CN205049181U

CN205049181U - 基于物联网的仓储环境监测装置

Info

Publication number: CN205049181U
Application number: CN201520819608.7U
Authority: CN
Inventors: 庞兵; 高月; 王钰
Original assignee: Harbin University of Science and Technology
Current assignee: Harbin University of Science and Technology
Priority date: 2015-10-22
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2025-10-22

Abstract

基于物联网的仓储环境监测装置。普通的监测系统不能实现让管理人员在本地实时监测仓储环境的参数，更不能远程使用手机随时查看仓储环境数据。本实用新型的组成包括：FPGA芯片（1），FPGA芯片通过SPI总线与BLE主机（2）和W5500网关芯片（3）电联接，W5500网关芯片与物联网云平台端（4）电联接，BLE主机通过广播扫描接收BLE1号从机（5）、BLE2号从机（9）的数据，BLE1号从机分别与温湿度传感器A（6）、超声波传感器（7）和光线感应传感器（8）电联接，BLE2号从机分别与温湿度传感器B（10）、天然气浓度传感器（11）和有害气体浓度传感器（12）电联接。本实用新型用于基于物联网的仓储环境监测装置。

Description

基于物联网的仓储环境监测装置

技术领域：

本实用新型涉及一种基于物联网的仓储环境监测装置。

背景技术：

物流中的仓储是商业的命脉，仓储规模大、货物种类多，不但要建立高效的作业流程，而且要配备特定的仓储环境监测系统，以保障仓储人员以及货物的安全。普通的监测系统不能实现让管理人员在本地实时监测仓储环境的参数，更不能远程使用手机随时查看仓储环境数据。为了有效的保障了货物仓储运输的安全，提高智能化程度，节省了人力物力，故需要实现仓储的实时监测。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种基于物联网的仓储环境监测装置。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于物联网的仓储环境监测装置，其组成包括：FPGA芯片，所述的FPGA芯片通过SPI总线与BLE主机和W5500网关芯片电联接，所述的W5500网关芯片与物联网云平台端电联接，所述的BLE主机通过广播扫描接收BLE1号从机、BLE2号从机的数据，所述的BLE1号从机分别与温湿度传感器A、超声波传感器和光线感应传感器电联接，所述的BLE2号从机分别与温湿度传感器B、天然气浓度传感器和有害气体浓度传感器电联接。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型采用的FPGA核心板主要由FPGA+两片DDR2构成，充分利用了FPGA并行处理的能力，加上两片DDR2构建32bit总线，整个系统的带宽高达10Gb/s；两片DDR2容量高达2Gbit，完全满足多个MCU与网络数据处理需求。选用的FPGA为ALTERA公司CYCLONEIV系列的高速FPGA芯片EP4CE30F23C6N，是CYCLONEIV系列中速度级别最高的C6级别，可以实现FPGA和DDR2之间的时钟频率达到200M，支持与以太网的SPI总线通信频率达到50MHZ，大大增加了FPGA与网络的通信速度。

、本实用新型网关部分采用的是WIZnet公司的W5500网关芯片，W5500是一款全硬件TCP/IP嵌入式以太网控制器，为嵌入式系统提供了更加简易的互联网连接方案。W5500集成了TCP/IP协议栈，10/100M以太网数据链路层（MAC）及物理层（PHY），使得用户使用单芯片就能够在他们的应用中拓展网络连接。WIZnet全硬件TCP/IP协议栈支持TCP，UDP，IPv4，ICMP，ARP，IGMP以及PPPoE协议。W5500内嵌32K字节片上缓存以供以太网包处理。使用W5500，只需要一些简单的Socket编程就能实现以太网应用，将会比其他嵌入式以太网方案更加快捷、简便。用户可以同时使用8个硬件Socket独立通讯。W5500使用了新的高效SPI协议支持80MHz速率，从而能够更好的实现高速网络通讯。为了减少系统能耗，W5500提供了网络唤醒模式（WOL）及掉电模式供客户选择使用。

、本实用新型数据采集端采用的低功耗蓝牙芯片（BLE），BLE是蓝牙4.0标准里的一个子集，BLE的最大特点是功耗低，在低功耗模式下，模块的待机电流小于10uA，大大降低了模块的能耗。经电量衰减测试及估算，一颗纽扣电池可以支持测试系统正常运行一年以上，其传输距离在空旷地带实测，可达100米，外接温湿度传感器构成的低功耗无线传感器可以很好的适应于各种复杂的环境。

、本实用新型物联网云平台端支持多个数据同时上传，每次上传时间间隔最小可为3秒，上传速度快，且数据流可支持自定义应用，发布页面可以自己编辑，十分方便且实用。

、本实用新型使用了集成度高，功耗低的FPGA芯片为主控芯片，低功耗蓝牙（BLE）为数据采集与转发模块，自带硬件以太网协议的W5500为网关模块，整个系统简单易用，数据处理速度快，功耗低，通过开放的物联网设备云平台发布数据，方便易用，实现了仓库环境中的温湿度、光照强度、天然气等有害气体浓度、甲苯等有害气体浓度参数的远程监控，为仓库的防火防潮监测、异常入侵监测、可燃气体预警以及有害气体预警提供了解决方案，本装置的系统速度快，运行稳定，低能耗，其远程监控操作简单方便，可以对仓储环境的多个数据同时进行实时的监测，使得整个仓储环境的监测操作极为简单而实用。以FPGA为核心，系统扩展性强，速度快，集成度高，为以后的多数据通道采集以及摄像头等图像数据的接入提供了很好的支持，且以低功耗蓝牙的构建的无线传感器简单实用，故在智能家居、工厂监控、健康医疗检测等方面都将应用广阔，同时也在工厂作业环境、办公环境以及家居环境等区域都有广泛的应用前景。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式：

实施例1：

一种基于物联网的仓储环境监测装置，其组成包括：FPGA芯片1，所述的FPGA芯片通过SPI总线与BLE主机2和W5500网关芯片3电联接，所述的W5500网关芯片与物联网云平台端4电联接，所述的BLE主机通过广播扫描接收BLE1号从机5、BLE2号从机9的数据，所述的BLE1号从机分别与温湿度传感器A6、超声波传感器7和光线感应传感器8电联接，所述的BLE2号从机分别与温湿度传感器B10、天然气浓度传感器11和有害气体浓度传感器12电联接。

实施例2：

所述的基于物联网的仓储环境监测装置，在FPGA芯片中嵌入NIOS2软核，Nios嵌入式处理器开发工具允许用户配置一个或多个NiosCPU，从标准库中添加外围设备，综合处理自定义系统，用两个SPI总线分别连接W5500网关芯片和低功耗蓝牙（BLE）芯片，低功耗蓝牙（BLE）芯片采用贴片版的CC2541最小系统CC2541EMv2，由CR2032纽扣电池供电，实际尺寸仅为2.5cm*2.5cm，实测空旷安静地区有效通信距离达100米，FPGA负责接收与处理BLE数据，并翻译为网络协议所需的格式上网至网上服务器，BLE主机（与FPGA直连）通过广播扫描接收BLE从机的数据，然后通过SPI总线传递给FPGA，BLE从机分别外接温湿度传感器、超声波传感器、光线感应传感器、天然气浓度传感器以及甲苯等有害气体传感器，主要用于传感器数据的采集并通过蓝牙广播数据，利用现有的开放物联网平台OneNet来接收数据，并对数据自动绘制折线图以展示，只需要知道发布页网址，就可以通过任何PC端或手机端的网页实时查看，省去了安装APP的麻烦，简单易用。

Claims

1.一种基于物联网的仓储环境监测装置，其组成包括：FPGA芯片，其特征是：所述的FPGA芯片通过SPI总线与BLE主机和W5500网关芯片电联接，所述的W5500网关芯片与物联网云平台端电联接，所述的BLE主机通过广播扫描接收BLE1号从机、BLE2号从机的数据，所述的BLE1号从机分别与温湿度传感器A、超声波传感器和光线感应传感器电联接，所述的BLE2号从机分别与温湿度传感器B、天然气浓度传感器和有害气体浓度传感器电联接。