全程动态跟踪监控,提高冷链物流公司的效率和安全性。
具体的,例如北斗定位系统能够准确地定位并显示用户端的位置信息以及行车路径;传感器数据的采集实时发送,可以实现对冷链运输货物的实时状态监控,与本发明配套的GIS、云服务软件平台可以针对冷链物流任务的规划、配送方案选择功能进行软件设计,可以大大节约冷链物流公司人力物力资源的消耗。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (1)
1.基于冷链数据北斗传输协议的冷链车车载系统,其特征在于,包括有基于冷链数据北斗传输协议的数据传输处理模块(1)、北斗一体机(2)、传感器数据采集模块(3);所述的数据传输处理模块(1)与北斗一体机(2)相连;北斗一体机(2)与传感器数据采集模块(3)相连;
所述数据传输处理模块包括有MCU模块二(4)、LCD显示模块(5)、按键处理模块(6)、蓝牙模块(7)、485模块一(8)、UART接口电路(9)和电源模块(10);所述的MCU模块二(4)负责整个系统的数据处理和传输工作,包括解析北斗定位模块发来的NMEA协议的定位信息,获得精度、纬度、速度、高度、航数据,与传感器数据采集模块(3)通信,获得温度、湿度、CO2浓度、开门次数的数据;将所有数据按北斗4.0协议打包,通过UART接口电路(9)向北斗短消息模块(12)发送;位置数据和传感器数据还通过LCD显示模块实时显示;
所述的按键处理模块和LCD显示模块用于人机交互;所述的蓝牙模块用于和手机进行通信;所述的485模块一用于和485模块二相连,实现数据信息的传输;所述的UART接口电路用于向北斗短消息模块发送和接收数据;所述的电源模块用于给各用电模块提供电源;
所述的北斗一体机包括北斗导航定位模块(11)、北斗短消息模块(12)、发射天线(14)和接收天线(13);所述的北斗导航定位模块(11)与发射天线(14)、接收天线(13)相连,用于接收北斗卫星信号,完成导航信号的捕获跟踪以及电文解算,通过UART接口电路向数据传输处理模块发送定位相关的NMEA协议的数据信息;所述的北斗短消息模块用来向北斗卫星发送电文;北斗一体机实现基本的位置报告、短报文通信、轨迹记录回放功能;所述的短报文通信包括紧急消息和非紧急消息;
所述传感器数据采集模块包括温湿度传感器(15)、CO2传感器(19)、门磁开关(18)和MCU模块一(16);温湿度传感器(15)、CO2传感器(19)、门磁开关(18)分别用来获取温度、湿度、CO2浓度和开门次数的数据;MCU模块一将获得的传感器数据解析并打包,通过485模块一(17)与485模块二(8)连接后向数据传输处理模块(1)发送,MCU模块一(16)选用8位单片机;
所述的北斗一体机通过UART接口电路与数据传输处理模块连接;北斗一体机设置在车顶;
所述的传感器数据采集模块通过485模块一与数据传输处理模块连接;所述的传感器数据采集模块设置在冷链车厢内;
所述的数据传输处理模块通过蓝牙模块和手机APP进行通信;数据传输处理模块设置在驾驶室内;
所述的冷链数据北斗传输协议进一步降低短报文通信的拥塞现象,将非紧急消息进一步分为限长消息和非限长消息;所述的冷链数据北斗传输协议保证每个固定周期都有1-2个位置信息;所述的冷链数据北斗传输协议用8bit对紧急消息进行编码,用位置信息包捎带发送紧急消息编码,消息传输不再专门占用一个通信周期;所述的冷链数据北斗传输协议对非紧急限长消息,限定消息长度,用位置信息包捎带发送;所述的冷链数据北斗传输协议对非紧急非限长消息,专门占用相应通信周期进行发送,但限定消息的发送频率;所述的冷链数据北斗传输协议冷链车远程监控消息,提供冷链车温度、湿度、二氧化碳、开门次数传感器数据的回传、记录与制冷机/加湿器的远程智能控制机制。
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