基于物联网的仓储环境采集系统研究

张旭辉　圣军　程明　王恩亮

【摘 要】系统结合物联网技术，利用传感器采集仓储相关环境数据，通过ZigBee无线网络进行通信并对数据进行处理，实现了对仓储温度、湿度及光照强度的智能监测及控制，解决了传统仓储环境监测难、组网不灵活、人工维护成本高等问题，系统具有较高的实用性。

【关键字】物联网；仓储；CC2530

中图分类号： TP277 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）36-0078-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.36.033

Research on Storage Environment Acquisition System Based on Internet of Things

ZHANG Xu-hui SHENG Jun CHENG Ming WANG En-liang

（College of Electronics and Communication Engineering， Anhui Xinhua University， Hefei Anhui 230088， China）

【Abstract】The system which combines the Internet of Things technology uses sensors to collect and store relevant environmental data. Through ZigBee wireless network communication， the system can process the data which realizes the functuion of intelligent monitoring and control to storage temperature， humidity and light intensity. It still solves the problems， such as the difficulty of traditional warehouse environment monitoring， inflexible networking， high cost of manual maintenance， etc. The system has higher practicability.

【Key words】The Internet of Things； Warehouse； CC2530

0 引言

随着社会经济及物联网技术的发展，大型多元化复合型仓储越来越多。传统仓储的环境监测存在着设备多、布线复杂、灵活性差、管理维护成本高等问题，因ZigBee技术有着功耗低、延时短、可靠性强且支持大量网络节点等特点，所以在仓储管理系统中引入ZigBee无线传感器技术能够很好地解决传统仓库所存在的问题。

1 系统总体架构

本系统设计由数据采集终端模块、ZigBee通信模块、数据处理模块及上位机控制模块四部分组成，系统总体构架如下图1所示。

数据采集终端主要是各种传感器组成，负责对仓储当前温度、湿度及光照强度等环境数据的采集；ZigBee通信模块主要负责数据采集终端和数据处理端之间的通信；数据处理模块接收到数据后，会对数据进行分析和处理；监控上位机可以通过Intenet网络与数据处理模块连接，实现对采集终端的监测与控制。

2 网络节点设计

2.1 数据采集终端节点设计

数据采集终端由开发板、传感器、控制模块组成。开发板采用TI公司生产的CC2530芯片，这种芯片能够建立和维护ZigBee网络，可以用接口转换电路来实现丰富的外扩接口，能很好的满足本系统所使用的传感器以及控制设备的要求，其结构如图2所示；传感器包括温度传感器、湿度传感器和光敏传感器。温湿度传感器采用精度较高的数字式DHT11芯片，这种传感器具有测量精度高、反应速度快、抗干扰能力强等优点。光敏传感器采用ISL29003光敏传感器，它可以采集到光照强度从1Lux到100000Lux的可见光，并且对红外光线敏感；控制模块包括风扇、蜂鸣器、数码管等，当数据超出设置的阈值时，控制设备可以实现报警及自动处理功能。

2.2 数据处理中心节点

数据处理中心可以对数据进行存储、分析和处理，同时还可以起到远程报警的作用。仓储环境超出正常范围时，数据处理中心可以通过GPRS模块向管理人员发送报警信息，管理人员也可以进行反向控制，其结构如图3所示。

数据处理中心采用与数据采集终端相同的ZigBee模块，方便ZigBee网络的建立及数据的传输。数据处理中心核心控制器采用ARM11内核芯片ARM1156T2-S，ARM1156T2-S基于ARMv6指令集体系结构，主要用于多种深嵌入式存储器，提供了更高的CPU性能和吞吐量，并增加了许多扩展功能，可以实现数据的分析及处理。GPRS模块采用SIMCOM公司的ATK-SIM900A，ATK-SIM900A芯片的工作频段在900/1800M赫兹，可以低功耗实现语音、短信、数据信息的传输。系统预留了WIFI模块接口、RJ-45接口和USB接口，具有很好的兼容性，可以方便地与外设连接。

3 上位机设计

系统软件部分的主要功能是完成仓储环境数据的采集、无线网络数据的传输、串口数据的收发处理以及管理端的实时监控。系统终端管理平台是整个系统的功能实现部分，也是用户操作的部分，它包括数据库设计和用户管理软件设计两大部分。数据库采用Access2010来设计，主要包括用户信息表、系统日志记录表、采集数据表等；上位机采用C++开发环境，能够方便的进行数据查询、数据修改、串口设置等功能。数据库收到来自数据采集模块发送的仓储环境数据后，根据数据类型的不同对其进行分类整理和存储。

4 结束语

系统将ZigBee无线传输技术引入到仓储环境监测中，构成部署灵活的实时动态监测系统，克服了传统仓储监测系统的技术缺陷，实现了对仓储温度、湿度及光照强度等环境数据的智能监测，保障了货物的安全，提高了仓储的安全性，系统具有较高的实用价值。

【参考文献】

[1]陈亚楠.基于Zigbee的环境监测平台研究[D].南京：南京林业大学，2012.

[2]唐珍珍.嵌入式智能家居监控系统的设计[J].哈尔滨理工大学学报，2014，30（3）：5-7.

[3]马树宇.基于ZigBee与ARM的远程监控系统设计与实现[J].电子设计工程，2014，22（11）：114-117.

[4]张健，郑春.基于ZigBee無线通信技术在智能交通控制系统中的应用研究[J].赤峰学院学报（自然科学版），2012，05（28）：45-47.