基于物聯網的倉儲環境采集系統研究

張旭輝　圣軍　程明　王恩亮

【摘 要】系統結合物聯網技術，利用傳感器采集倉儲相關環境數據，通過ZigBee無線網絡進行通信并對數據進行處理，實現了對倉儲溫度、濕度及光照強度的智能監測及控制，解決了傳統倉儲環境監測難、組網不靈活、人工維護成本高等問題，系統具有較高的實用性。

【關鍵字】物聯網；倉儲；CC2530

中圖分類號： TP277 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）36-0078-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.36.033

Research on Storage Environment Acquisition System Based on Internet of Things

ZHANG Xu-hui SHENG Jun CHENG Ming WANG En-liang

（College of Electronics and Communication Engineering， Anhui Xinhua University， Hefei Anhui 230088， China）

【Abstract】The system which combines the Internet of Things technology uses sensors to collect and store relevant environmental data. Through ZigBee wireless network communication， the system can process the data which realizes the functuion of intelligent monitoring and control to storage temperature， humidity and light intensity. It still solves the problems， such as the difficulty of traditional warehouse environment monitoring， inflexible networking， high cost of manual maintenance， etc. The system has higher practicability.

【Key words】The Internet of Things； Warehouse； CC2530

0 引言

隨著社會經濟及物聯網技術的發展，大型多元化復合型倉儲越來越多。傳統倉儲的環境監測存在著設備多、布線復雜、靈活性差、管理維護成本高等問題，因ZigBee技術有著功耗低、延時短、可靠性強且支持大量網絡節點等特點，所以在倉儲管理系統中引入ZigBee無線傳感器技術能夠很好地解決傳統倉庫所存在的問題。

1 系統總體架構

本系統設計由數據采集終端模塊、ZigBee通信模塊、數據處理模塊及上位機控制模塊四部分組成，系統總體構架如下圖1所示。

數據采集終端主要是各種傳感器組成，負責對倉儲當前溫度、濕度及光照強度等環境數據的采集；ZigBee通信模塊主要負責數據采集終端和數據處理端之間的通信；數據處理模塊接收到數據后，會對數據進行分析和處理；監控上位機可以通過Intenet網絡與數據處理模塊連接，實現對采集終端的監測與控制。

2 網絡節點設計

2.1 數據采集終端節點設計

數據采集終端由開發板、傳感器、控制模塊組成。開發板采用TI公司生產的CC2530芯片，這種芯片能夠建立和維護ZigBee網絡，可以用接口轉換電路來實現豐富的外擴接口，能很好的滿足本系統所使用的傳感器以及控制設備的要求，其結構如圖2所示；傳感器包括溫度傳感器、濕度傳感器和光敏傳感器。溫濕度傳感器采用精度較高的數字式DHT11芯片，這種傳感器具有測量精度高、反應速度快、抗干擾能力強等優點。光敏傳感器采用ISL29003光敏傳感器，它可以采集到光照強度從1Lux到100000Lux的可見光，并且對紅外光線敏感；控制模塊包括風扇、蜂鳴器、數碼管等，當數據超出設置的閾值時，控制設備可以實現報警及自動處理功能。

2.2 數據處理中心節點

數據處理中心可以對數據進行存儲、分析和處理，同時還可以起到遠程報警的作用。倉儲環境超出正常范圍時，數據處理中心可以通過GPRS模塊向管理人員發送報警信息，管理人員也可以進行反向控制，其結構如圖3所示。

數據處理中心采用與數據采集終端相同的ZigBee模塊，方便ZigBee網絡的建立及數據的傳輸。數據處理中心核心控制器采用ARM11內核芯片ARM1156T2-S，ARM1156T2-S基于ARMv6指令集體系結構，主要用于多種深嵌入式存儲器，提供了更高的CPU性能和吞吐量，并增加了許多擴展功能，可以實現數據的分析及處理。GPRS模塊采用SIMCOM公司的ATK-SIM900A，ATK-SIM900A芯片的工作頻段在900/1800M赫茲，可以低功耗實現語音、短信、數據信息的傳輸。系統預留了WIFI模塊接口、RJ-45接口和USB接口，具有很好的兼容性，可以方便地與外設連接。

3 上位機設計

系統軟件部分的主要功能是完成倉儲環境數據的采集、無線網絡數據的傳輸、串口數據的收發處理以及管理端的實時監控。系統終端管理平臺是整個系統的功能實現部分，也是用戶操作的部分，它包括數據庫設計和用戶管理軟件設計兩大部分。數據庫采用Access2010來設計，主要包括用戶信息表、系統日志記錄表、采集數據表等；上位機采用C++開發環境，能夠方便的進行數據查詢、數據修改、串口設置等功能。數據庫收到來自數據采集模塊發送的倉儲環境數據后，根據數據類型的不同對其進行分類整理和存儲。

4 結束語

系統將ZigBee無線傳輸技術引入到倉儲環境監測中，構成部署靈活的實時動態監測系統，克服了傳統倉儲監測系統的技術缺陷，實現了對倉儲溫度、濕度及光照強度等環境數據的智能監測，保障了貨物的安全，提高了倉儲的安全性，系統具有較高的實用價值。

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