CN202188914U - 新型的基于ZigBee和RFID技术的冷链无线监控系统 - Google Patents

新型的基于ZigBee和RFID技术的冷链无线监控系统 Download PDF

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张学龙
李超
曹译文
李翠芳
宋雪源
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Abstract

本实用新型涉及一种新型的基于ZigBee和RFID技术的冷链无线监控系统，各个RFID标签采集温度后，通过ZigBee模块组网汇总，通过GPRS模块将数据送入远程监控中心监控。具有低功耗、低成本和自组网的特点，可实现同时监控不同温度要求的蔬菜等食物品种。该冷链无线监控利用GPRS模块向冷链车报警，能够最大限度的减少冷链物流运输过程中的损失。

Description

新型的基于ZigBee和RFID技术的冷链无线监控系统
技术领域
本实用新型涉及一种监控技术，特别涉及一种新型的基于ZigBee和RFID技术的冷链无线监控系统。 
背景技术
冷链物流泛指冷藏冷冻类食品、易腐物品在生产、加工制作、贮藏运输、配送、销售等到消费者前的各个环节中始终处于规定的低温环境下，以保证食品质量，减少食品损耗的一项系统工程。冷链物流还广泛应用于疫苗和血液运输等医疗卫生领域。 
由于食品冷链是以保持低温环境为核心要求的供应链系统，所以它比一般常温物流系统的要求更高、更复杂，建设投资也要大很多，是一个庞大的系统工程。 
冷链物流在我国发展较晚，存在较多的问题。目前仍未形成监控保障食品从生产、包装、储存、运输和销售的冷链体系，很难实现“从农田到餐桌”的全面保障。我国冷链物流运输过程中基本上是机械式速冻车皮，对它实现低温控制比较国外的专业冷冻车有困难。当然要对车内的易腐食品实现低温控制，首先是要实现温度的实时监控。如果做不到这一点，必然会使易腐食品在高于规定温度下运输，导致一些食品运输到位却已经变质。而这种变质往往是难以察觉的，人们饮用这些食品将存在大量的潜在危害。而且有些易腐食品由于长时间在非低温状态下运输，运至目的地已经腐坏，造成经济损失。因此对冷链物流中温度的实时监控提出切实有效的改进方法对社会生产具有重要的实际意义。 
对于不同的食品，在运输过程中的标准温度应该不同，然而国内还没有形成完整的冷链运输温度标准。目前有文献报导基于ZigBee技术实现冷链无线监测系统的研制，通过温度传感器与ZigBee子节点的连接，实现了温度的实时检测。然而由于使用的温度传感器和ZigBee节点分离，之间必须通过电路连接才能实现数据的传输，数据传输具有局限性，不能灵活传输。 
发明内容
本实用新型是针对现有ZigBee技术实现冷链无线监测系统存在的不足的问题，提出了一种新型的基于ZigBee和RFID技术的冷链无线监控系统，对于实现冷链物流的温度实时监控，解决冷链物流现阶段存在的问题具有重要的实际意义。 
本实用新型的技术方案为：一种新型的基于ZigBee和RFID技术的冷链无线监控系统，包括至少一个RFID无线温度采集节点、ZigBee模块组网以及远程监控中心，RFID无线温度采集节点包括温度传感器和RFID标签，各个RFID标签采集温度后，通过ZigBee模块组网汇总，通过GPRS模块将数据送入远程监控中心监控。 
本实用新型的有益效果在于：本实用新型新型的基于ZigBee和RFID技术的冷链无线监控系统，具有低功耗、低成本和自组网的特点，可实现同时监控不同温度要求的蔬菜等食物品种。该冷链无线监控利用GPRS模块向冷链车报警，能够最大限度的减少冷链物流运输过程中的损失。 
附图说明
图1为本实用新型基于ZigBee和RFID技术的冷链无线监控系统结构示意框图； 
图2为本实用新型基于ZigBee和RFID技术的冷链无线监控系统硬件结构框图；
图3为本实用新型基于ZigBee和RFID技术的冷链无线监控系统硬件原理图；
图4为本实用新型基于ZigBee和RFID技术的冷链无线监控系统软件流程图。
具体实施方式
如图1、2基于ZigBee和RFID技术的冷链无线监控系统结构示意图，系统由若干个RFID无线温度采集节点、ZigBee主控节点以及远程监控中心组成。主控节点是负责汇聚数据、处理数据，并通过GPRS远程传输将实时的温度信息发送到远程监控中心。具体的实现过程如下：将RFID标签贴在待运输的食物箱上，该标签内含温度传感器。在运输的过程中，通过温度传感器采集食物的温度信息，并将得到的数据写入RFID芯片。车内通过ZigBee模块组网，每一个标签作为一个子节点，子节点用于采集温度信息并传输数据，冷链车中有一个主控节点，用于汇聚数据，之后通过GPRS远程传输将即时的温度信息传输至远程监控中心模块。远程监控中心对得到的所有数据进行实时监控，设置阈值，超过阈值即报警，报警信号通过GPRS远程传输至冷链车，提醒司机进行检测。 
系统硬件选用CC2420ZigBee芯片和ATmega16单片机芯片，温度传感器使用18B20温度传感器。ZigBee无线传感网络是集数据的采集、处理以及通信为一体的自组织网络。每一个节点通过传感器对数据进行采集和发送，多个节点由主控节点进行汇总，对汇总后的数据进行处理，并通过GPRS模块向远程监控中心发送数据，实现温度的远距离监控。它一般由数据采集模块、数据处理模块、无线控制模块以及远程监控模块等几部分组成。 
硬件原理图如图3所示，该电路图主要由CC2420和ATmega16组成，具体包括电源电路、复位电路、18B20温度传感电路以及芯片晶振电路。综合考虑了三个主要芯片的工作电压，电路采用2节1.5V电池供电，并在电源电路中增设了用于滤波的电容。采用统一的供电，CC2420和ATmega16可以直接相连，从而简化电路图。 
软件设计：节点的软件设计采用Atmel公司官方发行的AVRStudio进行编程和调试，该软件具有项目管理、AVR Assembler汇编器、AVR Prog程序下载、STK500/JTAG编程和第三方C编译器管理等功能。本系统的软件基于AVRStudio并配合WinAVR联合开发。系统上电以后，首先进行初始化，寻找并且匹配连接接收装置，在接收成功后开始采集数据，程序的流程图如图4所示。 

Claims (1)

1.一种新型的基于ZigBee和RFID技术的冷链无线监控系统，其特征在于，包括至少一个RFID无线温度采集节点、ZigBee模块组网以及远程监控中心，RFID无线温度采集节点包括温度传感器和RFID标签，各个RFID标签采集温度后，通过ZigBee模块组网汇总，通过GPRS模块将数据送入远程监控中心监控。
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