贵重物品储运过程信息获取技术研究

发布时间：2017-09-30 04:04

  本文关键词：贵重物品储运过程信息获取技术研究

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【摘要】：贵重物品在储运过程中受到的多种环境因素影响是造成贵重物品性能降低甚至损坏的重要原因,如温湿度的变化过大,发生跌落或碰撞冲击,复杂的电磁环境等。因此,及时、准确地了解贵重物品的储运状态,监测贵重物品的储运环境,获取贵重物品的储运过程信息,有助于分析发生物流事故的机理,以及提高物流运输的可靠性和质量监控水平。针对贵重物品的储运环境,本文设计了一种微体积、低功耗、智能触发、可长时间稳定工作的智能标签。智能标签是基于ARM Cortex-M4内核的STM32F407VGT6微处理器设计的,采用多种I2C通信的数字传感芯片完成贵重物品在储运过程中信息的获取,采用FLASH和SD卡两种大容量的存储介质进行数据的存储,采用红外传输的方式与外部手持设备进行通信。智能标签设有休眠唤醒机制,其中包括四种休眠唤醒方式,同时还设有报警电路,以对任何发生的意外情况进行报警处理。在分析并解决了微型化、低功耗、智能化和长期稳定供电的关键性技术的基础上,本文首先对智能标签的结构进行了设计,并对智能标签的壳体进行了抗冲击性的ANSYS有限元仿真与分析;其次,对智能标签的硬件电路进行了设计,并详细介绍了各功能电路的元器件选择和电路构造,且完成了智能标签的PCB设计;然后,对智能标签的软件进行了设计,并详细介绍了各程序的流程设计和实现过程。最后,对智能标签进行了试验测试,并根据试验测试的结果进行了详细的分析和总结。
【关键词】：储运过程信息 智能标签 ARM ANSYS
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP274.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.1.1 课题研究背景10-11
• 1.1.2 课题研究意义11
• 1.2 储运过程信息记录设备的研究现状及发展趋势11-14
• 1.2.1 储运过程信息记录设备的研究现状11-13
• 1.2.2 储运过程信息记录设备的发展趋势13-14
• 1.3 本文的主要内容和结构14-15
• 2 关键性技术以及解决方案15-26
• 2.1 贵重物品储运过程信息获取技术的实现过程15-16
• 2.2 智能标签的总体设计方案16-18
• 2.3 智能标签的关键性技术18-19
• 2.3.1 微型化设计18
• 2.3.2 低功耗设计18
• 2.3.3 智能化设计18
• 2.3.4 长期稳定供电设计18-19
• 2.4 相关技术设计的解决方案19-24
• 2.4.1 微型化设计解决方案19-20
• 2.4.2 低功耗设计解决方案20-23
• 2.4.3 智能化设计解决方案23
• 2.4.4 长期稳定供电设计解决方案23-24
• 2.5 本章小结24-26
• 3 智能标签的结构设计与抗冲击性仿真分析26-34
• 3.1 智能标签的结构设计26
• 3.2 抗冲击性仿真与分析26-33
• 3.2.1 壳体材料27
• 3.2.2 仿真模型27-28
• 3.2.3 仿真结果与分析28-33
• 3.3 本章小结33-34
• 4 智能标签的硬件电路设计34-54
• 4.1 主控电路设计34-36
• 4.1.1 主控芯片介绍34-35
• 4.1.2 主控ARM最小系统设计35-36
• 4.2 环境参数采集电路设计36-41
• 4.2.1 温湿度采集电路设计36-38
• 4.2.2 三轴振动、冲击加速度采集电路设计38-40
• 4.2.3 磁场强度采集电路设计40-41
• 4.3 运动感知触发电路设计41-43
• 4.4 实时时钟电路设计43
• 4.5 报警电路设计43-45
• 4.6 存储电路设计45-47
• 4.6.1 FLASH存储电路设计46
• 4.6.2 SD卡存储电路设计46-47
• 4.7 电源管理电路设计47-48
• 4.8 电池电量监测电路设计48-49
• 4.9 红外通信电路设计49-50
• 4.10智能标签的PCB设计50-52
• 4.10.1 PCB设计的基本原则50-52
• 4.10.2 智能标签的PCB设计52
• 4.11本章小结52-54
• 5 智能标签的软件设计与试验测试分析54-64
• 5.1 智能标签的软件设计54-58
• 5.1.1 主程序设计54-55
• 5.1.2 定时中断子程序设计55
• 5.1.3 运动感知触发中断子程序设计55-56
• 5.1.4 红外通信中断子程序设计56-57
• 5.1.5 欠电压中断子程序设计57-58
• 5.2 试验测试结果与分析58-63
• 5.2.1 第一次试验与试验数据58-60
• 5.2.2 第二次试验与试验数据60-62
• 5.2.3 试验数据分析62-63
• 5.3 本章小结63-64
• 6 总结与展望64-66
• 6.1 全文总结64
• 6.2 创新点和不足64-65
• 6.3 展望65-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果70-71
• 致谢71-72

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本文编号：946005