专利名称：一种基于rfid的车载货物监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及物流、通信、计算机与信息管理领域，尤其涉及一种基于RFID的 车载货物监控系统。
背景技术：
美国国家货物保安协会指出美国在供应链环节每年有总值150亿美元的货物被 盗，而且运输途中的货物最容易被盗。我国虽然缺少这方面的全国性统计数据，但据深圳市 物流与供应链管理协会统计，2009年该协会名下的物流企业在运输途中在高速公路上被盗 抢货物的价值超过前3年的总和，呈现出令人担忧的增长趋势。因此，提供一种方便高效的 车载货物监控系统和方法具有重要的意义。现有的车载货物监控方案存在使用不便、效率不高等问题。如发明专利“一种运输 车辆及货物信息的车载监控系统及监控方法”(中华人民共和国专利号CN200510011411. 1，
公开日期2005年10月5日)采用条形码对车载货物进行管理，而条形码存在易于污损的 缺点；且该专利提供的方案在货物装卸时需人工扫描条形码、效率不高，货物一旦丢失，不 能及时报警，也不容易及时确定所丢失的货物。又如发明专利“基于物流管理平台实现货物 实时跟踪监控的方法”(中华人民共和国专利号CN200710041614. 4，
公开日期2008年12月 10日)也采用条形码识别终端读取货物对应的条形码信息，实现货物跟踪监控。RFID (Radio Frequency Identification，无线射频识别)技术是 20 世纪 90 年 代开始逐渐兴起的一种具有多种优点的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象 并获取相关信息，可工作于各种恶劣环境，电子标签表面污损不影响使用。GPRS (General Packet Radio Service，通用无线分组业务)是一种无线分组交换技术，特别适用于间断 的、突发性的、远距离的数据传输。蓝牙技术是一种短距离的无线通信技术，能够有效地在 掌上电脑、笔记本电脑和手机等移动通信终端设备之间建立一种小型、经济及短距离的无 线通信链路。本实用新型将充分利用RFID技术、GPRS技术和蓝牙技术的优点，提出一种方便高 效的车载货物监控系统。
实用新型内容本实用新型提出一种基于RFID的车载货物监控系统，为物流企业和驾驶员提供 了一种实时、方便和高效的车载货物监控手段。本实用新型提出的基于RFID的车载货物监控系统(1)系统包括带多个感应天线的RFID读写器、车载手持终端和远程监控中心，具 有装货、监控和卸货三种工作模式。见图1。带多个感应天线的RFID读写器用于读取装车和离开车厢的货物的电子标签信息 以及自身的通信管理；车载手持终端用于管理货物装车、监控、卸车、报警和查询的有关信息，以及系统的工作模式切换、车载手持终端通信管理；远程监控中心用于车辆、驾驶员、客户、货物、运单等的信息管理，以及车载货物实 时监控管理和远程监控中心通信管理。其连接关系为带多个感应天线的RFID读写器与车载手持终端通过蓝牙或GPRS 无线连接，车载手持终端与远程监控中心通过GPRS无线连接。(2)带多个感应天线的RFID读写器由硬件和软件两个部分组成。1)带多感应天线的RFID读写器硬件包括多个感应天线、控制模块、读写模块、显 示模块、蓝牙模块和GPRS模块。见图2。多感应天线用于感应货物的电子标签；控制模块用于带多感应天线的RFID读写器的运行控制；读写模块用于读取多感应天线感应的货物的电子标签信息；显示模块用于显示带多感应天线的RFID读写器的运行信息；蓝牙模块和GPRS模块用于带多感应天线的RFID读写器与车载手持终端之间的通
fn °其连接关系为控制模块分别与多个感应天线、读写模块、显示模块、蓝牙模块和 GPRS模块连接；2)带多感应天线的RFID读写器软件包括操作系统、带多感应天线的RFID读写器 应用程序。带多感应天线的RFID读写器应用程序包括天线管理模块、电子标签读写管理模 块、显示管理模块和带多感应天线的RFID读写器通信管理模块。见图3。操作系统，采用嵌入式Linux操作系统，用于带多感应天线的RFID读写器的资源 管理和任务管理；天线管理模块，用于控制访问各感应天线的时间；电子标签读写管理模块，用于管理硬件部分的读写模块；显示管理模块管理硬件部分的显示模块；带多感应天线的RFID读写器通信管理模块，用于管理硬件部分的蓝牙模块和 GPRS模块与车载手持终端之间的通信。(3)车载手持终端由硬件和软件两个部分组成。1)车载手持终端硬件包括控制单元、存储单元、网络传输单元、显示单元、输入单 元、报警单元和电源管理单元。见图4。控制单元，采用基于ARM架构的CPU ；存储单元，由闪存、SDRAM以及外扩存储卡组成，其中，闪存用于存储操作系统及用 户应用程序，SDRAM作为系统运行内存，外扩存储卡用于存储数据；网络传输单元，支持蓝牙及GPRS两种通信方式，用于车载手持终端与带多感应天 线的RFID读写器、远程监控中心之间的通信；显示单元，用于显示车载手持终端操作和运行信息；输入单元，用于输入数据和控制指令；报警单元，用于提供声光和振动形式的报警信号；电源管理单元，为车载手持终端运行提供电源。其连接关系为控制单元分别与存储单元、网络传输单元、显示单元、输入单元、报警单元和电源管理单元连接。2)车载手持终端软件包括操作系统、嵌入式数据库和移动应用程序。见图5。操作系统，采用嵌入式Linux操作系统，用于车载手持终端资源管理和任务管理；嵌入式数据库，用于管理车载货物及监控信息；移动应用程序，包括装货管理模块、货物监控管理模块、卸货管理模块、报警管理 模块、查询管理模块、工作模式管理模块和车载手持终端通信管理模块。装货管理模块用于管理货物装车的有关信息；货物监控管理模块用于管理货物监控的有关信息；卸货管理模块用于管理货物卸车的有关信息；报警管理模块用于管理报警信息；查询管理模块用于查询装货、监控、卸货和报警等的信息；工作模式管理模块用于切换系统的工作模式，工作模式有三种装货模式、监控模 式和卸货模式；车载手持终端通信管理模块用于车载手持终端与远程监控中心的数据交换，以及 车载手持终端与带多感应天线的RFID读写器、远程监控中心之间的通信管理。(4)远程监控中心由硬件和管理软件两个部分组成。1)远程监控中心硬件包括数据服务器、应用服务器、工作站和计算机网络。见图 6。计算机网络把数据服务器、应用服务器和工作站连接起来。数据服务器是一台高性能计算机，其上运行关系数据库系统，为本实用新型的基 于RFID的车载货物监控系统提供数据库服务支持；应用服务器是一台高性能计算机，其上运行远程监控中心管理软件；工作站是一台个人计算机，由物流公司管理人员使用；物流公司管理人员通过 Internet浏览器使用远程监控中心管理软件的功能。2)远程监控中心管理软件包括车辆管理模块、驾驶员管理模块、客户管理模块、货 物管理模块、运单管理模块、车载货物实时监控管理模块和远程监控中心通信管理模块。见 图7。车辆管理模块，用于管理车辆信息；驾驶员管理模块，用于管理驾驶员信息；客户管理模块，用于管理发货人和收货人的信息；货物管理模块，用于管理货物信息；运单管理模块，用于管理运输任务单信息；车载货物实时监控管理模块，用于实时监控全部车辆的车载货物和监控信息管 理；远程监控中心通信管理模块，用于远程监控中心与车载手持终端之间的通信管理。(5)带多个感应天线的RFID读写器的多个感应天线布设在车厢内的货物的出入 口位置，使得所有货物在进出车厢时，其上的电子标签可以被至少一个感应天线探测到。(6)带多感应天线的RFID读写器与车载手持终端采用蓝牙或GPRS通信，通信方式 切换由带多感应天线的RFID读写器自行检测决定，近距离采用蓝牙通信，远距离则自动切
5换为GPRS通信。车载手持终端与远程监控中心通过GPRS通信。本实用新型的基于RFID的车载货物监控方法(1)通过车载手持终端的工作模式管理模块实现基于RFID的车载货物监控系统 的装货模式、监控模式及卸货模式三种工作模式的切换。(2)在装货模式下，带多个感应天线的RFID读写器通过安装在货物入口处的感应 天线自动读取装车货物的电子标签信息，并将读取的电子标签信息发送给车载手持终端， 车载手持终端将收到的电子标签信息存入嵌入式数据库；然后，车载手持终端从远程监控 中心读取货物的详细信息并存入车载手持终端的嵌入式数据库中。(3)在监控模式下，在多个感应天线的监控下，当货物因丢失或被盗而离开车厢 时，带多感应天线的RFID读写器立即将离开车厢的货物的电子标签信息发送给车载手持 终端，车载手持终端发出报警信号并及时通知远程监控中心。具体方法如下①带多感应天线的RFID读写器按照各感应天线的地址信息和访问时间访问各感 应天线，获取离开车厢的货物的电子标签信息，并自动发送至车载手持终端；②如果发现有货物离开车厢，车载手持终端启动报警模块，发出声光和振动报警 信号提醒驾驶员有货物丢失或被盗；③同时，车载手持终端将收到的相应货物的电子标签信息通过GPRS及时发送至 远程监控中心；④根据离开车厢的货物的电子标签信息，车载手持终端通过移动应用程序检索嵌 入式数据库获得丢失或被盗货物的详细信息，便于驾驶员及时清点货物并采取有关措施。(4)在卸货模式下，带多感应天线的RFID读写器自动读取电子标签信息，并发送 给车载手持终端，驾驶员用车载手持终端根据电子标签信息更新嵌入式数据库中对应货物 的卸货信息，车载手持终端将卸货信息发送到远程监控中心。
附图1为基于RFID的车载货物监控系统总体结构。附图2为带多个感应天线的RFID读写器硬件结构图。附图3为带多个感应天线的RFID读写器软件结构图。附图4为车载手持终端硬件结构图。附图5为车载手持终端软件结构图。附图6为远程监控中心硬件结构图。附图7为远程监控中心管理软件结构图。具体的实施方式本实用新型的基于RFID的车载货物监控系统的总体结构如图1所示。系统部署方式多个感应天线3布设在车厢1内的货物的出入口位置，使得所有货 物在进出车厢1时，其上的电子标签2可以被至少一个感应天线3探测到；带多感应天线的 RFID读写器4安装在车厢内或驾驶室内，带多感应天线的RFID读写器4与感应天线3采用 有线连接；车载手持终端5由驾驶员持有；远程监控中心6安装在物流企业指定的任何避 雨、GPRS通信信号和电力供应良好的办公场所；带多感应天线的RFID读写器4与车载手持终端5在近距离通过蓝牙7通信、远距离通过GPRS 8通信；车载手持终端5与远程监控中 心6通过GPRS 9通信。带多感应天线的RFID读写器实施方式如下带多感应天线的RFID读写器硬件的控制模块采用三星公司的32位ARM处理 器S3C2410A，读写模块采用Nordic公司的nRF2401芯片，蓝牙模块采用采用CSR公司的 BC358239A芯片，GPRS模块采用Wavecom公司的Q2403芯片，显示模块采用KS0108控制器、 128X32点阵LCD。各个感应天线与控制模块采用有线方式连接，读写模块读取多感应天线 感应的货物的电子标签信息，并传送至控制模块，控制模块处理后通过蓝牙或GPRS发送至 车载手持终端。带多感应天线的RFID读写器软件由操作系统、带多感应天线的RFID读写器应用 程序组成。带多感应天线的RFID读写器应用程序由天线管理模块、电子标签读写管理模 块、显示管理模块和带多感应天线的RFID读写器通信管理模块组成。操作系统，采用嵌入 式Linux操作系统，用于带多感应天线的RFID读写器的资源管理和任务管理；天线管理模 块，用于控制访问各感应天线的时间；电子标签读写管理模块，用于管理硬件部分的读写模 块；显示管理模块管理硬件部分的显示模块；带多感应天线的RFID读写器通信管理模块， 用于管理硬件部分的蓝牙模块和GPRS模块与车载手持终端之间的通信。车载手持终端的实施方式如下硬件由控制单元、存储单元、网络传输单元、显示单元、输入单元、报警单元和电源 管理单元组成。控制单元，采用三星公司的32位ARM处理器S3C2410A ；存储单元，由闪存、 SDRAM以及外扩存储卡组成，其中，闪存用于存储操作系统及用户应用程序，SDRAM作为系 统运行内存，外扩存储卡用于存储数据；网络传输单元，包括蓝牙模块和GPRS模块，支持蓝 牙及GPRS两种通信方式，用于与带多感应天线的RFID读写器、远程监控中心之间的通信， 蓝牙模块采用德州仪器的NL5500芯片，GPRS模块采用Wavecom公司的Q2403芯片；显示 单元，采用三星公司的LTE400WQ-F01的IXD，用于显示车载手持终端操作和运行信息；输 入单元，采用软键盘，用于输入数据和控制指令；报警单元，用于提供声光和振动形式的报 警信号，语音芯片采用广州市唯创科技有限公司的WTV010芯片、振动马达采用三星公司的 1030、发光报警装置采用发光二极管；电源管理单元，采用锂离子电池为车载手持终端运行 提供电源，并用软件方式管理电源。软件由操作系统、嵌入式数据库和移动应用程序组成。操作系统，采用嵌入式 Linux操作系统，用于车载手持终端资源管理和任务管理。嵌入式数据库，采用SQLLite， 用于管理车载货物及监控信息。移动应用程序，包括装货管理模块、货物监控管理模块、卸 货管理模块、报警管理模块、查询管理模块、工作模式管理模块和车载手持终端通信管理模 块。装货管理模块用于管理货物装车的有关信息，包括装车货物的电子标签信息、名称、型 号、规格、单位、数量、货物状态、装货日期、装货地点、计划卸货地点、计划卸货日期、发货 人、收货人；货物监控管理模块用于管理货物监控的有关信息，包括在监控模式下离开车厢 的货物的电子标签信息、名称、型号、规格、单位、数量、离开日期、离开地点、离开原因；卸货 管理模块用于管理货物卸车的有关信息，包括在卸货模式下离开车厢的货物的电子标签信 息、名称、型号、规格、单位、数量、实际卸货地点、实际卸货日期；报警管理模块用于管理报 警信息；查询管理模块用于查询装货、监控、卸货和报警等的信息；工作模式管理模块用于
7切换系统的工作模式，工作模式有三种装货模式、监控模式和卸货模式；车载手持终端通 信管理模块用于车载手持终端与远程监控中心的数据交换，以及车载手持终端与带多感应 天线的RFID读写器、远程监控中心之间的通信管理。远程监控中心的实施方式如下远程监控中心硬件由数据服务器、应用服务器、工作站和计算机网络等构成，用计 算机网络把数据服务器、应用服务器和工作站连接起来。数据服务器是一台高性能计算 机，其上安装Windows Server 2003或以上版本操作系统、SQLServer 2000或以上版本关 系数据库管理系统，为本实用新型的基于RFID的车载货物监控系统提供数据库服务支持。 应用服务器是一台高性能计算机，其上安装Windows Server 2003或以上版本操作系统、 J2EE服务器、远程监控中心管理软件。工作站是一台个人计算机，其上安装Windows XP或 以上版本操作系统及Internet浏览器，由物流公司管理人员使用；物流公司管理人员通过 Internet浏览器使用远程监控中心管理软件的功能。计算机网络是一个基于以太网的局域 网或广域网。远程监控中心管理软件基于浏览器/服务器模式、J2EE架构、Java语言开发，其功 能模块包括车辆管理模块、驾驶员管理模块、客户管理模块、货物管理模块、运单管理模块、 车载货物实时监控管理模块和远程监控中心通信管理模块。车辆管理模块，用于管理车辆 信息；驾驶员管理模块，用于管理驾驶员信息；客户管理模块，用于管理发货人和收货人的 信息；货物管理模块，用于管理货物信息；运单管理模块，用于管理运输任务单信息；车载 货物实时监控管理，用于实时监控全部车辆的车载货物和监控信息管理；远程监控中心通 信管理模块，用于远程监控中心与车载手持终端之间的通信管理。下面以一次货物的运输过程为例，介绍基于RFID的车载货物监控方法的实施方 式(1)在车载货物上粘贴RFID电子标签，货物的详细信息和对应的电子标签信息、 对应的运输任务单信息保存在远程监控中心数据库中。每辆车配备一台带多感应天线的 RFID读写器和一台车载手持终端。带多感应天线的RFID读写器安装在车厢内或驾驶室内； 多个感应天线布设在车厢内的货物的出入口位置，使得所有货物在进出车厢时、其上的电 子标签可以被至少一个感应天线探测到。车载手持终端由驾驶员持有。(2)装货前，通过车载手持终端将系统的工作模式设置为装货模式。在装货模式 下，带多感应天线的RFID读写器通过安装在货物入口处的感应天线自动读取装车货物的 电子标签信息，并将读取的电子标签信息发送给车载手持终端，车载手持终端将收到的电 子标签信息存入嵌入式数据库。带多感应天线的RFID读写器与车载手持终端之间通过蓝 牙或GPRS通信，通信方式切换由带多感应天线的RFID读写器自行检测决定，近距离采用蓝 牙，远距离则自动切换为GPRS。然后，车载手持终端从远程监控中心中读取货物的详细信息 并存入嵌入式数据库。(3)货物在运输途中，通过车载手持终端将系统的工作模式设置为监控模式。进入 监控模式后，在多个感应天线的监控下，当车载货物因丢失或被盗而离开车厢时，带多感应 天线的RFID读写器读取离开车厢的货物的电子标签信息，并通过蓝牙或GPRS将丢失或被 盗的货物的电子标签信息发送到车载手持终端；车载手持终端将收到的电子标签信息存入 嵌入式数据库，并启动报警模块，以声光和振动的形式报警；同时，通过GPRS将货物的电子标签信息及时发送到远程监控中心，远程监控中心通过管理软件保存有关信息并通知物流 公司相关管理人员。此时，驾驶员可根据丢失或被盗的货物的电子标签信息检索嵌入式数 据库，获得丢失或被盗货物的详细信息，以便驾驶员及时清点货物并采取补救措施。 (4)卸货前，通过车载手持终端将系统的工作模式设置为卸货模式。在卸货模式 下，带多感应天线的RFID读写器通过安装在出口处的感应天线自动读取卸车货物的电子 标签信息，并发送给车载手持终端，驾驶员用车载手持终端根据电子标签信息更新嵌入式 数据库中对应货物的卸货信息，车载手持终端将卸货信息发送到远程监控中心。
权利要求一种基于RFID的车载货物监控系统，其特征在于系统包括带多个感应天线的RFID读写器、车载手持终端和远程监控中心；带多个感应天线的RFID读写器用于读取装车和离开车厢的货物的电子标签信息以及自身的通信管理；车载手持终端用于管理货物装车、监控、卸车、报警和查询的有关信息，以及系统的工作模式切换、车载手持终端通信管理；远程监控中心用于车辆、驾驶员、客户、货物、运单等的信息管理，以及车载货物实时监控管理和远程监控中心通信管理；其连接关系为带多个感应天线的RFID读写器与车载手持终端通过蓝牙或GPRS无线连接，车载手持终端与远程监控中心通过GPRS无线连接。
2.如权利要求1所述的基于RFID的车载货物监控系统，其特征在于所述带多个感应 天线的RFID读写器包括多个感应天线、控制模块、读写模块、显示模块、蓝牙模块和GPRS模 块；多个感应天线用于感应货物的电子标签；控制模块用于带多个感应天线的RFID读写器的运行控制；读写模块用于读取多个感应天线感应的货物的电子标签信息；显示模块用于显示带多个感应天线的RFID读写器的运行信息；蓝牙模块和GPRS模块用于带多个感应天线的RFID读写器与车载手持终端之间的通其连接关系为控制模块分别与多个感应天线、读写模块、显示模块、蓝牙模块和GPRS 模块连接。
3.如权利要求2所述的基于RFID的车载货物监控系统，其特征在于所述带多个感应 天线的RFID读写器的多个感应天线布设在车厢内的货物的出入口位置，所有货物的电子 标签被至少一个感应天线探测到。
4.如权利要求1所述的基于RFID的车载货物监控系统，其特征在于所述带多个感应 天线的RFID读写器与车载手持终端采用蓝牙或GPRS通信，通信方式切换由带多个感应天 线的RFID读写器自行检测决定，近距离采用蓝牙通信，远距离则自动切换为GPRS通信。
专利摘要本实用新型公开了一种基于RFID的车载货物监控系统，系统包括带多个感应天线的RFID读写器、车载手持终端和远程监控中心，具有装货、监控和卸货三种工作模式；在装货模式下，RFID读写器自动读取货物的电子标签信息，并保存在车载手持终端中；在监控模式下，当货物离开车厢时，RFID读写器立即通知车载手持终端，车载手持终端发出报警信号并报告给远程监控中心；在卸货模式下，RFID读写器将自动读取的货物的电子标签信息发送给车载手持终端，车载手持终端报告给远程监控中心；本实用新型为物流企业和驾驶员提供了一种实时、方便和高效的车载货物监控系统。
文档编号H04B5/00GK201583997SQ201020101718
公开日2010年9月15日 申请日期2010年1月22日 优先权日2010年1月22日
发明者任中明, 蔡延光, 蔡颢 申请人:广东工业大学