危險品集裝箱物流狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、危險品集裝箱物流運(yùn)輸過程中的泄漏、丟失和爆炸等惡性事故會造成極大的財產(chǎn)損失和嚴(yán)重的社會影響。要提高危險品運(yùn)輸?shù)陌踩裕璨捎米詣踊c信息化相結(jié)合的技術(shù)手段，對運(yùn)輸過程中危險品的狀態(tài)變化及運(yùn)輸車輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時和全方位的監(jiān)測。 本文擬研究開發(fā)出危險品集裝箱物流狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，以對危險品集裝箱運(yùn)輸過程中的有關(guān)狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時采集、分析和發(fā)送，進(jìn)而對各種危險情況實(shí)現(xiàn)預(yù)警并與遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺進(jìn)行雙向信息交換。通過綜合應(yīng)用RFID技術(shù)、

2、GPS/GPRS技術(shù)、傳感采集技術(shù)，開發(fā)出包含危險品集裝箱狀態(tài)信息采集終端（信息采集層）、集裝箱電子標(biāo)簽（信息中繼層）、車載監(jiān)控終端（信息傳輸層）三層次的軟硬件系統(tǒng)，并完成了系統(tǒng)的性能測試與現(xiàn)場實(shí)車應(yīng)用。主要研究內(nèi)容如下： 完成了危險品集裝箱物流運(yùn)輸狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控體系的架構(gòu)設(shè)計。針對集裝箱狀態(tài)信息傳輸特性，分析了危險品集裝箱物流作業(yè)過程、監(jiān)控需求、監(jiān)控狀態(tài)參數(shù)以及集裝箱物流監(jiān)控模式。通過比較GSM移動通信網(wǎng)絡(luò)、CDMA系統(tǒng)、固定頻

3、率通信方式、集群移動通信方式、衛(wèi)星通信方式等多種無線通信方式的特性，確定了以RFID作為信息中繼傳輸模式與GPRS相結(jié)合實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息交互的無線數(shù)據(jù)傳輸模式和信息采集方案。 完成了集裝箱內(nèi)危險品狀態(tài)信息采集終端的軟硬件設(shè)計。根據(jù)所需監(jiān)控的狀態(tài)參量，設(shè)計了能檢測溫度、濕度、傾角、加速度、煙霧等變量的傳感器模塊；確定了待測監(jiān)控信息的數(shù)據(jù)格式與交換規(guī)范以及狀態(tài)信息的采樣頻率；設(shè)計開發(fā)了基于MSP430F135單片機(jī)的狀態(tài)信息采集處理器模

4、塊的硬件電路及工作程序。該信息采集終端能實(shí)現(xiàn)集裝箱內(nèi)危險品狀態(tài)信息的實(shí)時采集與傳輸。 完成了集裝箱電子標(biāo)簽的軟硬件設(shè)計。在對其使用的相關(guān)芯片進(jìn)行性能分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計了集裝箱電子標(biāo)簽處理器模塊的硬件電路。完成了對RFID通訊模塊的功能配置，設(shè)計了其與車載接收端、集裝箱內(nèi)危險品狀態(tài)信息發(fā)送端之間的通信協(xié)議。開發(fā)了電子標(biāo)簽的門封監(jiān)控模塊，實(shí)現(xiàn)了對集裝箱開關(guān)門狀態(tài)的自動監(jiān)控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對開關(guān)門時間、地點(diǎn)的監(jiān)測。 完成了車載監(jiān)控終

5、端的硬件和軟件設(shè)計。分析了車載監(jiān)控終端的工作模式，設(shè)計了車載監(jiān)控終端與遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺之間的通信協(xié)議，并根據(jù)其功能需求完成了對各主要模塊的選型與電路設(shè)計，設(shè)計了車載監(jiān)控終端的軟件流程，實(shí)現(xiàn)了危險品集裝箱狀態(tài)信息在車載監(jiān)控終端液晶顯示屏上的實(shí)時顯示，并能通過GPRS與遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)交換。 完成了危險品集裝箱物流狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)的總體集成與性能測試。通過對測試結(jié)果的分析，優(yōu)化了系統(tǒng)狀態(tài)信息傳輸?shù)念l率，提高了遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺實(shí)時追蹤

6、查詢GPS的定位精度，提出了多套監(jiān)控系統(tǒng)同時工作時的防碰撞與抗干擾設(shè)計方法，優(yōu)化了系統(tǒng)主體程序流程，解決了GPRS信號不穩(wěn)定對狀態(tài)信息實(shí)時傳輸?shù)挠绊?。系統(tǒng)優(yōu)化后的測試結(jié)果表明，系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)。 通過本文的研究，構(gòu)建了集裝箱內(nèi)危險品狀態(tài)信息的實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了車輛駕駛室內(nèi)監(jiān)控終端對集裝箱內(nèi)危險品狀態(tài)信息的實(shí)時監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控中心對危險品集裝箱運(yùn)輸車輛運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程動態(tài)監(jiān)控。本監(jiān)控系統(tǒng)在上海石化物流企業(yè)的20ft集裝