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基于有源RFID技术的冷链物流温湿度实时监管系统

1. 导言

  1.1 文档建造阐明

  此方案意图是让集成商、工程商及运用方了解物联网RFID技能在冷链物流运送办理范畴的规划理念、准则、全体规划及怎么发挥其巨大效果的并具体论述相关物联网设备作业原理、设备方位等信息,以便集成商、工程商、运用方正确知道物联网在冷链物流范畴带来的革命性革新,树立物联网在冷链物流范畴正确的知道。如您在阅览进程中,遇到任何不解和困惑,请与方案编撰者联络。

  术语与缩写解说

  RFID\射频辨认 一种通讯技能,可经过无线电信号辨认特定方针并读写相关数据,而无需辨认体系与特定方针之间树立机械或光学触摸

  高精度温湿度传感标签 由嵌入式处理器及其软件、卡内发射和接纳天线、收发电路和高能电池以及用于搜集温湿度信息的高精度传感器组成,特别编号预存储于微操控器中,标签可按设定的搜集距离进行温湿度数据的实时搜集

  全向/定向读写器 由信息搜集、处理、信息传输、嵌入式软件组成,其主要功用是完成对标签主动发送的数据进行实时搜集、处理和信息传输

  冷链物流温湿度监控体系 接纳到读写器的温湿度信息在监控体系内进行显现,设定温湿度规模,超越规模值进行预警,供决议方案剖析

  2. 项目布景

  2.1 现状剖析

  冷链物流是指温湿度敏感性产品在出产、储藏、运送、出售各个环节中,一直处于预先拟定的低温环境下,以保证物质量量,削减物流损耗的一项体系工程,一般 分为冷藏(冻)加工、冷藏(冻)存储、冷藏(冻)运送及配送、冷藏(冻)出售四个部分,其间冷藏运送及配送环节是现在冷链物流的薄弱环节。

  在冷链物流的运送进程中,温度应该严厉的操控在(0℃~4℃),湿度应严厉操控在85~90%。若使用传统温湿度监测手法,只能监测端到端的节点温湿度,但即便节点丈量温湿度正常,并不能保证运送进程中的温湿度一直正常,而使用RFID技能,能够了解冷链物流在运送进程中是否发作了温湿度改变以及或许由此引起的质量改变。RFID仍是具有大规模使用的本钱优势。

  公司依据此需求推出了依据有源RFID技能的冷链物流温湿度实时监管体系。 经过先进的有源RFID技能和无线通讯技能进行结合,对冷链物流运送的产品质量进行详尽地、实时地办理。

  2.2 体系建造含义

  1. 在产品冷链运送进程中对温湿度信息进行实时主动检测和记载,有用防备储运进程中或许发作的影响产质量量安全的各类危险,保证贮存和运送进程的产质量量。

  2. 对产品温湿度进行记载,便利及时查询数据信息,为整个冷链物流供给数据剖析决议方案的依据

  3. 树立冷链物流温湿度实时监控体系,树立预警机制,设定监控温湿度上下限,超越设定值,进行报警,躲避危险。

  3. 体系概述

  3.1 体系规划准则

  体系研制与建造遵从以下准则:

  重视全体规划

  冷链物流温湿度实时监管体系由三部分组成,榜首,温湿度实时监管体系中心硬件(包含:全向读写器、高精度温湿度传感标签)第二,冷链物流温湿度实时监管体系渠道;第三,硬件中心件(包含GPRS无线模块、GPS模块、工业级交换机、PC机、效劳器、不连续电源等);

  安身自主研制

  体系建造的中心技能选用商场通用的规范2.4G有源微波频段,公司供给的一切中心设备都具有彻底自主知识产权,2.4G微功耗技能,对冷链物流运送车辆产品进行主动辨认和非触摸性温湿度信息搜集处理,把先进的信息技能、数据通讯技能、电子操控技能及核算机处理技能等有用地归纳运用于冷链物流温湿度实时监控办理体系,然后树立起一种大规模、全方位发挥效果,而且实时、精确、高效的温湿度监控办理体系。

  着眼未来开展

  在体系全体架构、效劳设备选型、有源电子标签功用选型、根底数据搜集等方面,均充分考虑后续功用的完成,统筹设备的兼容性、体系的扩大性、功用的扩展性和使用的多样性;

  强化体系规范

  体系开发和资源建造契合一致的技能规范和表征体系,重视开发作业的连续性和共享性,注意为后续体系的研制、推行留有规范的数据及操控接口。一致开发使用技能、数据存储格局、信号传输制式、互联接口形式等技能指标;

  发挥建造效益

  体系开发与建造要结合交通区域现有实际状况,在现有体系根底上进一步加强交通的办理作业;依照统筹规划、边建边用、逐步完善的建造思路,充分发挥建造效益;

  3.2 体系作业原理

  首要,高精度温湿度传感标签会被加载到集装箱或方针物品(箱)上,待装运动身后,即继续记载物品所在环境的温湿度。一般有两种使用形式,一种是在每个中心站点或意图地一次性上传温湿度曲线,物流办理渠道整合一切上传数据,分环节监控物质量量;另一种是在运送车辆/船只上设置GPRS实时传输设备,物流办理渠道能够不连续实时的对方针物品进行监测。这两种形式的仅有差异在于,后一种即实时形式能够起到抢救部分贵重物品的效果,而不仅仅是像前一种形式只能判定物品是否遭到损坏。当然,有源标签是标识某一个包装箱(柜)的,同一个集装箱内的不同包装单位是能够经过设备多个有源标签进行监测的。

  该监测设备也能够装备GPS模块,经过GPS和GIS技能,监控中心能够对集装箱车辆进行地理方位定位和调度。

  假如温湿度改变超出一个预先设定的规模,比方20℃~30℃,体系将主动给出预警。假如曲线中心有一段记载是显着低于20℃,此刻能够依据此一时刻查询相应的地址和外在环境,以便于探求相应的温湿度改变原因。

  在途车辆信息搜集:RFID读写器经过无线办法读取冷藏车厢内RFID高精度温湿度传感电子标签,并经过数据线传输给GPS车载终端设备,一起GPS车载终端设备经过外置天线接纳GPS定位卫星的定位信息。

  在途车辆信息传输:GPS车载终端设备在取得温湿度信息和GPS定位信息经过GPRS无线网络发送到通讯数据中心。通讯数据中心再经过APN专用地道将加密数据经路由器发送到GPS通讯网关,最终传输到数据库效劳器。

  3.3 体系整体规划

  3.4 体系功用介绍

  RFID功用。支撑RFID设备在物流进程中的使用,包含车内温湿度监控等。 GPS/GIS监控。经过GPS、GPRS和GIS的集成,对运送车辆进行实时监控。业务流程同步。使用作业流办理理念,完成内部业务流程的高度协同。低温设备办理。支撑对低温设备的日常办理和保护。 温湿度湿度监控。实时监控物流进程中影响货品质量的湿度和温湿度,并设置预警机制。 快速入库功用。为特别货品供给快速入库功用。提示及事情办理。为体系运用者供给提示及事情办理功用。车队优化。提高对运送车队的办理和操控。 运送方案履行办理。全进程的办理运送方案的履行状况。决议方案支撑。使用统计剖析办法,完成对企业经营决议方案的支撑。冷库温湿度监控

  3.5 体系软件介绍

  有源RFID技能的冷链物流温湿度实时监管体系实时检测和记载,能够搜集、处理记载,具有报警功用 监测终端实时搜集周边环境温湿度,能够传送和报警。冷链物流温湿度实时监控体系主动地对产品贮存运送进程中的温湿度环境进行不连续监测和记载。体系应当至少每隔1分钟更新一次测点温湿度数据,贮存进程中至少每隔30分钟主动记载一次实时温湿度数据,运送进程中至少每隔5分钟主动记载一次实时温度数据。当监测的温湿度超出规则规模时,体系应当至少每隔1分钟记载一次实时温湿度数据。当监测的温湿度数据抵达设定的临界值或许超出规则规模,以及温湿度传感标签内电池电压低于设定值或许体系发作供电中止等状况,可经过蜂鸣器和LED灯告警,也可一起宣布无线报警信息。

  4. 体系整体建造规划

  4.1 RFID冷链物流温湿度实时监管体系

  温湿度标签会被加载到集装箱或方针物品(箱)上,待装运动身后,即继续记载物品所在环境的温湿度。一般有两种使用形式,一种是在每个中心站点或意图 地一次性上传温湿度曲线,物流办理渠道整合一切上传数据,分环节监控物质量量;另一种是在运送车辆/船只上设置GPRS实时传输设备,物流办理渠道能够不 连续对方针物品进行监测。这两种形式的仅有差异在于,后一种即实时形式能够起到抢救部分贵重物品的效果,而不仅仅是像前一种形式只能判定物品是否遭到损 坏。当然,有源标签是标识某一个包装箱(柜)的,同一个集装箱内的不同包装单位是能够经过设备多个有源标签进行监测的。

  4.1.1硬件组成

  1) RFID基站式全向读写器,设备在冷链物流车辆上,读取车内加载在产品上的温湿度传感标签的温湿度信息,经过GPRS无线网络实时发送数据到后台监狱体系

  2) 高精度温湿度传感电子标签,设备在需求实时搜集温湿度信息的产品上

  3) GPRS无线模块,GPRS模块把数据经过无线网络发送给后台

  4.1.2硬件设备注意事项

  1) RFID基站式全向读写器,需注意设备方位,高度,全向读写器的2.4G天线为了更好的接纳温湿度传感标签的数据,需求放置到冷链物流的厢体内

  2) 高精度温湿度传感标签加装到产品上,设备办法能够选用3M胶进行张贴或许螺丝进行固定

  3) GPRS无线模块为了更好的把数据发送出去,GRPS天线要设备到厢体外;

  5. 硬件设备介绍

  5.1 RW-R801基站式全向读写器

基于有源RFID技术的冷链物流温湿度实时监管系统

  产品技能特性

  辨认距离 : 0 ~ 100米半径

  辨认速度 : 200 公里 / 小时

  辨认才能 : 一起辨认500张以上的标签

  辨认视点 : 全向

  极化办法 : 垂直极化或双极化

  增 益 : 5dBi 接纳32级可调、发射4级可调

  作业频段 : 2.4 GHz ~ 2.4835 GHz

  功耗规范 : 作业功率为毫瓦级

  通讯机制 : 依据 HDLC 时分多址和同步通讯机制

  抗搅扰性 : 频道阻隔技能,多个设备互不搅扰

  安 全 性 : 加密核算与安全认证,避免链路侦测

  接口规范 : RS232、RS485、Wiegand26、RJ45、TTL、WiFi等可选

  扩展I/O : 开关量信号输入与输出各2路(可选)

  电源规范 : DC 7.5~12V 500~1000mA

  封装特性 : 铝合金外壳封装

  可 靠 性 : 防雷防水防冲击,满意工业环境要求

  尺 寸 : 180×135×60 mm(不含天线)

  重 量 : 0.58kg

  设备办法 : U型、L型专用金属设备套件

  5.2 RW-T601型高精度温湿度传感标签

  产品技能特性

  发射距离 : 0~ 100米

  搜集距离 : 1s~1800s /次,可设定

  作业办法 : RFID或蓝牙形式,全向收发

  作业频段 : 2.4 GHz ~ 2.4835GHz

  通讯速率 : 250Kb/s、1Mb/s、2Mb/s

  识读才能 : 作业于RFID形式下时具有100张/秒的被识读防抵触功用

  传 感 器 : 选用瑞士进口全新一代数字式高精度温湿度传感器SHT21或SHT20型,功耗更低、可靠性更高

  搜集规模 : 温度-40~+85 ℃,湿度0~100%RH

  测温精度 : ± 0.3 ℃,测温分辨率0.01 ℃

  湿度精度 : ± 2 %,测湿度分辨率0.04 %RH

  用户内存 : 标配4K,可按需扩大

  实时时钟 : RTC实时时钟芯片

  记载容量 : 可按需扩展32M存储芯片,最大可存储300万组带时刻的温湿度记载

  防拆功用 : 可按需添加防拆设备

  抗搅扰性 : 频道可搬迁,多个设备互不搅扰

  功耗规范 : 均匀作业功率为微瓦级

  电池装备 : 可装备1~4节3V柱式锂电池,4节电池最大容量可达3800mAh

  运用寿命 : 1~5 年,电压低时可无线提示替换电池

  封装特性 : ABS+PC工程塑料

  可 靠 性 : 防浸泡、防冲击,满意工业环境要求

  外 形 : 圆饼型,可供给OEM定制效劳

  尺 寸 : Φ84 mm,厚度25 mm

  静 重 : 112g

  设备办法 :张贴、磁扣吸附、螺丝紧固

  6. 项目施行

  6.1 项目施行流程

  项目施行流程

  6.2 项目售后效劳

  出售所及,效劳必至

  7χ24小时专业化保证;

  4小时内敏捷抵达保护现场。


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