基于NB—IoT的防丟追蹤平臺(tái)研究與實(shí)現(xiàn)

李昊哲 蒲佳美 黃晶露 鄔云飛 諶煜

摘 要：文章研究了一種新型智能防丟貼的設(shè)計(jì)，提出了一種基于NB-IoT的防丟追蹤平臺(tái)系統(tǒng)。利用NB-IoT與GPS相結(jié)合的ME3613中興NB模塊進(jìn)行位置信息的采集與傳輸，設(shè)計(jì)了防丟追蹤平臺(tái)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)近、遠(yuǎn)距離尋找失物的功能。同時(shí)，利用光敏電阻與手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)對防丟貼的遠(yuǎn)程控制。本平臺(tái)實(shí)時(shí)性好，操作方便，工作穩(wěn)定，具有較大的市場應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：NB-IoT；GPS；防丟追蹤

中圖分類號：TP391.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）34-0039-02

Abstract： This paper studies the design of a new type of intelligent Anti-lost sticker， and puts forward a kind of anti-lost and tracking platform system based on NB-IoT. Using the ME3613 ZTE NB module which combines NB-IoT and GPS to collect and transmit the position information， the anti-lost and tracking platform system is designed， so as to realize the function of searching for the lost property in the near and long distances. At the same time， the photosensitive resistor and the mobile phone APP are used to achieve the remote control of anti-lost paste. The platform has the advantages of good real-time， convenient operation and stable work， so it has a bright prospect for market application.

Keywords： NB-IoT； GPS； anti-lost and tracking

1 概述

隨著物聯(lián)網(wǎng)市場的蓬勃發(fā)展，產(chǎn)品智能化的趨勢日趨顯著。不難發(fā)現(xiàn)，生活中常常會(huì)遇到物品丟失的情況，于是傳統(tǒng)的防丟貼逐漸出現(xiàn)在人們的視野里，但是傳統(tǒng)的防丟貼并不盡如人意。目前，防丟貼只能在有限的一個(gè)小范圍內(nèi)起作用，只有當(dāng)失主在靠近貼有防丟貼的物品時(shí)才能收到位置信息，無法做到遠(yuǎn)距離傳輸位置信息。并且傳統(tǒng)的防丟貼耗電量大，在續(xù)航能力也存在一定的局限性。因此，開發(fā)一套有效的防丟追蹤平臺(tái)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境意義。

本文研究的基于NB-IoT的防丟追蹤平臺(tái)方案能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸物品位置信息的采集，同時(shí)通過云平臺(tái)與移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)傳輸，通過手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，操作簡易化，可靠性、靈活度更高。并且降低產(chǎn)品的功耗，提高續(xù)航能力。

2 工作原理

本系統(tǒng)以ME3613中興NB模塊為核心，通過位置傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，利用ME36113模塊處理數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)同步上傳至云平臺(tái)，通過云平臺(tái)與手機(jī)APP的連接，以在APP上呈現(xiàn)的形式通知移動(dòng)終端，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程追蹤。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，由定位模塊、報(bào)警模塊、控制裝置等組成“智能防丟追蹤”系統(tǒng)。系統(tǒng)總體方案圖如圖1所示。該系統(tǒng)充分利用遠(yuǎn)程GPS定位模塊、近程報(bào)警模塊、手機(jī)通信模塊實(shí)現(xiàn)對丟失物品的追蹤功能。

3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

以ME3616 中興NB模塊為控制核心，采用GPS定位技術(shù)、NB-IoT傳輸通信技術(shù)、控制技術(shù)等技術(shù)，以APP上顯示的大致位置和近程報(bào)警模塊給予丟失者失物信息，構(gòu)成“智能防丟追蹤”系統(tǒng)。主要器件有：ME3616 中興NB模塊、穩(wěn)壓器反向電流保護(hù)LD39200、雙向電壓電平轉(zhuǎn)換器TXB0108。所用到的主要芯片連接方式如圖2所示。

3.2 模塊設(shè)計(jì)

3.2.1 定位模塊

ME3616 中興NB模塊中已經(jīng)包含了GPS定位模塊，故我們可直接利用其中的GPS模塊進(jìn)行防丟貼的室外定位。該GPS模塊的內(nèi)部邏輯為：先進(jìn)行RIL_AT通道的初始化，再完成GPS芯片配置，隨后進(jìn)行調(diào)用API完成GPS 主動(dòng)上報(bào)數(shù)據(jù)截取的回調(diào)函數(shù)并打開GPS定位。ME3616將GPS與NB-IoT模塊整合在一起，降低了功耗，防丟貼高續(xù)航能力得到了保證，該器件除具有壽命長、選擇性和穩(wěn)定性強(qiáng)等特性外，同時(shí)還具有體積小的特點(diǎn)并且定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好，可實(shí)現(xiàn)對所在位置的防丟追蹤功能。其后將位置信息傳輸至手機(jī)APP。

3.2.2 報(bào)警模塊

報(bào)警模塊采用集成施密特觸發(fā)器TC4584為核心，該模塊主要用于夜晚的情況。采用光敏電阻感應(yīng)光照強(qiáng)度變化并轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電壓變化，通過后續(xù)施密特觸發(fā)電路和三極管組成的放大電路驅(qū)動(dòng)蜂鳴器與發(fā)光二極管，當(dāng)光強(qiáng)低于一定值時(shí)可啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，與此同時(shí)發(fā)光二極管啟動(dòng)。并且也可通過手機(jī)端APP開關(guān)啟動(dòng)報(bào)警裝置。因此該防丟貼產(chǎn)品不僅適用范圍廣，而且功耗相對較低。

4 軟件設(shè)計(jì)

防丟貼的開啟與關(guān)閉是由手機(jī)端APP控制的，當(dāng)開啟防丟貼時(shí)，防丟貼將利用GPS功能采集位置信息，并發(fā)送至手機(jī)APP端。在開啟防丟貼的時(shí)候，若光照強(qiáng)度小于我們設(shè)定的最小值時(shí)，防丟貼將提示APP端是否需要開啟報(bào)警模式。在APP端授權(quán)開啟時(shí)，方可進(jìn)行聲音與燈光報(bào)警。

5 結(jié)果分析

該系統(tǒng)利用NB-IoT技術(shù)，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳輸丟失物品的位置信息，并且通過手機(jī)端控制防丟貼蜂鳴器與發(fā)光二極管的關(guān)斷，這保證在能見度較低的夜晚也能簡易地找到防丟貼。NB-IoT傳輸信息很大程度上降低了功耗，這保證了長時(shí)間丟失的物品也能通過該防丟貼找到。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該電路具有較高的可靠性和實(shí)用性。

6 結(jié)束語

本文所設(shè)計(jì)的防丟追蹤平臺(tái)是一個(gè)對丟失物品的追蹤定位的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，用來實(shí)現(xiàn)對防丟貼的監(jiān)測、報(bào)警與控制，具有遠(yuǎn)程控制、測量準(zhǔn)確、適用性強(qiáng)、交互性好等優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)可對防丟貼的位置信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，有利于丟失者尋找失物。

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