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实训系列-物理网智能物流教学实训系统
来源: 本站   发布时间: 2014-5-14  浏览次数: 26401
     实训系列-物理网智能物流教学实训系统    型号:SX-WL   

产品简介

   

物联网智能物流实训系统,面向现代仓储物流应用推出的系列物联网实训产品之一。该系统结合嵌入式系统、自动识别技术、无线传感网、数据仓库与数据挖掘以及多种集成智能化技术,以仓储物流管理为核心,实现物流过程中存储、运输、追溯等环节的一体化和智能物流系统的层次化与信息化。

通过该实训系统使学生加深对物联网及传感器网络的了解与认知,实现对现代物流技术发展趋势的把握。同时通过该系统可以让学生熟悉物流系统相关项目的开发,完成从具体基础知识点到综合应用的提高。整个实训系统具有标准接口,可供师生进行二次开发,从而提高实训的可扩展性。

系统框图

智能物流实训系统主要由仓储管理单元、车载移动单元和远程客户端单元三个子系统模块构成。

系统拓扑图

系统功能

l          仓储安全:基于无线传感网实现仓储环境监测、安全报警;可实时监测仓库内温度、湿度、光照度、火警、非法入侵等,对仓库货物进行全方位存储环境监控,系统具有预警模式,可实现异常环境本地警报和远程短信息报警功能;

l          货物管理:利用射频技术与传感网实现智能出入库、盘库管理;系统采用RFID电子标签对货物进行信息录入、识别与管理,实现货物检验、分类、入库、出库、结算与货存管理一整套仓储流程,贴近实际、教学生动;

l          物件定位:货物信息查询与定位,数据统计,智能决断;系统利用无线传感网与RFID识别定位技术相结合,实现货物智能感知与定位,通过无线托盘上的RFID对货物的电子标签进行信息读取,并自动将托盘位置与货物信息通过无线网络传输给仓储信息管理平台,具有库存管理、缺货提醒、数据报表决策等功能;

l          运输安全:系统通过移动车辆车厢装载的无线传感网实现对货物运输途中的状态检测,如货物倾斜、掉落、车厢震动等状态感知,对危险物品及特殊物资的运输及道路环境进行跟踪和保护;

l          物流追溯:货物运输行径跟踪,信息追溯;系统可提供货物生产、仓储、运输、到付等信息的跟踪与查询,实现货物信息溯源,全程皆可实现远程监控与访问;

l          人员管理:利用射频技术、生物指纹技术实现仓库人员管理与身份认证;对工作人员通过指纹、电子标签进行身份、操作权限认证以及考勤管理;

l          远程访问:远程信息查询、跟踪与定位;系统提供多种访问方式,包括本地局域网、远程互联网、移动手持设备应用客户端访问;

系统配件

项目

子项目

名称

数量

硬件平台

智能仓储单元

仓库温湿度传感器

1

仓库光照检测传感器

1

仓库可燃气监测传感器

1

仓库人体检测传感器

1

仓库声光报警模块

1

仓库视频摄像机

1

货物定位模块

4

指纹验证模块

1

RFID读写器

1

电子标签

20

ZigBee无线通讯模块

13

GSM/GPRS通讯模块

1

无线路由

1

WIFI模块

1

仓储信息综合管理平台

1

货物车辆移动单元

车厢温湿度检测传感器

1

车厢震动检测传感器

1

货物倾斜检测传感器

1

物流定位模块

1

物流追溯模块

3

ZigBee无线通讯模块

8

WIFI模块

1

车载移动信息处理平台

1

软件资源

智能物流实训系统综合管理软件

1

移动终端客户端软件

1

智能物流实训课程实验体系

1

系统配件参数

名称

型号

参数

数量(单位)

备注说明

智能控制器

处理器:

CPUSamsung S5PV210Cortex-A8,主频为1GHz,内置PowerVR SGX540高性能图形引擎,支持流畅的2D/3D图形加速,最高可支持1080p@30fps硬件解码视频流畅播放,格式可为MPEG4H.263H.264

DDR2内存:1GMB32bit数据总线,运行频率:200MHz

SLC NAND Flash1GB

外设接口:

LCD液晶和触摸屏:7TFT LCD,电阻式触摸屏,支持校准,预留电容屏接口

RJ45网口:1DM9000AEP网卡,10/100M自适应

TV-OUT视频输出 1TVOUT视频输出接口

AV-IN视频输入:1AV视频输入接口,可直接连CCD摄像头

UART串口:2DB9 RS232串口接口,引出4TTL UART接口

USB接口:2USB Host2.0接口,1MiniUSB Slave2.0接口

音频输入输出:13.5mm立体声音频输出接口,1路麦克风输入

SD卡接口:1路标准SD卡插座

HDMI接口:1HDMI输出接口

RS485总线:1RS485接口

I2C总线 1I2CEEPROM(256Byte)芯片,用于测试,预留1I2C接口

SPI总线 1SPI总线连接数码管,1路连接CAN1SPI接口引出

CAN总线:1CAN总线接口

ADC输入:1路连接可调电阻

PWM蜂鸣器:1PWM蜂鸣器

CMOS Camera1CMOS高清摄像头接口

中断按键:8个中断按键,用于用户输入控制

LED灯:5LED灯,用于测试

RTC时钟:1RTC时钟备份

板载WIFI接口:1SDIO接口,用于连接WIFI模块

板载GPRS接口:1路板载GPRS通讯模块接口

板载3G模块接口:1MiniPCIe3G模块接口

2

无线路由

品牌:TP-Link/普联技术

TP-Link型号:TL-WR842N

路由器类型:无线

无线传输速度:300M

有线传输率:10/100Mbps

无线传输速率:300Mbps

网络标准:802.11b802.11g802.11n

无线网络支持频率:2.4G

内置防火墙:

WDS支持

WPS支持

无线天线:不可拆

1

WIFI模块

模块功能:实现控制器接入WiFi网络

工作电压:3.3V

技术性能:内置无线网络协议IEEE802.11协议栈以及TCP/IP协议栈

接口:SDIO接口

2

温湿度环境检测传感器

模块功能:检测仓库和车厢温度和湿度的数据变化

处理器:STM8S

数据值:数字量

工作电压:3.3V

温度量程:-40~80

湿度分辨率:0.1%RH16bits

温度分辨率:0.116bits

互换性:完全互换性

接口:UART(TTL电平)

2

光照检测传感器

模块功能:判断光照强度

处理器:STM8S

工作最电压:3.3V

环境温度:-30~70

耐光性:18KΩ~2.0MΩ

光谱峰值:540nm

接口:UART(TTL电平)

1

可燃气体检测传感器

模块功能:判断是否有可燃气体。

处理器:STM8S

工作电压:5V

测试浓度:300~10000ppm

预热温度:100±20

接口:UART(TTL电平)

1

人体检测传感器

模块功能:人体入侵检测功能

处理器:STM8S

感应角度:<100度锥角

感应距离:7以内

电平输出:3.3V/0V

触发方式:L不可重复触发/H重复触发

延时时间:5S(默认)可制作范围零点几秒~几十分钟

封锁时间:2.5S(默认)可制作范围零点几秒~几十秒

工作温度:-15~70

接口:UART(TTL电平)

1

声光报警模块

模块功能:蜂鸣器、LED警报输出控制

处理器:STM8S

工作电压:5V

接口:UART(TTL电平)

1

视频摄像机

模块功能:监控摄像

工作电压:12V

镜头:彩色1/4SHARP

成像器件:CCD

视频参数:420线

技术性能:6mmMTV小镜头,红外距离2530颗φ5红外灯

接口:通过视频线可以与控制器AVIN接口直接相连

1

RFID读写器

模块功能:货物定位,发卡,物流追溯

处理器:STM8S处理器和+MFRC531

工作电压:5V

工作频率:13.56MHz

协议规范:ISO14443A/BMIFARE经典协议

检测范围:<10cm

上位机接口:UART(TTL电平)

7

指纹验证模块

模块功能:指纹录入、存储搜索、匹配等功能

芯片组:射频式DSP芯片

供电电压:DC3.6~6.0V/直供5V

上位机接口:UART(TTL逻辑电平)

存储容量:162枚,可扩充

耐用次数:100万次

录入时间:<0.5S

搜索时间:<1S

识别精度:认假率:<0.008%;拒真率:<0.005%

安全等级:5

1

IC电子标签

模块功能:模拟停车卡

工作频率:13.56MHz

协议规范:ISO14443A/BMIFARE经典协议

存储容量:1KbEEPROM

20

Zigbee无线模块

模块功能:实现传感器和控制器之间的信息传递

处理器:CC2530

工作电压:5V

规范:IEEE802.15.4ZigBee2007/PRO

传递范围:<70m
接口:UART(TTL电平)

21

Zigbee以组网的方式,实现信息传递

GSM/GPRS通讯模块

模块功能:语音业务,短信业务,彩信业务,上网业务。

单独带有32ARMMCU可脱离上位机单独使用,可连接平台配套传感器模块使用

处理器:STM32F+SIM900A

工作电压:3.2~4.8V

工作频段:EGSM900DCS1800

发射功率:Class4(2W)EGSM900

Class1(1W)DCS1800

GPRS等级:GPRSmulti-slotclass10GPRSmobilestationclassB

Class10:下行85.6kbps,上行42.8kbps

编码方案:CS1234;支持通常用于PPP连接的PAP协议;内嵌TCP/IP协议;

支持分组广播控制信道(PBCCH);支持非结构化补充数据业务(USSD)

短信规格:点对点MOMTSMS小区广播,文本和PDU模式

接口:UART(TTL电平)

1

车厢震动检测传感器

模块功能:判断是否有震动

处理器:STM8S

工作电压:3.3V

类型:弹簧类

方向性:任何方向

接口:UART(TTL电平)

1

陀螺仪传感器

模块功能:实时测试倾斜度

处理器:STM8S

工作电压:3.3V

运作电流:5mA

角速度全格感测范围:±250、±500、±1000与±2000°(dps)

加速度范围:±2、±4、±8、±16g

使用温度:-40~80

存储温度:-40~80

接口:UART(TTL电平)

1

物流定位模块

实现功能:车辆地理位置信息和时间数据获取与处理

工作电压:2.7~3.6V

SBAS系统:WAASEGNOSMSAS

GAGAN

编码协议:GPSL1频率,C/A码;支持NMEA-0183SiRF协议

定位精度:Auto<2.5mSBAS<2m

定时精度:RMS30ns99%<60ns

极限速度:500m/s

更新速度:<4Hz

接收器类型:50个通道卫星接收功能,200万个以上的相关系引擎,可同步追踪GPS

及伽俐略导航卫星信号,支持AssistNowOnlineAssistNowOffline

A-GPS服务

接口:UART(TTL电平)

1

部分实验目录清单

第一章. 实验环境与软件工具    

1.1开发平台简介  

1.2 Windows系统开发环境    

1.3 Linux系统开发环境 

第二章. 智能传感器模块部分   

实验一. 光照检测感器  

实验二. 温湿度传感器  

实验三. 人体检测传感器

实验四. 可燃气体检测传感器 

实验五. 声光报警检测传感器

实验六. 加速度传感器

实验七. 陀螺仪传感器

第三章. 无线通讯模块部分 

实验一. LED灯的控制实验    

实验二. 定时器实验

实验三. A/D转换实验   

实验四. ZigBee开发入门

实验五. ZigBee组网实验

实验六. PC机串口控制ZigBee实验

实验七. 基于ZigBee的无线传感器网络实验  

实验八. 基于ZigBee的无线透传实验   

实验九. RFID识别、读卡、写卡实验

实验十. RFID电子钱包应用实验

第四章. 基础应用实验 

实验一. 实验环境使用入门   

实验二. 多线程程序设计

实验三. 串口程序设计  

实验四. Socket网络编程

实验五. 嵌入式SQLite应用  

实验六. 嵌入式WebServer移植    

第五章. 基于Qt的GUI实验

实验一. 搭建本机Qt开发环境

实验二. 基于QtDesigner的程序设计   

实验三. 搭建Qt/Embedded ARM环境

第六章. 底层系统构建实验 

实验一. Linux核裁剪与编译

实验二. 构建根文件系统

第七章. 设备底层驱动实验 

实验一. 内核驱动入门  

实验二. 按键中断驱动及控制 

实验三. PWM蜂鸣器驱动及控制

实验四. ADC驱动及采样 

实验五. LCD设备驱动及控制  

实验六. SD卡接口实验  

实验七. U盘接口使用   

综合项目实训部分

1 智能物流系统之仓储环境监控实训

2 智能物流系统之视频监控与远程访问实训

3 智能物流系统之WEB远程服务器监控实训

4 智能物流系统之库管人员管理实训

5 智能物流系统之货物数据库管理实训

6 智能物流系统之货物管理操作实训

7 智能物流系统之货物智能决策实训

8 智能物流系统之货物追溯查询实训

9 智能物流系统之GSM/GPRS短信息控制实训

10 智能物流系统之Android手持设备应用客户端访问实训

11 智能物流系统之综合演示功能实训

附录 系统部分功能及操作说明

一.仓储管理平台部分

1.       仓储环境

系统启动后默认进入仓储环境监控界面:

可以查看到光照、仓库温湿度、可燃气体、人体检测、声光报警等的模块状态及位置信息。如果某些传感器没有显示,可按下ZigBee节点上面的reset复位按键进行复位。

按下“视频”按钮,可以切换到视频监控界面:

2.       车厢环境

点击“车厢环境”按钮进入物流运输移动平台车厢环境监控的页面:

当物流移动平台客户端登录到服务器时,此界面会显示车辆ID号,然后点击列表框选“环境检测”,然后点“查询”,可以查看到车厢内部环境监控信息,界面如上;当选“GPS定位”时,可以看到车辆GPS定位信息,界面如下:

注意:GPS模块天线一般放到室外,否则可能信号不好(上图中就没有定位到数据,注意一定要将GPS天线放到室外才能接收到正常的定位数据)

3.       库存管理

点击“库存管理”按钮进入库存操作界面,可以进行“下生产订单”、“收货发卡”、“入库”、“提交出库单”、“出库”等操作,对应这些操作也可以以报表的形式进行查看,界面如下:

l         下生产单

点击复选框,选择要生产的物品及数量,然后点“提交生产单”,提交信息,将显示提交成功的生产订单号,如界面中生产订单号为2

l         收货发卡

当物品生产完毕,首先要进行收货并对每个物品配发各自的标签,其发卡操作需要用到系统中的发卡读写器。选择刚刚提交的生产单号,然后选中要发货的物品(选中一行),将标签放到发卡读写器上,然后点击“发卡”按钮进行发卡,当此行物品显示“已发卡”状态时,表示发卡完毕。当然对于没有提交订单的物品也可以通过“无单物品发卡”进行发卡。

l         入库

当物品收货发卡完毕,接着要讲物品入库,其入库操作需要用到系统中的入库读写器。选择刚刚提交的生产单号,将刚刚发卡后的标签放到入库读写器上,当物品显示“已入库”状态时,表示成功入库。当然对于没有提交订单的物品也可以通过“随机入库”进行入库。

l         货位信息

对入库的物品标签,可以放到不同的托盘读写器上存放,在此界面可以方便的查看到哪些货位没有存放物品,方便用户进行物品的存放。

l         提交出库单

库存的物品及其数量都会显示在此界面,库存不足的物品灰色显示。选中要出库的物品及数量点击“提交出库单”,提交成功将显示出库单号。

l         出库信息

点击要相应的出库单号,将对应的物品标签,放到出库读写器上进行出库,当界面上显示“已出库”时,表示成功出库。

对于上面的操作结果,可以以报表的方式查看,点击下面的“查询生产单”、“查询发卡信息”、“查询入库信息”等等即可。

4.       物流定位

出库的物品要经过配送车辆运输才能到达用户的手中,此部分需要物流运输移动平台客户端连接到服务器上,然后才能进行此部分操作(连接方法参见物流运输移动平台部分文档说明)

连接好以后,将出库的物品标签依次经过配送中心0、配送中心1、配送中心2 RFID读写器,此时在此界面上可以看到经过配送中心时的时间等信息。同时可以按配送中心、物品、出库单号进行查询,也可以看到配送中心状态信息。

5.       货物追溯

可以追溯到物品生产过程中的发卡、入库、出库等信息,也可以追溯到物流配送信息等,界面如下:

6.       系统设置

切换到系统设置界面可以进行网络、报警电话、报警条件、GPRS报警信息查看、指纹录入、考勤等设置工作。界面如下:

l         网络设置

输入相应的IP地址等网络信息,可以更改平台的网络设置(默认IP192.168.1.235)。设置完后,点保存,设置信息将存到数据库中。可以设置有线、无线网络IP,默认无线有效。

l         电话设置

可以设置报警手机号码,本地手机号码为放入GPRS模块中SIM卡的手机号(插卡时请注意先把GPRS模块断电,否则容易烧卡)。只有插上卡,同时设置了报警电话,才能向报警电话上发送报警短信。

l         报警设置

点击“关闭短信报警”时,不会进行短信报警;点击“开启短信报警”,将开启短信报警。

报警的传感器,通过设置“报警条件设置”,如选中湿度复选框,点击“保存设置”,此时,只要湿度传感器超限,将会向报警电话号码发送报警短信。注意一定要点击“保存设置”设置才生效。

l         GPRS信息

可以查看短信控制记录,也可以查看报警短信记录。短信控制格式:

声光报警

打开声光报警

关闭声光报警

l         指纹录入

切换到指纹录入界面,输入用户名,选好头像,点击“开始录入”进行指纹录入,为四次录入。(注意:进行指纹录入时,请按照模块上面指示的方向进行刷指纹)

l         考勤

指纹录入成功后,点击进入考勤系统,可以刷取指纹进行考勤登记,界面如下:

l         恢复出厂设置

可以点击相应的复选框,恢复“报警电话”、“网络设置”、“指纹登记”、“物流信息”等信息。

 


二.物流运输移动车辆平台部分

n       车厢环境

物流运输移动车辆平台上电后,默认进入车厢环境界面,其主要对车厢内部环境进行检测,如温湿度、车辆倾斜(陀螺仪)、物品掉落(加速度)等,并能通过声光报警模块进行异常报警。界面如下:

n       GPS定位

点击“GPS定位”按钮进入车辆GPS定位监控界面,可实时显示GPS定位信息,界面如下:

注意:GPS模块天线一般放到室外,否则可能信号不好(上图中就没有定位到数据,注意一定要将GPS天线放到室外才能接收到正常的定位数据)

n       物流定位

点击“物流定位”按钮进入车辆物流监控界面,可实时显示经过配送中心的物品的信息。说明:进行此界面操作之前,请先进入“系统设置”->登录仓储管理平台远程服务器,然后在进行下面的操作:

n       系统设置

切换到系统设置界面可以进行网络、报警电话、报警设置、GPRS信息、服务器、出厂设置等设置。界面如下:

l          网络设置

输入相应的IP地址等网络信息,可以更改平台的网络设置(默认IP192.168.1.236)。设置完后,点保存,将存到数据库中。可以设置有线、无线网络IP,默认无线有效。

l          电话设置

 

可以设置报警手机号码,本地手机号码为放入GPRS模块中SIM卡的手机号(插卡时请注意先把GPRS模块断电,否则容易烧卡)。只有插上卡,同时设置了报警电话,才能向报警电话上发送报警短信。

l          报警设置

点击“关闭短信报警”时,不会进行短信报警;点击“开启短信报警”,将开启短信报警。

报警的传感器,通过设置“报警条件设置”,如选中湿度复选框,点击“保存设置”,此时,只要湿度传感器超限,将会向报警电话号码发送报警短信。注意一定要点击“保存设置”设置才生效。

l          GPRS信息

可以查看短信控制记录,也可以查看报警短信记录。短信控制格式:

声光报警

打开声光报警

关闭声光报警

l          服务器

填写仓储管理平台服务器IP(默认道路传感网平台IP地址为192.168.1.235,可查看仓储管理平台系统设置部分得到),点击“连接”按钮连接仓储管理平台(必须先确保仓储管理平台已经上电),当提示已成功连接时,OK

l          恢复出厂设置

可以点击相应的复选框,恢复“报警电话”、“网络设置”、“服务器IP”、“物流信息”等信息。

. 手持设备远程访问

1.启动智能物流实训系统Android客户端

软件安装成功后,首先打开设备的WIFI连接(需连接IOT-ILS无线热点,密码cyb123456)成功后,然后在Android设备下找到“智能物流”软件,点击即可运行,如图3.1所示:

 

2.登录、连接服务器

软件运行后,首先进入登陆界面(如图3.2),登陆界面的主要功能是:建立客户端与服务端的Socket连接。

操作方法:用户通过在IP和端口号编辑栏中设置要连接到的服务端的IP和端口号(默认服务器IP192.168.1.235,端口号:8683),设置完成后点击登陆按钮。

3.程序功能主界面

登录成功后,默认进入主界面,如图3.3所示。分为仓储环境、车厢环境、库存订单、视频监控、物流查询和软件设置6个选项。

3.3 主界面


4.仓储环境界面

该界面的主要功能为:以列表的形式动态实时显示仓储位置传感器的信息,对于可控传感器,可点击对应列表项右边的打开关闭按钮实现对传感器的控制,如图3.4所示:

3.4 仓储环境界面

5.车厢环境界面

该界面主要功能为:左侧车辆列表显示连接到服务器端的车辆号(可有多辆车的情况)。点击相应车辆号在右侧会显示该车辆的详细信息(车厢环境及GPS数据等实时信息)

3.5 车厢环境界面

 视频监控界面

该界面的主要功能为:实时接收并显示服务器端摄像头的视频监控画面,实现客户端对物流仓库的远程监控。如图3.7所示:

3.7视频监控界面


6.物流查询界面

该界面实现的功能为:

1.点击我的订单按钮会弹出客户端已下订单详情的下拉列表框。如图3.8.1所示。在该列表中点击相应订单号会在该界面中以列表的形式显示该订单的信息,如图3.8.2所示。

    2.也可以在上方右侧的查询框中输入4位订单号来进行查询(支持手机端订单号和本地订单号)。订单信息也已列表形式显示,如图3.8.3所示。点击该订单列表项后会弹出该订单的详细信息对话框,如图3.8.4所示。

    软件设置界面

该界面的主要功能为:设置客户端登录服务器端时用到的IP地址和端口号信息(下次登录软件时登录界面的文本框信息会进行更新),设置获取服务器端视频监控的URL地址。

如图3.9.1- 3.9.3所示:

  

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