基于ZigBee与GPRS的冷链物流监控系统设计与开发

发布时间：2017-06-07 03:01

  本文关键词：基于ZigBee与GPRS的冷链物流监控系统设计与开发，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：肉品质量安全与人们的健康息息相关,而在冷鲜肉运输过程中,由于冷藏条件相对薄弱,极易发生肉品温度控制不当而导致变质的情况。因此,研究冷链物流监控系统,实现冷链过程中肉品环境的实时监控,对保障肉品质量安全具有重要意义。本文在分析总结冷链物流系统发展概况及其关键技术的基础上,根据系统应用需求,综合运用Zig Bee无线传感网络技术、GPRS无线通信技术及嵌入式控制技术等物联网相关技术,设计构建了包括监控中心、车载控制单元和WSN的冷链物流监控系统总体结构,进行了系统的数据流分析和功能设计,并制定了车载控制单元设计方案,实现对冷链物流过程中肉品环境的实时监控,以便及时采取措施保证冷鲜肉的新鲜程度。在此基础上,本文设计开发了冷链物流监控系统的硬件平台,主要设计了车载控制单元的硬件电路,包括GPRS无线通信模块、Zig Bee节点模块、嵌入式ARM主控模块电路及其相关接口电路。通过PCB布线、焊接,完成了系统控制板的制作和搭建,为整个监控系统提供运行平台。在完成系统硬件开发与实现的基础上,针对冷链物流监控系统功能需求,规划了软件总体架构。通过对各组成部分的应用软件进行设计与开发,实现了GPRS网络传输、Zig Bee无线传感器网络数据采集、数据库管理操作以及环境数据显示等功能,达到对冷链物流过程实时监控的目的。为了使用户能够以组态的形式进行监控中心界面搭建,本文开发了监控组态软件,对其各模块进行了详细设计,包括画面组态系统、通信组态系统及数据管理模块。以本文开发的软硬件系统为核心,搭建了冷链物流监控系统测试平台,并通过实验对系统各项功能进行了联调测试,验证了环境数据实时采集、显示、GPRS远程传输及监控中心数据存储等功能的正确性,表明本文开发的监控系统能够实现系统设计目标。
【关键词】：ZigBee GPRS 监控系统 冷链物流
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP277;TN92;TN929.532
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 课题的研究背景和意义12
• 1.2 冷链物流发展概况12-15
• 1.2.1 国外冷链物流发展概况13
• 1.2.2 国内冷链物流发展概况13-15
• 1.3 冷链物流关键技术15-17
• 1.3.1 无线传感器网络15-16
• 1.3.2 无线通信技术16-17
• 1.4 本文内容安排17-18
• 第二章 冷链物流监控系统总体设计18-24
• 2.1 系统需求分析18-19
• 2.2 监控系统总体结构与功能19-21
• 2.2.1 系统总体结构19-20
• 2.2.2 监控系统功能20-21
• 2.3 监控系统的设计方案21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 监控系统硬件设计24-40
• 3.1 监控系统硬件总体结构24
• 3.2 车载控制单元硬件架构24-25
• 3.3 嵌入式主控系统25-31
• 3.3.1 电源电路27-28
• 3.3.2 复位电路28-29
• 3.3.3 JTAG调试接口29
• 3.3.4 LCD显示模块29-30
• 3.3.5 外部存储器模块30-31
• 3.4 GPRS通信模块31-35
• 3.4.1 通信模块芯片选择32
• 3.4.2 通信模块电路设计32-35
• 3.5 ZigBee节点模块35-37
• 3.5.1 节点芯片选择35-36
• 3.5.2 节点电路设计36-37
• 3.6 车载控制单元硬件总体37-39
• 3.7 本章小结39-40
• 第四章 系统应用软件设计40-61
• 4.1 系统软件总体规划40-41
• 4.2 嵌入式软件开发平台搭建41-43
• 4.2.1 嵌入式操作系统—Linux41-42
• 4.2.2 嵌入式操作系统移植42-43
• 4.3 基于Qt的嵌入式应用程序设计43-50
• 4.3.1 图形用户界面系统—Qt/Embedded43-44
• 4.3.2 应用程序开发环境搭建44-45
• 4.3.3 嵌入式系统GUI设计45-50
• 4.4 GPRS通信模块程序设计50-55
• 4.4.1 PPP拨号连网51-52
• 4.4.2 GPRS网络通信52-54
• 4.4.3 短信和通话功能的实现54-55
• 4.5 ZigBee模块软件设计55-57
• 4.5.1 ZigBee终端采集节点软件设计55-56
• 4.5.2 ZigBee协调器节点软件设计56-57
• 4.6 SQLite数据库设计57-60
• 4.6.1 SQLite的体系结构57-58
• 4.6.2 数据库功能的设计与实现58-59
• 4.6.3 SQLite数据库与Qt连接59-60
• 4.7 本章小结60-61
• 第五章 监控组态软件设计61-70
• 5.1 监控组态软件的总体架构61
• 5.2 画面组态系统的实现61-66
• 5.2.1 界面生成模块62-64
• 5.2.2 动画连接模块64-65
• 5.2.3 数据管理模块65-66
• 5.3 通信组态系统的实现66-68
• 5.3.1 串行通信的设计与实现66-67
• 5.3.2 TCP网络通信的设计与实现67-68
• 5.4 数据库管理功能的实现68-69
• 5.5 本章小结69-70
• 第六章 冷链物流监控系统测试70-75
• 6.1 系统测试平台构建70-71
• 6.2 环境数据采集功能测试71-72
• 6.3 数据暂存功能测试72-73
• 6.4 GPRS数据传输与监控中心功能测试73-74
• 6.5 本章小结74-75
• 第七章 总结与展望75-77
• 7.1 全文总结75
• 7.2 研究展望75-77
• 参考文献77-80
• 致谢80-81
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文81

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本文编号：428015