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物联网RFID中继系统的设计与实现

更新时间:2009-03-28

0 引言

随着人们对物质的需求量日益增长,单次的货运量也越来越大,这使得物流人员在清点货物时的难度也越来越高,传统的做法是将货物搬进搬出的进行人为清点记录,这样做不仅加大了物流人员的工作量,同时也容易因为人们的疏忽导致记录出错引起一些不必要的纠纷,给工作带来极大的不便,目前利用RFID射频技术可以大大的改进物流货物量处理的速度,还会使错误率降到最低[1-3].

从我国刑法的发展过程来看,自从新中国第一部刑法典诞生以来,我国刑事立法在总体上就呈现出扩张刑法惩罚范围的态势,并且,在很长的一段历史时期内,可以预见,我国刑法的发展方向依然是犯罪化。近年来刑法修正案对金融犯罪、有组织犯罪、环境犯罪、食品安全犯罪、贪污贿赂犯罪以及侵犯公民人身和财产权利的诸多罪名的入罪标准和构成形态的修改足以说明,我国刑事立法呈现出大规模的犯罪化的趋势,以积极而充分发挥刑罚对社会基本安全和秩序的塑造和保护作用。

但由于RFID射频识别技术存在一定的局限性,读卡器读写每增加一段距离对设备的要求就高很多,如果需要长距离无线读卡,就要花费较高的成本[4-5].因此本文提出物联网中继系统的设计,系统由中继器和手机应用软件构成,其中中继器使用STC89C52单片机作为主控核心处理器,采取RFID技术、蓝牙传输方式,将读卡器和控制器件集成在可伸缩的长杆里面,长杆的顶端就是感应电子标签的器件,用长杆的顶端去点货物的电子标签,由于长杆是可伸缩的,可以适用于不同的环境中,例如夹缝、高处,远处等.中继系统的手机应用软件借用Android系统和Java编程语言将采集到的信息通过蓝牙发送到工作人员手机中,方便以后的数据校验,该系统适用于智慧物流、智慧图书馆、智慧农业等领域.

  

图1 系统方框图Fig.1 Diagram of System

1 系统框图

系统框图如图1所示,物联网RFID中继系统分为中继器和手机应用软件两大部分.中继器主要功能是采集数据,并通过蓝牙模块发送数据.手机应用软件的主要功能是接收中继器发送的数据,在手机上显示出来,并通过应用软件可对接收到的数据进行转存、删除等一系列处理.

中继器主要由STC89C52主控芯片、射频读卡器和蓝牙模块构成.本系统使用SG-RC522射频读卡模块将信息读取后传输给中继器的主控端处理.主控端收到数据后进行处理,将结果显示在液晶上,并通过蓝牙传输给手机端.

系统开机后等待SG-RC522读取卡信号,当读取到卡时,将卡信息发给单片机,单片机处理数据并在LCD界面上显示信息,然后传输给蓝牙,使用AT指令设置好波特率等,再将数据发送给手机端.其整体流程图如图4所示.

RFID读卡器电路主要由SG-RC522芯片电路,天线回路电路和SPI接口电路组成.采用SG-RC522是因为它是NXP公司针对便携式智能仪器仪表设备的技术应用研发的一款低功耗、低成本和高计算量的非接触式射频读卡器芯片,在本系统的中对卡号信息的采集起到很好的作用.其电路图如图2所示.

2 中继器的主要硬件电路设计

2.1 RFID电路设计

自从科学(技术)社会学诞生以来,科学、技术与社会研究域便吸引了众多学者的目光,与此有关的科学的社会建构论、行动者网络理论、实践冲撞论、常人方法论等对科学本质与限度的理解打破了科学的“认知优先”与“规范优先”地位,其中也涉及“科学与公众”关系的诸多洞见,但基本处于论述的边缘,尚未有明晰深入系统的梳理解读。结合西方具体实践领域中的“公众理解科学”运动,切入信任维度重新审视科学与公众的关系,以此为线索厘清二者间的亲疏离合,将为科学公信力概念的提出奠定合法性基础,同时为科学公信力生成逻辑的剖析提供合理推演的空间。

由于使用蓝牙模块可以大大的减低信息在传输过程中出错的概率,因此本系统采用HC-05蓝牙模块,HC-05模块内置2.4GHz天线,采用蓝牙V2.0协议标准.蓝牙波特率可从120~115 200自主设置,其电路图如图3所示.

  

图2 RFID读卡器电路图Fig.2 Diagram of RFID card reader circuit

2.2 蓝牙模块电路

对取证工作“全过程”录音录像首先解决的是录像的起始和终止的时间点。如果是收集言词证据,应当以调查人员宣布讯问、询问为始,至声明讯问、询问结束为止,不仅要包含讯问、询问的全过程,还包含告知被取证者权利义务的过程。如果是搜查、查封、扣押等获取实物证据的取证行为,自到达搜查证等指定的地点开展搜查、查封、扣押活动时开始,至该活动结束时停止。

3 中继器的主流程设计

应用软件是基于Android系统智能手机的第三方处理软件.软件利用手机自身蓝牙功能实现与中继器中蓝牙模块的配对连接,建立无线通信通道用于数据传输.功能设计上,参照实际运用需要,设计了对接收到的数据的显示功能,数据转存、数据删除、网络连接等多种功能,满足不同的使用要求.

  

图3 蓝牙模块电路图Fig.3 Diagram of Bluetooth module circuit

  

图4 系统总流程图Fig.4 Flowchart of System

4 手机应用软件设计

4.1 数据处理流程

应用软件的数据处理流程如图5所示,在进行数据传输时,首先进行通道的建立连接.建立通道之后即可进行数据传输.软件即时地将接收到的数据显示在手机上,同时与数据库的数据进行校对,此时分为两种情况:即数据存在和数据不存在,故把软件设计为两种工作模式.在数据匹配的情况下,软件自动进行数据的转存,而在数据不匹配的情况下,通过设计某些按键的特定功能,来实现对数据的转存等处理.最后不管是手动模式还是自动模式,在转存完每次接收到的数据之后都会将当前显示的数据清空,以便进行下一次数据传输.

4.2 主界面设计

由于系统软件需要有蓝牙无线通信、数据显示、转存、删除数据等功能,因此手机应用软件用户主界面可分为两个区:显示区和按键区.其中显示区可分为两个部分:与中继器连接状态显示和接收数据显示.按键区设计六个功能按键:转存数据、清空数据、网络链接、删除数据 、数据录入和手动校对,如图6所示.

通过Button语句可以生成按键,语句Button bt1= (Button)findViewById(R.id.button1)根据按键布局中的ID属性对按键进行设置和监控[6-7].此类函数具体执行什么功能可以根据开发需要进行设计.当按键被操作时,软件会根据ID调用所定义的类函数.该设置的ID指向一个TextView控件,软件就可以获取TextView控件中的内容.使用语句TextView et=(TextView)findViewById(R.id.et1)可以实现通过访问控件ID来获取数据.若需要清空数据,需先获取TextView控件的内容,再把该数据设置为空,相当于初始化.另外,软件编码设计中数据的校对也是一大重点.要对传输的数据进行校对,首先要做的也是获取显示框的内容,然后再把获取的数据跟录入的数据进行匹配,根据匹配结果执行不同操作.自动转存和手动转存两种模式进行校对的方法大同小异,程序编写方法类似,都是通过获取TextView控件的内容,再与录入的数据进行匹配,根据结果做出不同的处理.

将数据纳入SPSS21.0统计软件中进行分析,计量资料比较采用t检验,并以(±s)表示,若(P<0.05)则差异显著,有统计学意义。

  

图5 数据处理流程图Fig.5 FlowchartofDataProcessing图6 用户主界面Fig.6 DiagramofUI

5 结论

本文从实际应用出发,结合数据传输速度、传输距离、功能、设计成本等多方面因素,利用单片机、RFID、蓝牙技术、Android系统、Java编程语言设计了物联网RFID中继系统,实现对物流与供应链管理做到快捷安全的处理,避免出现人为性的错误,提高了劳动利用率,同时减少了成本的消耗.

参考文献

[1] 陈彩华,张应征.基于射频识别的危险品物流智能决策系统研究[J].绵阳师范学院学报,2016,35(2):79-82.

[2] 何珍.RFID技术应用的优势及面临的问题[J].中国高新技术企业,2015(20):52-53.

[3] 郭星香,周斌,史玉敏.浅析RFID技术及其应用[J].设备管理与维修,2016(11):117-119.

[4] 彭玉芳.RFID技术及在国内外的应用[J].中国无线电,2010(3):48-50.

[5] 朱晓林.基于射频识别的嵌入式门禁系统设计[D].天津:河北工业大学,2012.

[6] 王平根,刘庆梁.基于JSP+SQL+Android开发技术的校园通APP[J].科技视界,2016(20):73-73.

[7] 肇宇飞,娄宝文,王翔.基于Android开发的车联网APP设计[J].山东工业技术,2016(18):134-134.

 
彭井花,吴伟伟
《绵阳师范学院学报》2018年第05期文献

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