危險(xiǎn)品集裝箱物流狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、危險(xiǎn)品集裝箱物流運(yùn)輸過(guò)程中的泄漏、丟失和爆炸等惡性事故會(huì)造成極大的財(cái)產(chǎn)損失和嚴(yán)重的社會(huì)影響。要提高危險(xiǎn)品運(yùn)輸?shù)陌踩?，需采用自?dòng)化與信息化相結(jié)合的技術(shù)手段，對(duì)運(yùn)輸過(guò)程中危險(xiǎn)品的狀態(tài)變化及運(yùn)輸車輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)和全方位的監(jiān)測(cè)。 本文擬研究開發(fā)出危險(xiǎn)品集裝箱物流狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，以對(duì)危險(xiǎn)品集裝箱運(yùn)輸過(guò)程中的有關(guān)狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、分析和發(fā)送，進(jìn)而對(duì)各種危險(xiǎn)情況實(shí)現(xiàn)預(yù)警并與遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行雙向信息交換。通過(guò)綜合應(yīng)用RFID技術(shù)、

2、GPS/GPRS技術(shù)、傳感采集技術(shù)，開發(fā)出包含危險(xiǎn)品集裝箱狀態(tài)信息采集終端（信息采集層）、集裝箱電子標(biāo)簽（信息中繼層）、車載監(jiān)控終端（信息傳輸層）三層次的軟硬件系統(tǒng)，并完成了系統(tǒng)的性能測(cè)試與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)車應(yīng)用。主要研究?jī)?nèi)容如下： 完成了危險(xiǎn)品集裝箱物流運(yùn)輸狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控體系的架構(gòu)設(shè)計(jì)。針對(duì)集裝箱狀態(tài)信息傳輸特性，分析了危險(xiǎn)品集裝箱物流作業(yè)過(guò)程、監(jiān)控需求、監(jiān)控狀態(tài)參數(shù)以及集裝箱物流監(jiān)控模式。通過(guò)比較GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、CDMA系統(tǒng)、固定頻

3、率通信方式、集群移動(dòng)通信方式、衛(wèi)星通信方式等多種無(wú)線通信方式的特性，確定了以RFID作為信息中繼傳輸模式與GPRS相結(jié)合實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息交互的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模式和信息采集方案。 完成了集裝箱內(nèi)危險(xiǎn)品狀態(tài)信息采集終端的軟硬件設(shè)計(jì)。根據(jù)所需監(jiān)控的狀態(tài)參量，設(shè)計(jì)了能檢測(cè)溫度、濕度、傾角、加速度、煙霧等變量的傳感器模塊；確定了待測(cè)監(jiān)控信息的數(shù)據(jù)格式與交換規(guī)范以及狀態(tài)信息的采樣頻率；設(shè)計(jì)開發(fā)了基于MSP430F135單片機(jī)的狀態(tài)信息采集處理器模

4、塊的硬件電路及工作程序。該信息采集終端能實(shí)現(xiàn)集裝箱內(nèi)危險(xiǎn)品狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)采集與傳輸。 完成了集裝箱電子標(biāo)簽的軟硬件設(shè)計(jì)。在對(duì)其使用的相關(guān)芯片進(jìn)行性能分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了集裝箱電子標(biāo)簽處理器模塊的硬件電路。完成了對(duì)RFID通訊模塊的功能配置，設(shè)計(jì)了其與車載接收端、集裝箱內(nèi)危險(xiǎn)品狀態(tài)信息發(fā)送端之間的通信協(xié)議。開發(fā)了電子標(biāo)簽的門封監(jiān)控模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)集裝箱開關(guān)門狀態(tài)的自動(dòng)監(jiān)控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)門時(shí)間、地點(diǎn)的監(jiān)測(cè)。 完成了車載監(jiān)控終

5、端的硬件和軟件設(shè)計(jì)。分析了車載監(jiān)控終端的工作模式，設(shè)計(jì)了車載監(jiān)控終端與遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)之間的通信協(xié)議，并根據(jù)其功能需求完成了對(duì)各主要模塊的選型與電路設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了車載監(jiān)控終端的軟件流程，實(shí)現(xiàn)了危險(xiǎn)品集裝箱狀態(tài)信息在車載監(jiān)控終端液晶顯示屏上的實(shí)時(shí)顯示，并能通過(guò)GPRS與遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。 完成了危險(xiǎn)品集裝箱物流狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的總體集成與性能測(cè)試。通過(guò)對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析，優(yōu)化了系統(tǒng)狀態(tài)信息傳輸?shù)念l率，提高了遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)實(shí)時(shí)追蹤

6、查詢GPS的定位精度，提出了多套監(jiān)控系統(tǒng)同時(shí)工作時(shí)的防碰撞與抗干擾設(shè)計(jì)方法，優(yōu)化了系統(tǒng)主體程序流程，解決了GPRS信號(hào)不穩(wěn)定對(duì)狀態(tài)信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)挠绊?。系統(tǒng)優(yōu)化后的測(cè)試結(jié)果表明，系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)。 通過(guò)本文的研究，構(gòu)建了集裝箱內(nèi)危險(xiǎn)品狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了車輛駕駛室內(nèi)監(jiān)控終端對(duì)集裝箱內(nèi)危險(xiǎn)品狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控中心對(duì)危險(xiǎn)品集裝箱運(yùn)輸車輛運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)控。本監(jiān)控系統(tǒng)在上海石化物流企業(yè)的20ft集裝