一種用于物流信息服務的物聯網系統的制作方法

本發明物聯網技術領域，具體涉及一種用于物流信息服務的物聯網系統。

背景技術：

物聯網是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡，是物物相連的互聯網。物聯網應用在物流領域中，當使用貨運工具長途運輸貨物時，對貨物地理位置和實時狀態進行監測和反饋是重大課題之一。尤其是在冷鏈運輸領域，由于對貨物運輸過程中的實時溫度、濕度、光照度、振動、氣氛等參數，以及到達時間等有著較高的要求，因此在冷鏈運輸車輛上實現貨物狀態實時監控尤為重要。此外，在冷鏈貨物的倉儲過程中，對倉庫全空間內的溫度控制也是保證倉儲質量的重要方面。而且隨著人們生活水平的日益提高，對海產冷鮮等冷鏈貨物儲運物流的需求也日益增加，因此對冷鏈貨物在儲運過程中的實時位置和狀態進行監控，并反饋給客戶，成為備受關注的技術需求。

由于冷鏈物流的特殊要求，對貨物狀態監測的實時性要求較高，對貨物位置、溫度、濕度、光照、加速度、角速度、氣體環境等多參數都有監控需求，當前用于普通物流的監控設備適應性較差，不能對多參數進行實時的測量和反饋。

其次，當前的通信技術已經能夠組成有線網絡實現數據上傳，部分網絡還帶有局部的無線連接組網。但無線化覆蓋程度較低，特別是由于井下巷道、車輛對無線通信的影響，無線通信的可靠性降低，因此導致整個網絡的靈活性差，且整個網絡通常無法根據被測對象的不同而進行動態組網。

還有，雖然當前物聯網的部分監控方案已經能夠實現對整批貨物的溫度、濕度及物權狀態進行監控。但是無法實現對每箱單位或每盒單位等批次內的貨物進行精確監控。由于某些貨物一個批次內不同物品對環境的要求條件不同，同時一個批次內不同貨物還有被拆分后分發運送到不同目的地的需求，而傳統的監控方案無法實現精確無縫的監控，不能滿足實際應用場景的需求。

技術實現要素：

技術問題

有鑒于此，本發明實施例提供一種用于物流信息服務的物聯網系統，以解決上述技術問題。

問題的解決方案

一種用于物流信息服務的物聯網系統，包括相互連接的局域網無線傳感系統和物流信息服務器；所述局域網無線傳感系統包括配置有唯一的身份識別碼的無線數據中心節點和分布式無線傳感節點、以及設置在一個批次內不同貨物上的RFID標簽；所述無線數據中心節點具有第一微處理器，所述第一微處理器連接有第一射頻通信模塊、蜂窩移動通信模塊、和檢測運輸工具位置信息的GPS模塊；所述分布式無線傳感節點具有第二微處理器，所述第二微處理器連接有第二射頻通信模塊、RFID識別模塊、和測量物流環境參數的傳感器；所述第一微處理器和所述第二微處理器通過第一射頻通信模塊和第二射頻通信模塊連接；所述物流信息服務器通過所述蜂窩移動通信模塊和所述第一微處理器連接。

在上述方案中，所述RFID識別模塊為工作距離為0.5cm-100m的射頻識別模塊。

在上述方案的基礎上，所述系統還包括存儲有分布式無線傳感節點的身份識別碼的數據訪問終端，所述數據訪問終端通過廣域網連接至所述物流信息服務器。

具體實現上述方案時，所述傳感器包括光照度傳感器,所述第二微處理器包括第二閾值比較模塊；所述第二閾值比較模塊的輸入端與所述光照度傳感器的光照度信號輸出端連接、輸出端與所述RFID識別模塊的啟閉信號輸入端連接。

此外，所述物聯網系統還包括警報裝置，所述第一微處理器包括第一閾值比較模塊；所述第一閾值比較模塊的輸入端與所述傳感器中的一個或多個相應傳感器的信號輸出端連接、輸出端與所述警報裝置的啟閉信號輸入端連接。所述警報裝置設置在物流運輸工具駕駛室中和/或倉庫管理中心中。并且，所述第一閾值比較模塊的輸出端還與所述物流信息服務器連接。

此外，所述無線數據中心節點還包括存儲卡，所述第一微處理器還包括蜂窩移動數據中斷監測模塊，所述蜂窩移動數據中斷監測模塊的輸出端與所述存儲卡的控制端連接。

本發明的有益效果

采用上述技術方案，本實用新型至少可取得下述技術效果：

1)本實用新型實現了多傳感器集成，并基于此實現了多參數的測量，可以根據客戶需要對運輸途中的運輸工具位置和貨物信息進行快速、實時的查詢，對物流運輸過程中的環境參數進行全面的監控，提高了物流管理效率，改善了托運方的用戶體驗。

2)每一個無線數據中心節點和分布式無線傳感節點都有唯一的身份識別碼，可以實現便捷的動態組網，有效避免了不同運輸工具或者不同倉儲區域的節點網絡間可能的相互干擾，局域網絡具有穩定性好和抗干擾能力強等優點，提高了系統的靈活性和適應性。

3)借助一個批次內不同貨物上設置的RFID標簽，分布式無線傳感節點能夠對一個批次內每箱或每盒貨物的具體環境條件進行監控，并且在貨物轉運過程中監控貨物是否真實發生了物權交接，大幅提升了冷鏈物流監控系統的分辨率，拓展了應用場景。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對本發明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據本發明實施例的內容和這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實施例所述的用于物流信息服務的物聯網系統一個實施例的結構示意圖。

圖2是本實施例所述的用于物流信息服務的物聯網系統另一個實施例的結構示意圖。

貫穿附圖，應該注意的是，相似的標號用于描繪相同或相似的元件、特征和結構。

具體實施方式

提供以下參照附圖的描述來幫助全面理解由權利要求及其等同物限定的本公開的各種實施例。以下描述包括幫助理解的各種具體細節，但是這些細節將被視為僅是示例性的。因此，本領域普通技術人員將認識到，在不脫離本公開的范圍和精神的情況下，可對本文所述的各種實施例進行各種改變和修改。另外，為了清晰和簡潔，公知功能和構造的描述可被省略。

以下描述和權利要求書中所使用的術語和詞匯不限于文獻含義，而是僅由發明人用來使本公開能夠被清晰和一致地理解。因此，對于本領域技術人員而言應該明顯的是，提供以下對本公開的各種實施例的描述僅是為了示例性目的，而非限制由所附權利要求及其等同物限定的本公開的目的。

應該理解，除非上下文明確另外指示，否則單數形式也包括復數指代。因此，例如，對“組件表面”的引用包括對一個或更多個這樣的表面的引用。

圖1是本實施例用于物流信息服務的物聯網系統的結構示意圖。

參考圖1，本實施例用于物流信息服務的物聯網系統包括一個或一個以上的局域網無線傳感系統100、和必要數量的接入廣域網的物流信息服務器200。整個物聯網系統的信息交互中心是物流信息服務器200，物流信息服務器200位于廣域因特網內，通過廣域因特網提供網頁訪問或APP訪問(APP，application，指應用)，可以和該物聯網系統的其他部分進行實時的數據交互。客戶可以通過這套物聯網系統實時掌握物流運輸的信息。

每個物流運輸工具或倉儲室內可以配置一套局域網無線傳感系統100，該局域網無線傳感系統100負責實時采集運輸工具的位置信息、以及倉儲室的貨物儲存的環境信息，并將這些信息按照一定的方式傳送給物流信息服務器200。上述物流運輸工具可以是車輛，如貨車、火車等，也可以是貨船，空運飛機等工具。

繼續參照圖1，局域網無線傳感系統100包括無線數據中心節點101、分布式無線傳感節點102、和設置在一個批次內不同貨物上的RFID標簽(RFID，Radio Frequency Identification，射頻識別)。無線數據中心節點101可以設置于運輸工具如車輛的駕駛室內，也可以設置于車輛的貨箱內。分布式無線傳感節點102可以設置于車輛貨箱內的需要監控貨物環境參數的位置處。RFID標簽103則設置在車輛貨箱內一個批次中的不同貨物上，可以對一個批次內的不同貨物進行標識。此處，不同貨物指的是對環境條件要求不同的貨物、或者被拆分后分發運送到不同目的地的不同貨物。因此，只要是與貨物有關的多參數中的一個或多個參數不同，則都可以依據這些參數將貨物區分為不同貨物。與貨物有關的多參數可以是：貨物位置、溫度、濕度、光照、加速度、角速度、氣體環境、物權關系(含所屬關系或物權變動等)等。

如圖1所示，無線數據中心節點101具有第一微處理器1011，第一微處理器1011連接有第一射頻通信模塊1012、蜂窩移動通信模塊1013、和GPS模塊1014(GPS，Globle Positioning System，全球衛星定位系統)。第一微處理器1011可以為單片機處理器，也可以為其他類型的微處理器。該單片機處理器通過第一射頻通信模塊1012與分布式無線傳感節點102進行通信，能夠按照依次查詢的方式向分布式無線傳感節點102發送數據請求指令，指令中包含所需要查詢的分布式無線傳感節點102的身份信息，該身份信息可以是為分布式無線傳感節點102配置的唯一的身份識別碼。第一射頻通信模塊1012以433MHz射頻頻段為典型頻段，但并不限制使用其他頻段。上述單片機處理器可以通過蜂窩移動通信模塊1013與廣域因特網中的物流信息服務器200進行信息交互。蜂窩移動通信模塊1013可以使用3G信號，3G信號在全國范圍內有著廣泛的覆蓋率，傳輸速度也完全滿足貨物信息傳遞的需要，可以實現局域網無線傳感系統100和物流信息服務器200的實時互聯。蜂窩移動通信模塊1013也可以使用其他信號，如2G信號(可以為GPRS，General Packet Radio Service，通用分組無線服務技術)或4G信號。GPS模塊1014用于實時監測貨物運輸工具如車輛的所在位置，能夠提供十米左右的定位精度，滿足了物流運輸實時監控的需求。

此外，無線數據中心節點101還包括的組件可以有：電源/充電電池管理模塊和人機交互界面等。人機交互界面采用簡約和增強兩種設計方案，其中簡約設計方案采用薄膜按鍵和指示燈提示作為交互方式，用于設備開啟、設備綁定、設備回收、報警提示；增強設計方案采用電阻式觸摸屏，除具備簡約設計的全部功能外，還用于顯示當前的連接狀態、傳感參數、訪問情況等。

如圖1所示，分布式無線傳感節點102具有第二微處理器1021，第二微處理器1021連接有第二射頻通信模塊1022、傳感器1023、和RFID識別模塊1024。傳感器1023包括一個或多個傳感器，分布式無線傳感節點102采用傳感器模塊的通用接口設計方法，可以集成多個傳感器，包括溫度傳感器、濕度傳感器、光照度傳感器、加速度傳感器、角加速度傳感器、氣體傳感器等。傳感器1023可以是微傳感器。傳感器1023帶有SPI(Serial Peripheral Interface，串行外設接口)、I2C(Inter-Integrated Circuit，I2C總線)或其他通用的模擬、數字接口，以便與第二微處理器1022直接相連，實現對各傳感器1023的數據進行實時讀取，同時對貨物環境的不同參數進行測量和監控。RFID識別模塊1024可以為工作距離為0.5cm-100m的射頻識別模塊，能夠識別一個批次內不同貨物上的RFID標簽中的信息。第二微處理器1021能夠將RFID標簽中的信息與傳感器1023測量的物流環境參數等數據融合打包。第二微處理器1021為單片機處理器，也可以為其他類型的微處理器。第二射頻通信模塊1022與第一射頻通信模塊1012連接，實現分布式無線傳感節點102和無線數據中心節點101的通信。第二射頻通信模塊1022可以為433MHz通信模塊，也可以為其他頻段的通信模塊。

分布式無線傳感節點102能夠在一個局域網無線傳感系統100內實現多臺共存，并與無線數據中心節點101進行實時通信。分布式無線傳感節點102按照規定的順序和方法，向無線數據中心節點101進行應答，并交互傳感數據和指令。

如圖1所示，RFID標簽103的設置和作用如前文所述，此處不再重復。

繼續參照圖1，物流信息服務器200是整個物聯網系統的核心信息中樞。由于無線數據中心101通過蜂窩移動通信模塊1013接入物流信息服務器200，同時物流信息服務器200通過千兆以太網接入廣域互聯網，因此物流信息服務器200的后臺開發與當前主流服務器的開發模式完全相同，其功能主要包括：分析、管理、存儲智能物流傳感數據，為客戶提供訪問授權和連接，維護網絡。

基于上述物聯網系統的配置，在硬件實現上，作為第一微處理器1011和第二微處理器1021的單片機處理器可以使用當前主流的高性價比STM32系列微處理器，該系列微處理器基于ARM內核，可以運行實時操作系統或不帶有操作系統的循環程序，其主要承擔功能包括傳感器數據采集讀取、數據融合與編碼、存儲管理、人機界面管理，以及無線/有線通信數據傳輸。蜂窩移動通信模塊1013可以采用華為公司出產的MC系列電信3G網絡模塊和MU系列聯通3G網絡模塊，并可以基于微型PCI-E接口(PCI-Express，指最新的總線和接口標準)擴展聯通4G網絡，為升級提供空間。

采用上述技術方案，該實施例可取得以下的技術效果：

首先，分布式無線傳感節點102集成了多個傳感器，并將多個傳感器采集的多數據融合在一套系統里實現多參數的集成測量，可以根據客戶需要對運輸途中的貨運工具如車輛的位置和貨物信息進行快速、實時的查詢，對物流運輸過程中的環境參數進行全面的監控，提高了物流的管理效率，改善了托運方的用戶體驗。

其次，為了便于局域網無線傳感系統100內各節點的身份識別，并排除其他同類型網絡的干擾，本實施例中的局域網無線傳感系統100具有身份識別和動態組網的功能。每個無線數據中心節點101和每個分布式無線傳感節點102均有相應的唯一的身份識別碼，分布式無線傳感節點102在接收到無線數據中心節點101的數據請求指令后，通過唯一的身份識別碼對其中的身份信息進行識別，如果與本機身份信息吻合，則將此時采集到的環境和狀態參數進行打包發送。無線數據中心節點101通過這種方式獲得各個測量點的貨物儲存環境和狀態參數(溫度、濕度、光照度、加速度、角加速度、毒害氣體含量等)。無線數據中心節點101對運輸工具如車輛所在位置和貨物儲存環境參數進行實時監測和數據融合，通過蜂窩移動通信模塊把數據交互給物流信息服務器200，實現實時的遠程傳感數據采集和匯總。

無線數據中心節點101和分布式無線傳感節點102的唯一身份識別碼可以通過掃碼上傳或物流信息服務器200分配等方法設置，并且能夠通過唯一身份識別碼動態發現和識別網絡中的其他節點。在系統初始配置時，可以使用APP掃碼或者訪問物流信息服務器200的網頁等方式進行遠程配置，從而將一個無線數據中心節點101與多個分布式無線傳感節點102的身份識別碼信息錄入到物流信息服務器200中，實現在服務器層面的組網。無線數據中心節點101在開機初始化的階段，會通過3G網絡訪問物流信息服務器200，下載本機所屬局域網的所有分布式無線傳感節點102的身份識別碼，在本地儲存為組網信息。在局域網無線傳感系統100的工作過程中，無線數據中心節點101根據本地的組網信息，對本局域網無線傳感系統100內的分布式無線傳感節點102進行定時的逐個查詢，然后再接收來自分布式無線傳感節點102的包含其身份識別碼和傳感數據信息的數據包，由無線數據中心節點101進行收集整理，再上傳至物流信息服務器200。通過這種組網方式，可以實現快速組網，并且利用身份識別機制，有效避免了不同車輛或者不同倉儲區域的節點間可能的相互干擾，局域網無線傳感系統100具有穩定性好和抗干擾能力強等優點。

最后，通過為一個批次內的不同貨物設置RFID標簽103，本實施例中的分布式無線傳感節點102能夠對一個批次內每箱或每盒貨物的具體環境條件進行監控，并且在貨物轉運過程中監控貨物是否真實發生了物權交接，大幅提升了物流監控系統的分辨率，拓展了應用場景。

再次參考圖1，所述局域網無線傳感系統100還包括存儲有分布式無線傳感節點102的身份識別碼的數據訪問終端300，所述數據訪問終端300通過廣域網連接至所述物流信息服務器200。數據訪問終端300是面向客戶的數據訪問接口，包括PC端(PC，Personal Computer，個人電腦)和APP移動端(APP，application，指應用)。整個物聯網系統的信息交互中心是物流信息服務器200，物流信息服務器200位于廣域因特網內，通過因特網可以和物聯網系統的其他部分進行實時的數據交互，可以同時提供網頁訪問和APP訪問。經過授權的客戶可以使用接入因特網的任意計算機終端，通過網頁訪問物流信息服務器200獲得相應的物流信息。使用智能手機上的物流信息APP應用，也可以從物流信息服務器200訪問數據，使客戶可以實時掌握物流運輸的信息。例如，物流管理人員可以通過計算機上的網頁或智能手機上的物流信息APP軟件對貨物進行遠程實時監控。

物流信息APP軟件可以使用特定的語言編寫，并能夠針對iOS和Android系統而運行在相應的智能手機上，從而通過無線聯網訪問物流信息服務器200獲取授權以查詢位于某運輸和儲存環節中的貨物的監測數據。物流信息APP軟件還能夠接收來自物流信息服務器200的報警推送信息(將在后文中介紹)，并在智能手機上顯示警報信息提示。PC機的應用程序可以采用Virtual Studio開發，也采用Lab Windows/CVI等快速開發。移動智能設備方面，iPhone/iPad應用可以采用X Code。

如圖2所示，在所述傳感器1023所包含的用于測量貨物運輸和倉儲過程的多參數的各種傳感器中，包括光照度傳感器,第二微處理器1021包括第二閾值比較模塊。該第二閾值比較模塊的輸入端與所述光照度傳感器的光照度信號輸出端連接、輸出端與RFID識別模塊1024的啟閉信號輸入端連接。所述光照度傳感器和RFID識別模塊1024協同工作可以實現低功耗連續RFID識別功能。具體為，可以對第二閾值比較模塊設定閾值，當光照度信號高于某一閾值時，向RFID識別模塊1024發送使RFID識別模塊開啟的RFID啟閉信號；當光照度信號低于某一閾值時，向RFID識別模塊發送使RFID識別模塊關閉的RFID啟閉信號。例如，當貨物包裝蓋被打開時，光照度傳感器識別光強變強，RFID識別模塊1024啟動并識別物品狀態變化(放入或取出等)；當包裝蓋關閉時，光照度傳感器識別出光強變弱，關閉RFID識別模塊1024。通過此種設計在實現功能的同時，能夠充分降低系統的功耗。

如圖2所示，在本實用新型的一個實施例中，所述物聯網系統還包括警報裝置400，第一微處理器1011包括第一閾值比較模塊。所述第一閾值比較模塊的輸入端與所述傳感器1023中的一個或多個相應傳感器的信號輸出端連接、輸出端與警報裝置400的啟閉信號輸入端連接，該連接可以為無線連接。這樣，無線數據中心節點101在采集到來自分布式無線傳感節點102的測量數據后，還可以在本地對數據進行篩查，如果出現數據異常并超過閾值范圍后，將通過警報機制，對車輛駕駛操作人員或倉儲管理人員發送警報，操作人員可以及時處理異常情況。

例如，該警報裝置400可以為多個，如溫度警報裝置、濕度警報裝置等。相應地，第一閾值比較模塊可以為多個，其中一個第一閾值比較模塊的輸入端與可以溫度傳感器的信號輸出端連接，設定該第一閾值比較模塊的閾值，當溫度低于設定溫度且溫度傳感器的輸出信號低于閾值時，則該第一閾值比較模塊的輸出端輸出信號啟動警報裝置。此外，另一第一閾值比較模塊的輸入端可以與濕度傳感器的信號輸出端連接，以在濕度超出閾值時啟動警報裝置。

上述警報裝置400設置在物流運輸工具駕駛室中和/或倉庫管理中心中。由此，警報機制可以啟動物流運輸工具駕駛室中設置的警報裝置或啟動倉庫管理中心設置的警報裝置，警報裝置可以為警報燈或蜂鳴警報器。

此外，所述第一閾值比較模塊的輸出端還可以與物流信息服務器200連接，該連接可以為通過蜂窩移動通信模塊的無線連接。物流信息服務器200將超出閾值的數據認為是異常數據，異常數據會在由PC端訪問物流信息服務器200的網頁時，提供異常警報。物流信息服務器200也會將警報信息推送到APP移動端上，對客戶進行提示。通過以上這種方式可以實現多級信息反饋。

考慮到物流運輸工具如車輛在長途運輸的過程中會遇到通信網絡不穩定的情況，為了便于物流公司管理、分析數據，同時避免因網絡故障引起的數據丟失，本物聯網系統在無線數據中心節點101上設計了數據離線存儲功能，當物聯網系統檢測到蜂窩移動通信(如3G信號)中斷后，將會把從分布式無線傳感節點102獲得的測量數據存儲到內置的存儲卡中，待通信恢復之后重新傳輸到第一微處理器1011中，繼而傳輸到物流信息服務器200，或通過USB接口直接傳輸到數據訪問終端或物流信息服務器200上。因此，如圖2所示，在本實用新型的一個實施例中，無線數據中心節點101還包括存儲卡，第一微處理器1011還包括蜂窩移動數據中斷監測模塊，所述蜂窩移動數據中斷監測模塊的輸出端與所述存儲卡的控制端連接，可以監測蜂窩移動數據是否中斷。如果監測到蜂窩移動數據中斷，則執行上述存儲操作。

整體而言，基于上述物聯網系統的結構，位于廣域因特網中的物流信息服務器200能夠允許多臺局域網無線傳感系統100遠程實時訪問，并收集和存儲來自局域無線傳感系統100的貨物數據。管理員和授權的客戶可以通過計算機終端運行網頁程序登錄網頁，訪問某分布式數據中心102的貨物位置和環境傳感數據。物流信息服務器200也向智能手機上的物流信息APP軟件提供訪問端口，允許授權的物流信息APP軟件訪問某分布式數據中心102的貨物位置和環境傳感數據。

需要說明的是，本實用新型的各個實施里都可以并適合應用于冷鏈運輸。

應該注意的是，如上所述的本公開的各種實施例通常在一定程度上涉及輸入數據的處理和輸出數據的生成。此輸入數據處理和輸出數據生成可在硬件或者與硬件結合的軟件中實現。例如，可在移動裝置或者相似或相關的電路中采用特定電子組件以用于實現與如上所述本公開的各種實施例關聯的功能。另選地，依據所存儲的指令來操作的一個或更多個處理器可實現與如上所述本公開的各種實施例關聯的功能。如果是這樣，則這些指令可被存儲在一個或更多個非暫時性處理器可讀介質上，這是在本公開的范圍內。處理器可讀介質的示例包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤和光學數據存儲裝置。另外，用于實現本公開的功能計算機程序、指令和指令段可由本公開所屬領域的程序員容易地解釋。

盡管已參照本公開的各種實施例示出并描述了本公開，但是本領域技術人員將理解，在不脫離由所附權利要求及其等同物限定的本公開的精神和范圍的情況下，可對其進行形式和細節上的各種改變。