固廢跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李劍鋒 萬暢

摘? 要： 隨著RFID、物聯(lián)網(wǎng)、NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）、GNSS（Global Navigation Satellite System）、嵌入式終端技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，使得固廢（固體廢棄物）管理平臺(tái)對固廢的動(dòng)態(tài)跟蹤和全流程管理成為可能。通過設(shè)計(jì)一套基于NB-IoT、GNSS及RFID技術(shù)的叉（板）箱跟蹤器系統(tǒng)，選用合適的硬件模組和芯片、結(jié)合服務(wù)端軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對固廢叉箱的定位跟蹤。該系統(tǒng)基于GNSS定位，充分利用RFID標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)，輔助解決了在某些關(guān)鍵室內(nèi)場景的定位可靠性問題，使系統(tǒng)達(dá)到工程上可成熟應(yīng)用的效果，在某環(huán)保項(xiàng)目中得到有效應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： NB-IoT; GNSS; RFID; 跟蹤器; 叉（板）箱; 固廢管理

中圖分類號：TP29? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2021）05-24-04

Design and implementation of solid waste tracking system

Li Jianfeng1， Wan Chang2

（1. Guangdong University of Technology Jieyang Institute of Technology， Jieyang， Guangdong 522000， China;

2. Guangdong Polytechnic of Science and Technology）

Abstract： With the rapid development and application of RFID， Internet of Things， NB-IOT， GNSS and embedded terminal technologies， it is possible that the solid waste management platform dynamically tracks and manages the whole process of solid waste treatment. Designing a forklift-box tracker system with NB-IoT， GNSS and RFID technologies， selecting appropriate hardware modules and chips， and combining with the software system on server， the positioning and tracking to solid waste forklift-box are realized. The system makes full use of GNSS positioning and RFID tag identification technology to solve the positioning reliability problem in some key indoor scenes， so that the system can achieve the effect of mature application in engineering， and has been effectively applied in an environmental protection project.

Key words： NB-IoT; GNSS; RFID; tracker; forklift-box; solid waste management

0 引言

近些年來，由于政府對環(huán)境保護(hù)的重視以及對固廢回收價(jià)值的逐步認(rèn)可，我國固廢處理行業(yè)逐漸步入快速發(fā)展期，行業(yè)有良好的發(fā)展機(jī)會(huì)。因此固廢管理信息平臺(tái)也在不斷的推廣和完善之中[1]。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、GNSS、RFID、智能終端等技術(shù)的不斷發(fā)展，固廢管理信息平臺(tái)也在不斷提出新的要求。

叉（板）箱用于固體廢棄物的貯存，廣泛應(yīng)用于當(dāng)前固廢處理行業(yè)，是固體廢棄物收集、轉(zhuǎn)運(yùn)、貯存、處理中的重要資源，如何實(shí)現(xiàn)對叉箱的全流程跟蹤管理成為固廢管理平臺(tái)的重要需求。

窄帶物聯(lián)網(wǎng)NB-IoT，是一種在全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)，特別適用于低功耗（長待機(jī)）、深覆蓋的低速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)[3]，目前國內(nèi)的通信運(yùn)營商均已大量部署運(yùn)營。支持NB-IoT功能的終端可通過授權(quán)的物聯(lián)網(wǎng)SIM卡，無線接入NB-IoT基站，實(shí)現(xiàn)與云端的業(yè)務(wù)互通，為叉箱的動(dòng)態(tài)管理帶來了很好的解決方案。

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)叉箱跟蹤器，該跟蹤器集成了當(dāng)前流行的NB-IoT模塊[2]，并輔以GNSS、RFID模塊，嵌入到叉箱內(nèi)，及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握叉箱動(dòng)態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)叉箱的動(dòng)態(tài)跟蹤管理，提高固廢管理系統(tǒng)的智能化水平。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

固廢跟蹤系統(tǒng)的功能在融合通信系統(tǒng)總體功能框架下進(jìn)行設(shè)計(jì)，其總體設(shè)計(jì)如圖1所示。該系統(tǒng)主要由叉箱跟蹤器、本地RFID讀寫程序、云端業(yè)務(wù)服務(wù)器（通信服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器、Web服務(wù)器）、第三方地圖/軌跡服務(wù)器、H5終端構(gòu)成，同時(shí)該系統(tǒng)還可以通過數(shù)據(jù)接口與固廢管理信息平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)互通（固廢管理信息平臺(tái)用于固廢管理業(yè)務(wù)的全流程管理，不在本文檔描述范圍）。

叉箱跟蹤器通過NB-IoT模塊接入網(wǎng)絡(luò)，向通信服務(wù)器進(jìn)行注冊鑒權(quán)、同時(shí)將從GNSS模塊中獲取的位置信息上報(bào)給通信服務(wù)器;當(dāng)進(jìn)入指定的場所（如產(chǎn)廢單位、運(yùn)輸單位、處置單元、倉庫、維修/清洗車間）時(shí)，可通過本地RFID讀寫程序獲取叉箱標(biāo)識(shí)，并上報(bào)給通信服務(wù)器，達(dá)到輔助跟蹤定位功能。