冷鏈物流監控系統設計
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1 系統設計
系統主要針對冷鏈的全過程進行實時監控，需要對溫、濕、光度及地理位置等信息進行采集并處理，通過GPRS數據分組的方式無線傳輸數據到服務器；系統設計綜合各種因素，提高了對環境的突變的響應速度；設計的服務器端是B／S模式，通過互聯網或手機實時監控物品的狀態，方便用戶隨時隨地地查看運輸途中物品的環境參數，以減小經濟損失。如圖1所示，是系統的構成框圖，包括終端設備、互聯網、B／S架構服務器。
1．1 終端硬件設計
系統終端硬件部分是以MSP430為核心設計，采集冷鏈的環境特征數據并處理，通過SIM300的GPRS數據分組功能接入互聯網服務器。終端電路包括電池管理部分、箱子開關狀態監測傳感器、工作位置監測傳感器、溫度傳感器、光度傳感器、濕度傳感器。終端硬件構成框圖如圖2所示。
1．1．1 硬件電路設計
設計選用美國TI公司MSP430F149芯片為控制核心，通過串口控制GPRS模塊數據傳輸；利用其內部集成的A／D模塊檢測濕度；利用其60 kB Flash存儲器存儲大量的數據，保證整個運輸過程數據可靠保存；利用其內部模擬比較器檢測外部光強度。系統設計以CN3063電池充電管理芯片為中心的電池管理電路，提供了充電狀態指示，提供電池溫度保護電路。采用低功耗LDO穩壓芯片TLV70033提供3．3 V供電，如圖3
所示。系統選用光敏電阻作為光強度檢測傳感器，檢測一定強度的光，如圖4所示，CA0與CA1為單片機內部模擬比較器正負輸入端子，調節W1可以調整檢測光照強度閾值。利用DS18B20測量環境溫度，其在穩定測量這測量中穩定精度高。電路在設計中還利用霍爾開關TP4913檢測工作位置和工作狀態，通過霍爾開關，使產品的整體封裝更簡單，成本更低。
1．1．2 硬件低功耗設計
系統硬件功耗要求嚴格，必須保證系統平均功耗4．2 mW。因此，采用低功耗技術的MCU，其活動模式280μA@1 MHz，待機電流1μA；電池管理芯片的睡眠電流3μA；選用SIM300，提供GPRS分組數據傳輸，其待機電流1 mA。
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