冷鏈物流監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計
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1 系統(tǒng)設(shè)計
系統(tǒng)主要針對冷鏈的全過程進(jìn)行實時監(jiān)控，需要對溫、濕、光度及地理位置等信息進(jìn)行采集并處理，通過GPRS數(shù)據(jù)分組的方式無線傳輸數(shù)據(jù)到服務(wù)器；系統(tǒng)設(shè)計綜合各種因素，提高了對環(huán)境的突變的響應(yīng)速度；設(shè)計的服務(wù)器端是B／S模式，通過互聯(lián)網(wǎng)或手機實時監(jiān)控物品的狀態(tài)，方便用戶隨時隨地地查看運輸途中物品的環(huán)境參數(shù)，以減小經(jīng)濟(jì)損失。如圖1所示，是系統(tǒng)的構(gòu)成框圖，包括終端設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)、B／S架構(gòu)服務(wù)器。
1．1 終端硬件設(shè)計
系統(tǒng)終端硬件部分是以MSP430為核心設(shè)計，采集冷鏈的環(huán)境特征數(shù)據(jù)并處理，通過SIM300的GPRS數(shù)據(jù)分組功能接入互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器。終端電路包括電池管理部分、箱子開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測傳感器、工作位置監(jiān)測傳感器、溫度傳感器、光度傳感器、濕度傳感器。終端硬件構(gòu)成框圖如圖2所示。
1．1．1 硬件電路設(shè)計
設(shè)計選用美國TI公司MSP430F149芯片為控制核心，通過串口控制GPRS模塊數(shù)據(jù)傳輸；利用其內(nèi)部集成的A／D模塊檢測濕度；利用其60 kB Flash存儲器存儲大量的數(shù)據(jù)，保證整個運輸過程數(shù)據(jù)可靠保存；利用其內(nèi)部模擬比較器檢測外部光強度。系統(tǒng)設(shè)計以CN3063電池充電管理芯片為中心的電池管理電路，提供了充電狀態(tài)指示，提供電池溫度保護(hù)電路。采用低功耗LDO穩(wěn)壓芯片TLV70033提供3．3 V供電，如圖3
所示。系統(tǒng)選用光敏電阻作為光強度檢測傳感器，檢測一定強度的光，如圖4所示，CA0與CA1為單片機內(nèi)部模擬比較器正負(fù)輸入端子，調(diào)節(jié)W1可以調(diào)整檢測光照強度閾值。利用DS18B20測量環(huán)境溫度，其在穩(wěn)定測量這測量中穩(wěn)定精度高。電路在設(shè)計中還利用霍爾開關(guān)TP4913檢測工作位置和工作狀態(tài)，通過霍爾開關(guān)，使產(chǎn)品的整體封裝更簡單，成本更低。
1．1．2 硬件低功耗設(shè)計
系統(tǒng)硬件功耗要求嚴(yán)格，必須保證系統(tǒng)平均功耗4．2 mW。因此，采用低功耗技術(shù)的MCU，其活動模式280μA@1 MHz，待機電流1μA；電池管理芯片的睡眠電流3μA；選用SIM300，提供GPRS分組數(shù)據(jù)傳輸，其待機電流1 mA。
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