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1相關(guān)技術(shù)

本文所提出的傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)基于Zigbee標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。Zig-bee協(xié)議是一種低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)率、近距離的無線組網(wǎng)通訊技術(shù)，非常適合與傳感器網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合。Zigbee協(xié)議棧建立在IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上。IEEE802.15.4定義了物理層和介質(zhì)訪問控制層的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，而Zigbee協(xié)議則定義了鏈路層和應(yīng)用層的標(biāo)準(zhǔn)。

2系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

本文所設(shè)計(jì)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以分為3個(gè)部分：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部分，廣域網(wǎng)（移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)或Internet）部分，遠(yuǎn)端用戶部分。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)被安置在每個(gè)冷藏箱內(nèi)，并組成通訊網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)上集成了溫濕度、二氧化碳、乙烯、震蕩檢測(cè)器等傳感器。溫度是冷鏈運(yùn)輸過程中最重要的參數(shù)，直接影響食物的保鮮時(shí)間，濕度能體現(xiàn)出食物的失水程度，二氧化碳能表現(xiàn)出食物內(nèi)部的代謝情況，乙烯能反映運(yùn)輸過程中的果實(shí)成熟過程，震蕩檢測(cè)則能體現(xiàn)一些突發(fā)情況。各個(gè)傳感器受嵌入式CPU控制并將信息交給CPU處理，同時(shí)嵌入式CPU與Zigbee協(xié)議處理芯片通信已實(shí)現(xiàn)協(xié)議層面的各種操作。以此方式實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器采樣周期、工作狀態(tài)等的設(shè)置和調(diào)控。各節(jié)點(diǎn)將各種傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、壓縮并發(fā)送給上一級(jí)路由器，再由路由器發(fā)送到協(xié)調(diào)器。在協(xié)調(diào)器上，安裝有GPRS和WiFi空中接口，能夠根據(jù)具體環(huán)境選擇一種方式將各路由器發(fā)送到協(xié)調(diào)器的食品所處環(huán)境信息發(fā)送到廣域網(wǎng)中。廣域網(wǎng)部分在本文系統(tǒng)中指移動(dòng)服務(wù)器或者Internet。協(xié)調(diào)器將監(jiān)測(cè)到的環(huán)境信息發(fā)送到廣域網(wǎng)中，而廣域網(wǎng)則提供中轉(zhuǎn)的功能，便于物流管理者在遠(yuǎn)端獲取這些環(huán)境信息。遠(yuǎn)端用戶部分指物流管理者通過在PC上開發(fā)的用戶界面或者在手機(jī)上開發(fā)的相關(guān)應(yīng)用程序從廣域網(wǎng)獲取實(shí)時(shí)的冷鮮食品信息，并根據(jù)這些信息對(duì)出現(xiàn)的異常情況及時(shí)地做出判斷和調(diào)整。由于終端節(jié)點(diǎn)是通過電池供電的，而在一次長(zhǎng)途運(yùn)送過程中無法更換電池，所以終端節(jié)點(diǎn)的功耗是在設(shè)計(jì)中需要考慮的重要問題。合理利用Zigbee協(xié)議棧中提供的節(jié)點(diǎn)睡眠功能將有效地優(yōu)化終端節(jié)點(diǎn)的能量利用效率。因?yàn)閭鞲衅鞑杉沫h(huán)境信息將按照一定周期上傳給路由節(jié)點(diǎn)或協(xié)調(diào)器，所以在不需要發(fā)送信息時(shí)，可以將發(fā)送模塊以及嵌入式CPU中與發(fā)送有關(guān)的功能置于睡眠狀態(tài)，在需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)再由設(shè)置好的系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行喚醒。這樣通過軟件的編寫，控制各個(gè)模塊的工作時(shí)間，對(duì)能量進(jìn)行分時(shí)合理利用將大幅提高終端節(jié)點(diǎn)的電能使用時(shí)間，使整個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)更加適用于實(shí)際的冷鮮食品物流監(jiān)控應(yīng)用。

3結(jié)語

基于傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的冷鮮食品物流管理系統(tǒng)對(duì)于冷鮮食品的物流管理具有重要作用，在未來的應(yīng)用中將針對(duì)移動(dòng)終端設(shè)備的普遍應(yīng)用進(jìn)行基于andriod系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)與開發(fā)。使得物流管理系統(tǒng)可以跨平臺(tái)使用，并且具有可移植性。

作者：王爽 單位：長(zhǎng)春職業(yè)技術(shù)學(xué)院