專利名稱：一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的救災(zāi)物資配送管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的救災(zāi)物資配送管理系統(tǒng)，特別是針對一種海洋風(fēng)暴潮災(zāi)害的救災(zāi)物資配送管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things)的定義是通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng) 器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接 起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。所以 一個物聯(lián)網(wǎng)可以細(xì)分為標(biāo)識、感知、處理和信息傳送四個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)分別為 RFID射頻設(shè)別(二維碼)、傳感器、智能芯片和電信運(yùn)營商的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)。目前物聯(lián)網(wǎng)用 途廣泛，遍及智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、老 人護(hù)理、個人健康、花卉栽培、水系監(jiān)測、食品溯源、敵情偵查和情報(bào)搜集等多個領(lǐng)域。本發(fā)明應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建一個救災(zāi)物資配送管理系統(tǒng)，對配送和運(yùn)輸過程進(jìn)行 一個動態(tài)的監(jiān)控，以使救災(zāi)物資能夠保質(zhì)、保量、安全和及時地到達(dá)各個安置點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是關(guān)于一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的救災(zāi)物資配送管理系統(tǒng)，特別是針對一種海 洋風(fēng)暴潮災(zāi)害的救災(zāi)物資配送管理系統(tǒng)。本發(fā)明主要由以下幾個部分組成，一是感知救災(zāi) 物資環(huán)境數(shù)據(jù)的各種傳感器節(jié)點(diǎn)組成的無線傳感網(wǎng)絡(luò)單元；一是標(biāo)識和傳送各種救災(zāi)物資 基本屬性數(shù)據(jù)的RFID射頻識別單元；一是使用衛(wèi)星和車載GRS芯片進(jìn)行移動物體精確定位 單元；一是利用無線通信網(wǎng)絡(luò)GSM傳遞各種救災(zāi)物資環(huán)境數(shù)據(jù)的信息傳送單元；一是利用 應(yīng)用軟件系統(tǒng)和在線數(shù)據(jù)庫對各種救災(zāi)物資環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和決策的數(shù)據(jù)處理單元。存 儲在RFID電子標(biāo)簽中的救災(zāi)物資基本屬性數(shù)據(jù)和傳感器節(jié)點(diǎn)及時地感知各種救災(zāi)物資環(huán) 境數(shù)據(jù)，如溫度、濕度和壓力，通過射頻通信技術(shù)發(fā)送到RFID識讀器，同時GPS芯片通過衛(wèi) 星的定位功能，得出物資的坐標(biāo)信息，通過串口傳輸RFID識讀器中，該識讀器中的單片機(jī) 對信息進(jìn)行一個匯總處理，并通過GSM芯片傳遞到GSM接收裝置，再通過GSM接收裝置把信 息發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)中的一個計(jì)算機(jī)終端上，處理中心服務(wù)器對救災(zāi)物資基本屬性數(shù)據(jù)、環(huán)境 傳感信息和位置坐標(biāo)信息進(jìn)行一個綜合的分析和評估，構(gòu)建一個軟件系統(tǒng)用于實(shí)時監(jiān)控和 展示，并對各個監(jiān)控值進(jìn)行判斷，對救災(zāi)物資配送管理過程進(jìn)行一個全方位的輔助和決策。


圖1為本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的救災(zāi)物資配送管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明的無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和RFID識別器交互原理圖。圖3為本發(fā)明的救災(zāi)物資信息處理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。圖4為本發(fā)明的救災(zāi)物資信息處理系統(tǒng)的功能模塊圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是一種結(jié)合硬件和軟件的應(yīng)用系統(tǒng)，硬件主要是用來采集系統(tǒng)需要的核心數(shù)據(jù)，包括存儲在RFID電子標(biāo)簽存儲器中的物資基本屬性數(shù)據(jù)，各種傳感器感知的物資環(huán) 境數(shù)據(jù)，還有就是利用衛(wèi)星和GPS芯片得到的物資具體坐標(biāo)信息，這些信息通過無線射頻 技術(shù)和串口傳送到GSM芯片，再通過GSM接收裝置傳送到互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)處理中心服務(wù)器， 中心服務(wù)器中的救災(zāi)物資信息處理系統(tǒng)對這些信息進(jìn)行展示、分析和評估，利用這些實(shí)時 監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的判斷分析結(jié)果，對整個物資配送運(yùn)輸過程進(jìn)行一個全面的輔助決策功能，對一 些突發(fā)情況進(jìn)行一個事先預(yù)警功能。如圖2，本發(fā)明的無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和RFID識別器交互原理圖，它由無線傳感器 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和RFID識讀器組成，其中無線傳感器節(jié)點(diǎn)包含各種傳感器，一個數(shù)據(jù)處理單元即 單片機(jī)，存儲器，天線，無線射頻模塊即CCllOO和供電單元五個部分，RFID識讀器由單片 機(jī)，無線射頻模塊CC1100，天線，串口接口模塊和供電單元組成。這兩個元件之間的運(yùn)行交互過程如下溫度，濕度和壓力傳感器收集救災(zāi)物資的 環(huán)境數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過串口傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)中，本設(shè)計(jì)的控制模塊選用了 MSP430系列中更 低成本、更高性能的新型單片機(jī)MSP430F2012，數(shù)據(jù)經(jīng)過單片機(jī)的編碼處理后，通過串口傳 送到存儲器，存儲器通過串口連接到無線射頻模塊，把數(shù)據(jù)傳送到該模塊，該模塊選用的芯 片是Chipcon公司最新推出的CCllOO射頻芯片，它是一種特別適合應(yīng)用于UHF的無線傳輸 芯片，體積小，功耗低，數(shù)據(jù)傳輸速率1.2kb/s-500kb/s，其典型工作頻率是315、433、868和 915MHz，本設(shè)計(jì)采用915MHz為中心頻率，這些傳感和屬性數(shù)據(jù)通過天線傳遞到RFID識讀器 的天線，這里射頻卡用到的天線是采用三角微帶天線模型設(shè)計(jì)，最大場強(qiáng)方向?yàn)?. 125，識 別器天線用到的是915MHz諧振頻率線極化天線，天線的輻射功率是IW左右，RFID識別器 CCllOO將這些獲取的數(shù)據(jù)通過串口傳遞到單片機(jī)MSP430F2012，該單片機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼 和處理，通過RS232串口與外部計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)雙向交互，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和RFID識讀器 的供電單元是7000mAH的鋰電池。如圖1，經(jīng)過對圖2的介紹，傳感器節(jié)點(diǎn)和RFID識讀器的控制模塊采用 MSP430F2012單片機(jī)處理數(shù)據(jù)，同時數(shù)據(jù)傳輸模塊采用CC1100射頻芯片和天線進(jìn)行數(shù)據(jù)無 線通信，通過傳感器節(jié)點(diǎn)和RFID電子標(biāo)簽的采集和處理，RFID識讀器中存儲了物資基本屬 性數(shù)據(jù)和環(huán)境傳感信息，同時GPS芯片根據(jù)衛(wèi)星的定位功能，得到物資的坐標(biāo)信息，本發(fā)明 采用的是Ublox的GPS模塊，因?yàn)槟K的好處是便于直接從串口得到其接收到的信息，也便 于同無線通信模塊GSM芯片進(jìn)行集成，這些物資的坐標(biāo)信息也通過串口輸送到RFID識讀器 的MSP430F2012單片機(jī)中，該單片機(jī)對所有信息進(jìn)行一個編碼和處理，然后傳送到GSM芯 片，本發(fā)明的GSM芯片采用了華為的GTM900，GSM芯片通過無線網(wǎng)絡(luò)將這些信息傳遞到一個 裝有SIM卡的GSM接收裝置，該裝置通過GSM無線網(wǎng)絡(luò)傳遞信息到互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)處理中 心服務(wù)器，中心服務(wù)器中的救災(zāi)物資信息處理系統(tǒng)對這些信息進(jìn)行展示、分析和評估，以便 對整個物資配送過程進(jìn)行一個輔助決策預(yù)警監(jiān)控的作用。如圖3，本發(fā)明的救災(zāi)物資信息處理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖，救災(zāi)物資信息處理系統(tǒng)是 本發(fā)明的核心部分，發(fā)明中所用到的這些硬件是一個數(shù)據(jù)的收集和傳輸?shù)墓ぞ?，缺少這些 工具，本發(fā)明的數(shù)據(jù)分析和評估，以致后來的輔助和決策都無法進(jìn)行，但是它們都是為救災(zāi) 物資信息處理系統(tǒng)服務(wù)的。
救災(zāi)物資信息處理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)包含兩個大的部分，分別是客戶端和服務(wù)器端?？蛻舳税憩F(xiàn)層，表現(xiàn)層主要是監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和決策信息的綜合展示，這里采用富客戶端的Flex技術(shù)為核心，同時這些信息需要在地圖上動態(tài)展示，所以采用了 ESRI公司的 ArcgisAPI for Flex中封裝的地圖處理函數(shù)進(jìn)行地圖的動態(tài)展現(xiàn)和數(shù)據(jù)處理，表現(xiàn)層主要 是在一張災(zāi)區(qū)交通線路和安置點(diǎn)的地圖上，利用一些標(biāo)志動態(tài)展示物資配送車輛的動態(tài)行 進(jìn)過程，以及在行進(jìn)過程中救災(zāi)物資的環(huán)境數(shù)據(jù)，基本屬性數(shù)據(jù)和預(yù)警信息的展示。服務(wù)器端主要由業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)持久層組成，業(yè)務(wù)邏輯層主要是處理系統(tǒng)的核 心邏輯問題，主要是物資信息的動態(tài)分析和評估，信息評估后的決策和預(yù)警，這里主要是采 用Acti0nscript3. 0實(shí)現(xiàn)簡單業(yè)務(wù)邏輯的編寫，涉及到復(fù)雜業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)入庫的程序就 需要借助于Java來實(shí)現(xiàn)，表現(xiàn)層和Java程序之間的通信通過adobe的BlazeDS架構(gòu)實(shí)現(xiàn)； 另外還要把這些監(jiān)控信息全部入庫以備份。數(shù)據(jù)持久層是利用Hibernate實(shí)體關(guān)系映射框 架實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的自動創(chuàng)建和數(shù)據(jù)的高效查詢和更新。如圖4，本發(fā)明的救災(zāi)物資信息處理系統(tǒng)的功能模塊圖，本系統(tǒng)包含四個模塊，分 別是信息采集模塊，信息存儲模塊，地圖信息展示模塊和輔助決策模塊。信息采集模塊是GPS芯片和衛(wèi)星的協(xié)同交互得到物資坐標(biāo)信息，各種傳感器感知 物資的環(huán)境數(shù)據(jù)以及RFID電子標(biāo)簽存儲的事先錄入的基本屬性數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過互聯(lián) 網(wǎng)傳送到物資配送中心的主機(jī)上。信息存儲模塊主要是利用Hibernate框架存儲物資的基 本信息，坐標(biāo)值和環(huán)境數(shù)據(jù)到oracle IOg數(shù)據(jù)庫中，以便為后來的輔助決策提供一個數(shù)據(jù) 支持。地圖信息展示模塊展示一張災(zāi)區(qū)交通線路和安置點(diǎn)的地圖，同時每個派往安置點(diǎn)的 物資車輛也在地圖上進(jìn)行一個動態(tài)的行進(jìn)展示，這個車輛的位置根據(jù)GPS芯片獲取的坐標(biāo) 位置決定，每個車輛上的物資基本信息和物資環(huán)境數(shù)據(jù)如溫度、濕度和壓力通過點(diǎn)擊具體 車輛得出，除此之外，一些分析數(shù)據(jù)所得到的決策和預(yù)警信息也在地圖上得到顯示，可以說 地圖是一個形象的配送管理控制中心，便利而且直觀。輔助決策模塊主要是對傳送過來的 數(shù)據(jù)進(jìn)行一個綜合的分析和評估，在這里主要是對坐標(biāo)信息進(jìn)行匹配，判斷是否送達(dá)安置 點(diǎn)，以及還需要多少時間送達(dá)，以便物資配送中心通知各個安置點(diǎn)等；對各個車輛的物資基 本屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并且根據(jù)各個安置點(diǎn)的最新需求而做出物資的重新調(diào)配；還有就是 根據(jù)物資的濕度，溫度和壓力而判斷物資的質(zhì)量問題，如果發(fā)現(xiàn)物資的溫度，濕度和壓力過 大時，應(yīng)該短信通知車輛司機(jī)，以便對物資進(jìn)行一個及時保護(hù)。綜上所述，本發(fā)明通過傳感器，單片機(jī)，衛(wèi)星，GPS芯片，GSM芯片和CC1100射頻模 塊等硬件的協(xié)同工作，采集和傳送物資的坐標(biāo)信息，各種傳感器感知物資的環(huán)境數(shù)據(jù)以及 RFID電子標(biāo)簽存儲的事先錄入的基本屬性數(shù)據(jù)到物資配送中心的處理主機(jī)上，通過中心 服務(wù)器上救災(zāi)物資信息處理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的分析，評估，通過Flex技術(shù)直觀形象全景式的展 示，能夠及時的對物資配送過程進(jìn)行有效地監(jiān)控和對物資的進(jìn)行合理調(diào)配，從而保證物資 按質(zhì)按量的到達(dá)各個安置點(diǎn)，確保災(zāi)民的實(shí)際需要。至少包括以下優(yōu)點(diǎn)一、溫度、濕度和壓力傳感器能夠及時、穩(wěn)定和低能耗的感知救災(zāi)物資的環(huán)境數(shù) 據(jù)；二、無線射頻模塊CCllOO性能穩(wěn)定并且耗能低，能夠高效傳感信息；三、RFID電子標(biāo)簽和RFID識讀器中的單片機(jī)MSP430F2012具有成本低，功耗低，能夠高效進(jìn)行多種數(shù)據(jù)的編碼，并且性能穩(wěn)定的功能；四、Ublox的GPS模塊能夠直接從串口得到其接收到的信息，也便于同無線通信模 塊GSM芯片進(jìn)行集成，能夠穩(wěn)定快速的獲得物資的坐標(biāo)信息；五、GSM芯片和GSM無線網(wǎng)絡(luò)能夠穩(wěn)定高效地傳輸大量的物資信息；六、救災(zāi)物資信息處理系統(tǒng)能夠全面快速的處理和分析各種物資信息，并且?guī)椭?指揮者迅速地做出決策，同時也能夠無障礙發(fā)出預(yù)警信息，這些原始數(shù)據(jù)和決策信息都能 夠形象、全面和直觀地通過系統(tǒng)的監(jiān)控頁面進(jìn)行展示。
權(quán)利要求
一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的救災(zāi)物資配送管理系統(tǒng)，包括以下幾個模塊單元一是無線傳感網(wǎng)絡(luò)單元，用于溫度，濕度和壓力信息的采集；一是RFID射頻識別單元，用于救災(zāi)物資基本屬性信息的存儲和讀??；一是GPS衛(wèi)星定位單元，用于物資坐標(biāo)信息的獲??；一是GSM無線網(wǎng)絡(luò)信息傳送單元，傳遞物資傳感和坐標(biāo)信息；一是救災(zāi)物資信息處理系統(tǒng)，利用應(yīng)用軟件系統(tǒng)和在線數(shù)據(jù)庫對各種救災(zāi)物資環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和決策。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的救災(zāi)物資配送管理系統(tǒng)中的無線傳感網(wǎng)絡(luò)單元，其中還包括一食品、藥品、帳篷、衣服、被子和礦泉水等救災(zāi)物資，是傳感器的被感知物； 一溫度傳感器節(jié)點(diǎn)，用于采集溫度；一濕度傳感器節(jié)點(diǎn)，用于采集濕度；一壓力傳感器 節(jié)點(diǎn)，用于采集壓力信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度、濕度和壓力傳感器節(jié)點(diǎn)，其中該節(jié)點(diǎn)是由數(shù)據(jù)采集單 元，數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)傳輸單元和供電單元組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的救災(zāi)物資配送管理系統(tǒng)中的RFID射頻識別單元，其中包括 一 RFID電子標(biāo)簽，用于存儲物資基本屬性數(shù)據(jù)；一 RFID識讀器，用于讀取RFID電子標(biāo)簽所含信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的RFID電子標(biāo)簽，其中。包括無線射頻模塊，單片機(jī)模塊，存儲 器和接收天線。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的RFID識讀器，其中。包括無線射頻模塊，單片機(jī)模塊，接口模 塊和接收天線，接口模塊用于傳輸數(shù)據(jù)到中心服務(wù)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的救災(zāi)物資配送管理系統(tǒng)中的GPS衛(wèi)星定位單元，其中還包含一通信衛(wèi)星，用于全球定位；一 GPS芯片，用于獲取坐標(biāo)信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GSM無線網(wǎng)絡(luò)信息傳送單元，其中還包含一 GSM芯片，用于傳遞信息到無線網(wǎng)絡(luò)；一 GSM接收裝置；用于接收和傳遞信息到互聯(lián)網(wǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其中還包含一個信息傳遞和采集模塊，接收物資的坐標(biāo)，基本屬性和物資傳感信息； 一個信息存儲模塊，存儲物資的坐標(biāo)，基本屬性和物資傳感信息； 一個地圖展示模塊，用于展示物資的坐標(biāo)，基本屬性和物資傳感信息的展示； 一個輔助決策模塊，用于物資信息的分析、評估、預(yù)警和決策展示。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的救災(zāi)物資配送管理系統(tǒng)，特別是針對一種海洋風(fēng)暴潮災(zāi)害的救災(zāi)物資配送管理系統(tǒng)。本發(fā)明主要由以下幾個單元組成感知救災(zāi)物資環(huán)境數(shù)據(jù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)單元；標(biāo)識和傳送救災(zāi)物資基本屬性數(shù)據(jù)的RFID射頻識別單元；衛(wèi)星和車載GPS芯片進(jìn)行移動物體精確定位單元；利用無線通信網(wǎng)絡(luò)GSM傳遞救災(zāi)物資環(huán)境數(shù)據(jù)的信息傳送單元和救災(zāi)物資信息處理系統(tǒng)對救災(zāi)物資環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和決策的數(shù)據(jù)處理單元。本發(fā)明主要是應(yīng)用于救災(zāi)物資的配送管理，針對各個安置點(diǎn)救災(zāi)物資的分配數(shù)量，物資的送達(dá)情況，物資在運(yùn)輸過程中的質(zhì)量等情況進(jìn)行一個動態(tài)的監(jiān)控，以使救災(zāi)物資能夠保質(zhì)、保量、安全和及時的到達(dá)各個安置點(diǎn)。
文檔編號G06Q50/00GK101989346SQ201010146050
公開日2011年3月23日 申請日期2010年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者何盛琪, 侯澤東, 康培紅, 張嶺, 張弛, 張明華, 方的茍, 方錢, 趙明, 鄭宗生, 鄭小羅, 黃冬梅 申請人:上海海洋大學(xué)