基于嵌入式快遞包裹實時跟蹤系統設計

郭志雄　繆文南

摘 要： 快遞包裹實時跟蹤系統主要由包裹傳感器模塊、車載嵌入式終端以及客戶網頁查詢系統組成。系統以S3C2440作為主控制器，通過若干傳感器檢查包裹的實時狀態。包裹傳感器系統與車載嵌入式系統通過無線模塊進行通信，用GPS接收器接收經緯度信息，所有包裹相關信息以GPRS無線傳輸到遠程服務器；網頁客戶端結合Google地圖將包裹發生的各種警報標記在地圖上，同時在地圖上實現包裹運行軌跡的實時顯示；最終解決了傳統快遞所不具備的包裹實時跟蹤軌跡和快遞運輸過程中信息反饋功能的問題。

關鍵字： S3C2440； 無線模塊； GPS； GPRS； Google地圖

中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2015）01?0038?03

Abstract： The express parcel real?time tracking system is mainly composed of parcel sensor module， vehicle?mounted embedded terminal and customer webpage query system. S3C2440 is used as the main controller of the system to inspect the real?time state of packages through several sensors. The parcel sensor system communicates with the embedded system through the wireless module. The GPS receiver is used to receive latitude and longitude information. All of the information related to package is sent to a remote server through GPRS. In combination with Google maps， various warning marks of packages can be found by the webpage client， and at the same time， real?time display of the express packages traveling trajectory is realized. The information feedback and real?time tracking functions of the express packages in their traveling process were implemented.

Keywords： S3C2440； wireless module； GPS； GPRS； Google map

0 引 言

目前在中國，隨著以網絡購物為特色的電子商務的盛行，以快遞為主的物流服務在人們日常生活中發揮著越來越重要的作用。據調查，中國的快遞業務暫時還沒有一種比較完善的包裹實時跟蹤系統。當人們寄送或網購一些比較貴重物品的時候，都會擔心物品的丟失、掉包、損壞等問題。針對這些問題，包裹實時跟蹤系統應運而生。

本系統功能設計主要有以下幾點：

（1） 包裹實時跟蹤系統可通過客戶端結合Google地圖/地球對包裹的路線進行實時跟蹤；

（2） 包裹在運輸過程中非法開箱、碰撞、墜落時，會發生報警，報警信息會標記在客戶端Google地圖/地球上，同時會給用戶發送手機短信提醒；

（3） 客戶端Google地圖/地球能實時顯示包裹所走的路徑；

（4） 車載嵌入式系統可以在包裹到達目的地后給接收方發送短信通知。

1 系統方案總體設計

包裹實時跟蹤系統是一種基于物聯網技術、傳感器、包裹實時狀態監測的系統。該系統主要由包裹傳感器模塊、車載嵌入式終端以及網頁實時監控包裹狀態信息系統三大部分組成。系統運行的系統框圖如圖1所示。

2 系統主要模塊設計

2.1 包裹裝置模塊設計

包裹傳感器模塊模塊主要由STC89C52處理器、傳感器（干簧管檢測開關、三軸加速度傳感器）、nRF905無線傳輸模塊組成。其中傳感器組合用于感知包裹狀態，三軸加速度傳感器用于檢測包裹是否受到劇烈撞擊或從高處墜落，干簧管傳感器用于檢測包裹是否被非正常打開，所有這些包裹狀態信息通過nRF905無線模塊傳輸到車載嵌入式終端。包裹裝置模塊硬件框圖如圖2所示。

2.2 車載嵌入式終端設計

車載嵌入式終端主要有S3C2440開發平臺、GPS模塊、GPRS模塊、條形碼掃描器、nRF905無線傳輸模塊組成。S3C2440開發平臺利用Linux操作系統，使用linux?2.6.34.7內核版本。內核通過裁剪、交叉編譯后移植到S3C2440開發平臺上，構建根文件系統也移植到S3C2440開發平臺上。條形碼掃描器通過掃描快遞條形碼信息存儲在車載終端并在界面上顯示；GPS模塊實時采集地理經緯度位置信息；nRF905無線模塊則實時接收包裹的狀態信息。車載嵌入式終端將所有的狀態信息和地理位置信息通過GPRS傳輸到遠程服務終端。車載嵌入式終端硬件框圖如圖3所示，車載終端界面設計如圖4所示。

2.3 服務終端系統模塊設計

服務終端系統主要用于查詢包裹實時狀態信息，該系統主要由Web服務器、Access數據庫、ASP網頁、Google地圖/地球組成。其中Access數據庫主要保存車載嵌入式終端發送的相關信息與數據；ASP網頁主要調用google地圖/地球的信息并讀取數據庫的數據，實時顯示包裹的位置信息、狀態信息、運行軌跡等內容；Web服務器的主要功能是將ASP網頁放到互聯網上。這樣客戶就可以在任何有網絡的地方憑借包裹單號登錄界面查詢包裹的相關信息。其服務終端系統框圖如圖5所示，服務終端查詢包裹信息界面如圖6所示。

3 系統主要軟件設計

3.1 包裹傳感器裝置軟件設計

包裹盒里面安裝有傳感器裝置。當包裹發生強烈撞擊或者在發送的過程中被打開時，傳感器裝置就會通過無線方式把相應的警報信息傳送到車載系統中，車載終端把信息發送到網頁后臺服務器中存儲。這樣就可以保障包裹運輸過程中的安全性，包裹傳感器裝置軟件流程圖如圖7所示。

3.2 車載終端系統軟件流程設計

車載終端啟動后，首先利用條形碼掃描器掃描包裹的物流單號、ID號和接收方手機號碼，寫入系統界面上，并將GPS接收到的經緯度顯示在車載終端界面上；然后把物流單號、ID號、接收方手機號碼、經緯度定時寫入車載終端的數據庫中，另外包裹運輸過程中被撞擊或者非法打開的狀態信息也定時寫入車載終端的數據庫中；最后把數據庫更新的數據定時發送到遠程服務終端。具體程序設計流程圖如圖8所示。

3.3 服務終端軟件設計

用戶可登錄到物流查詢系統中，輸入物流單號即可查詢到相應單號的物品信息，如包裹的具體位置、運輸路線軌跡、包裹狀態信息。具體程序設計流程圖如圖9所示。

3.4 車載終端驅動程序的設計

車載終端控制器需要無線模塊、GPS、GPRS模塊、紅外掃描器支持，因此需要編寫各個驅動的程序。嵌入式Linux系統中設備驅動程序是一個標準的框架，可以根據硬件結構來填寫框架中的函數。主要的函數包括open（），read（），write（），ioctl（），release（），module_init（）和module_exit（）等。為減小內核的大小，需要把編寫的驅動程序編譯成模塊。編寫Makefile、Kconfig等文件，分別執行make menuconfig命令選擇驅動程序的加載方式，利用make modules命令生成目標文件，最后利用insmod命令調用initial_module函數將編譯好的模塊調入內存。

4 結 語

本包裹實時跟蹤系統提供了一種新型的物流快遞運輸和用戶查詢模式，解決了現有過程中可能出現包裹丟失和損壞等問題，實現了包裹開箱報警、碰撞或墜落報警、包裹丟失報警、包裹地理位置實時查詢等功能。由于現有的快遞運輸網絡系統的標準尚未統一，涉及到多個子系統和相關技術，系統的兼容性和穩定性需要進一步的提高和改進。

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