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基于GSM的嵌入式物流监控系统的设计与实现的开题报告一、研究背景及意义在当今物流行业中，物流监控系统已成为企业管理不可或缺的一部分。
物流监控系统能够实现对物流运输过程中车辆、货物等的实时监控，能够提高物流运输效率，保障货物安全，降低运输成本，改善物流服务质量。
针对物流监控系统的要求，本文将从嵌入式技术出发，利用GSM技术构建一个基于GSM的物流监控系统。
GSM技术是一种常用的移动通信技术，具有网络覆盖广、传输速率快、稳定性强等优势，可以实现对物流车辆、货物的远程监控。
二、研究内容及目标本文旨在研究基于GSM的嵌入式物流监控系统的设计与实现，主要包括以下内容：1. 对GSM技术的相关知识进行研究和分析，并对其优缺点进行评估。
2. 设计嵌入式物流监控系统的整体框架，确定系统硬件和软件的组成和功能。
3. 研究GSM网络的物联网协议，使用短信和GPRS数据传输协议进行通讯。
4. 设计物流监控系统的数据采集模块、数据处理模块和远程监控模块，并进行相关算法的研究。
5. 进行系统的实现与测试，并对系统的功能进行验证与评估。
基于以上内容，本文的研究目标在于：1. 实现一款基于GSM的嵌入式物流监控系统，能够对物流车辆、货物进行实时监控。
2. 提高物流运输效率，提升物流服务质量。
3. 降低物流运输成本和风险，保障物流安全。
三、研究方法和步骤本文的研究方法主要包括基于理论和实验的研究方法。
具体步骤如下：1. 分析和总结现有文献，对GSM技术和物流监控系统进行回顾和分析。
2. 确定嵌入式物流监控系统的设计思路和运作原理。
3. 设计物流监控系统的硬件和软件架构，并研究相应的通信协议。
4. 编写嵌入式系统的程序，并进行调试和测试。
5. 进行系统测试和数据分析，对系统的性能和功能进行评估。
四、预期成果1. 完成一款基于GSM的嵌入式物流监控系统的设计与实现。
2. 验证系统的性能和功能，评估系统的稳定性和可靠性。
3. 探究物流监控系统的设计思路和运作原理，为其他相关领域的研究提供参考和借鉴。
基于嵌入式网络技术和CDMA服务的远程农田信息监控系统的开题报告一、研究背景随着科技的发展和农业的现代化，农业信息化已经成为一个重要的发展方向。
远程农田信息监控系统作为农业信息化的一种应用，可以大大提高农业生产的效率和质量。
此外，农田监控系统还可以对农作物生长情况、土壤水分和肥料情况等进行实时监测，提高农民的收益和农业经济的发展。
目前，农田信息监控技术已经得到了广泛应用，但传统的监控系统存在一些缺点，如安装复杂、维护困难等问题。
随着嵌入式网络技术的发展，基于嵌入式网络技术和CDMA服务的远程农田信息监控系统应运而生，成为了一种先进的监控系统，解决了传统监控系统的许多不足之处。
二、研究内容本项目将采用嵌入式网络技术和CDMA服务，设计一种基于远程农田信息监控系统，并应用到实际的农业生产中。
该系统将可以对土壤、水分、气象等信息进行实时监测，并能够将收集到的数据通过CDMA服务传输到云端服务器中进行分析处理。
这样的设计可以大大提高监测的精度和效率，让农民更好地掌握农田情况，做出更好的决策。
本系统的主要功能如下：1. 实时监测监控农田的土壤、水分和气象等信息2. 通过CDMA服务传输数据到云端服务器中3. 数据的存储和管理4. 对数据进行分析和处理，提供相关参数和图表5. 提供远程监控、控制和报警功能三、研究意义本项目可以提高农民对农田情况的监测和控制，大大提高农业生产的效率和质量。
此外，该系统还可以可以大大节约时间和人力成本，增强了农村信息化建设的水平。
四、研究方法本项目采用嵌入式网络技术和CDMA服务，并结合时下流行的网络技术，设计开发一种农田监测系统。
其开发步骤如下：1. 设计系统框架和模块2. 开发采集模块3. 开发传输模块4. 开发显示模块5. 开发控制模块五、预期结果本项目的预期结果是设计出一种基于嵌入式网络技术和CDMA服务的远程农田信息监控系统，并能够在实际农业生产中应用。
该系统具有实时高效、易操作等优点，能够大大提高农业生产效率和质量。
基于GSM的粮仓温湿度远程监测装置设计
吴卓葵
【期刊名称】《电子测量技术》
【年(卷),期】2014(0)9
【摘要】针对粮仓监测技术的需求,提出一种基于GSM的粮仓温湿度远程监测装置设计。
该装置的主要特点为当粮仓的温湿度超出正常范围时,该装置会通过GSM 网络向指定用户的手机发送报警短信,用户也可以通过手机短信随时查询粮仓的温湿度状况。
详细介绍了该装置的硬件和单片机程序的设计方法,并对设计的装置进行了测试。
测试结果表明,设计的装置能实现粮仓温湿度远程和本地监测报警等各种功能,运行效果良好。
【总页数】4页(P94-97)
【关键词】GSM;粮仓;温湿度;远程监测;单片机
【作者】吴卓葵
【作者单位】仲恺农业工程学院自动化学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP274
【相关文献】
1.基于的粮仓温湿度远程监测管理系统的实现 [J], 张建平;马利;何翠华
2.基于MSP430和GSM技术的粮仓温湿度监控系统设计 [J], 郑晓茜;马朝华;赵方;邵帅飞
3.嵌入式远程粮仓温湿度监测系统设计 [J], 李祥
4.基于无线传输的粮仓温湿度远程监测系统设计 [J], 付莉
5.基于GSM的粮仓温湿度无线监控系统设计 [J], 李智强;王艳芳
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基于GSM技术的农业温室远程监控系统孙倩;何文;于忠得【摘要】介绍了基于GSM通信技术和嵌入式系统技术的农业温室远程监控系统.该系统以S3C2440ARM微处理器、TC35I通信模块为硬件核心,实现就地监控与远程控制;以Linux操作系统、GTK为软件核心,实现人机交互.不仅能够对温室的温度、湿度、光照度参数进行就地监控,而且当工作人员远离温室时,可以利用GSM 网络通过手机收发短信,随时查询温室内的实测参数,控制各执行器的启动或关闭,方便、可靠、经济地实现农业温室的远程监控.【期刊名称】《大连工业大学学报》【年(卷),期】2015(034)003【总页数】4页(P217-220)【关键词】嵌入式系统技术;GSM;农业温室;远程监控【作者】孙倩;何文;于忠得【作者单位】大连工业大学信息科学与工程学院,辽宁大连 116034;大连工业大学信息科学与工程学院,辽宁大连 116034;大连工业大学信息科学与工程学院,辽宁大连 116034【正文语种】中文【中图分类】TP273.5农业温室是蔬菜、花卉等具有较高经济价值农作物的种植场所。
对温室的温度、湿度、光照度参数进行远程监控，实时了解温室的环境参数，实时进行远程调整，不仅有利于农作物的优质高产，而且节省人力成本［1］。
目前，国内在农业温室远程控制中，大都采用基于WSN(无线传感网络)结合ZigBee的数据采集系统［2］。
但是ZigBee技术在实际应用中存在很多缺点，例如易受干扰、通信距离短、不适合远程监控等。
移动网络(GSM)覆盖域广、接入迅速、按量计费，在远程数据传输中具有很好的优势。
作者将嵌入式技术和GSM技术相结合，用于农业温室的就地与远程监控，实现了参数的自动采集和远程传输，降低了采集工作量，提高了数据采集精度和信息处理能力。
硬件系统组成如图1所示，主要实现就地监控与远程监控两项功能。
1.1 就地监控就地监控由数据采集处理、微处理器和存储器构成的主机、控制信号输出及人-机接口几部分组成。
基于GSM短信的农业大棚监视系统研究与应用使用网络，而使用短信这种最为简单的方式更加适合大部分农民。
探讨基于gsm短信的农业大棚监控系统研究与应用组成结构，在此基础上，采用自行研制的gsm远程通信控制器，并介绍了该系统的硬件组成和相应软件开发。
在实验室试验中对现场调试的实时性进行了测试，结果表明， gsm短信的农业大棚监控系统满足农业远程监视的要求。
关键词：gsm技术农业大棚环境远程监视中图分类号：tp212 文献标识码：a 文章编号：1007-9416（2015）07-0000-001系统方案设计采用温度传感器、光照传感器、湿度传感器、烟雾传感器、土壤传感器以及人体红外传感器进行环境探测；采用stc89c54rd+单片机作为微控制器；采用sim300模块接发短信；使用pt2272作为无线接收模块。
机主手中有一个遥控器对应的不同的编码，设置为安全模式，在突破设定的安全值时，则自动把数据和警告通过短信发送到机主。
设置为设置模式时，机主按照要求发送一个设置短信到本系统中，本系统通过内部处理后，将把重要消息存储到sim卡里，如机主手机号码，各个传感器的安全值，防止掉电擦除。
设置为正常模式时，系统将不处理人体红外传感器探测的数据。
方案设计如图1所示。
2硬件设计硬件由系统由stc89c54rd+单片机最小系统，lcd1602显示，传感器，sim300模块。
因实验室的条件所限，传感器只使用了烟雾传感器和人体红外传感器进行探测。
原理图如图2所示。
根据原理图可知，stc89c54rd+单片机还有很多的i/o没有使用。
可以继续接其他的传感器。
3软件设计程序书写采用c51语言，方式为模块化设计，以便程序的修改、调试以及升级。
本系统单片机与sim300模块使用串口通信，通信协议为at指令。
主程序如图3所示。
4系统测试通过对人体红外传感器以及烟雾传感器的的测量以及设计，验证了本方案的可行性以及可靠性。
得到了相应的结果。
基于ZigBee和GSM的农产品物流信息采集系统设计
顾延涛;刘成忠;徐纬芳
【期刊名称】《湖南农业科学》
【年(卷),期】2012(000)001
【摘要】针对农产品运输环节实时监测的需要,提出了基于ZigBee和GSM的农产品物流信息采集系统的设计.该系统利用ARM 11处理器控制ZigBee无线传输模块和GPS模块接收数据,将采集的数据通过GSM网络传输到数据管理中心.结果表明,基于ZigBee和GSM的农产品物流信息采集系统具有高效、稳定和使用方便等特点,实现了嵌入式车载信息的有效采集.
【总页数】4页(P126-128,132)
【作者】顾延涛;刘成忠;徐纬芳
【作者单位】甘肃农业大学工学院,甘肃兰州730070;甘肃农业大学信息科学技术学院,甘肃兰州730070;甘肃农业大学工学院,甘肃兰州730070
【正文语种】中文
【中图分类】TN919.72
【相关文献】
1.基于ZigBee无线传感网络的交通信息采集系统设计 [J], 邱萌萌;杨浩;李炜
2.基于Zigbee技术的信息采集与控制系统设计 [J], 张露;张志宏
3.基于Android和ZigBee的信息采集与处理系统设计 [J], 苏建凯
4.基于Android和ZigBee的信息采集与处理系统设计 [J], 苏建凯
5.基于Zigbee的环境温湿度信息采集系统设计 [J], 林坤林;黄成丽
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R读者园地eaders 'home 2019年第47卷第2期罗金龙等 基于嵌入式控制系统低成本物品引导车设计90 收稿日期:2018-11-27基于嵌入式控制系统低成本物品引导车设计罗金龙,李仁军,任 亮,朱群峰,汪惟文(中国电子科技集团公司第二十一研究所,上海200233)摘 要:设计了一种基于嵌入式控制系统的低成本物品引导车㊂利用室内自定位传感器,差分驱动器和多媒体交互等模块,实现自动将物品搬运到指定地点㊂室内自定位功能是通过融合航迹推算和视觉测量来实现的,在多媒体交互模块中,嵌入与模块的位置坐标相关的音频文件㊂通过位置坐标接近物品站点并等待物品装载完成,自动将物品运送到指定位置㊂开发了物品引导车的原型,并通过实例介绍来论证设计的合理性㊂关键词:物品引导;机器人;嵌入式控制系统;室内自定位;多媒体交互中图分类号:TM359.9 文献标志码:A 文章编号:1004-7018(2019)02-0090-03Design of a Low Cost Goods Guided Vehicle Based on Embedded Control SystemLUO Jin⁃long ,LI Ren⁃jun ,REN Liang ,ZHU Qun⁃feng ,WANG Wei⁃wen(No.21Research Institute of CETC,Shanghai 200233,China)Abstract :A low cost goods guided vehicle based on embedded electronic System is designed in this e indoorself-positioning sensors,differential drivers and multimedia interaction modules to automatically transfer goods to designated locations.Among them the core indoor self-localization function is achieved by fusing dead-reckoning and visual measure⁃ment involving inertial measurement unit (IMU),a pair of hall encoders and a camera.On this basis,audio files related with the location coordinates are embedded into the module of multimedia interaction.Then the robot can approach the goods location and wait for the goods to load,and finally automatically transfer goods to designated locations.A prototype of thegoods guided vehicle is developed to prove the rationality of the design with an example introduction.Key words :goods guided,robot,embedded control system,indoor self-localization,visual measurement0 引 言随着服务机器人研究浪潮的兴起,嵌入式控制系统[1],视觉测量和视觉SLAM 技术得到了快速发展,服务机器人的制造成本比以前低得多,这使得机器人对消费者和企业家越来越有吸引力㊂研究人员正在努力寻求新的技术方法,避免仅关注算法的最新创新,使机器人的制造成本接近于普通消费电子产品的成本㊂例如,院子割草机器人使用由DC 线环产生的磁场来感测边界并返回到充电桩[2];扫地机器人通常采用的是红外光信号进行对接;窗户清洁机器人则是由一对内部单元和外部单元组成的磁铁粘附在窗户玻璃上,同时利用重力计和编码器进行自定位导航[3]㊂它们都是基于低成本的嵌入式控制系统㊂本文介绍了引导机器人的嵌入式电子系统框架,提出了一种将霍尔编码器㊁惯性测量单元(以下简称IMU)和摄像头的多传感器融合方法,完成了室内自定位的核心功能,利用所开发的机器人样机进行室内导引服务实例㊂1 设计嵌入式控制系统的框架图1定为室内物品引导机器人设计的嵌入式控制系统框架,该系统由五部分组成:自定位传感器,多媒体交互模块,避障传感器,差分驱动机构,嵌入式控制单元㊂图1 嵌入式控制系统的框架 自定位传感器模块包括:一个用于测量机器人航向过程的车载IMU;一对霍尔编码器,其可以进行距离估算;一个摄像头用来捕捉坐标和修复航位推算的误差,实现准确自定位㊂需要指出的是,摄像头有独立的CPU 用来提取图像特征[4],有助于嵌入式控制单元将所有运算能力集中作用到实时信息采集和决策中㊂ 2019年第47卷第2期R读者园地eaders 'home 罗金龙等 基于嵌入式控制系统低成本物品引导车设计91 多媒体交互模块是由触摸屏,扬声器和板载蓝牙三部分组成㊂触摸屏加载有UI 按钮和有关目标引导站点的媒体文件㊂通过串行端口,嵌入式控制板读取触摸屏UI 按钮的ID,并传送命令,使屏幕播放相关的媒体文件㊂用户手机可以通过蓝牙模块连接嵌入式控制板,取代触摸屏,从而降低机器人的成本㊂避障传感器模块包含红外(避障)传感器和超声波探头,它们克服了彼此的缺陷㊂例如,红外传感器可以检测超声波探头无法感应的吸音障碍物[5],超声波探头可以发现不能触发红外传感器的透明玻璃㊂差分驱动机构由2个轮毂电机㊁与之对应的霍尔编码器以及电机驱动器组成㊂受益于轮毂电机,机器人可以在没有复杂传动机构的情况下制造㊂需要指出的是,霍尔编码器的电子状态可以同时被嵌入式控制系统检测和解码[5],节省了这两步所需时间,使得运算速率更快㊂嵌入式控制单元使用的电源是来自于24V 锂电池,并转换为3.3V㊁5V㊁12V 供其它部件使用㊂嵌入式控制板各部分详见如图2所示㊂它由一个配置有STM32CPU,4G 闪存,256字节EEPROM 和32MSDRAM 的核心MCU 扩展而来㊂板载IMU 和蓝牙电子芯片,MCU 通过IIC 或TTL 的板载总线与它们交换数据㊂SP3232和SP485芯片的作用是将MCU 的TTL 串口转换为RS232/485串口㊂TLP521光电耦合器芯片用于完成红外传感器与MCU 的GPIO 之间的信号耦合㊂采用DC-DC 芯片将24V 和20A㊃h 容量的锂电池转换成每个部件所需的电压㊂图2 中枢控制器的设计框图2 室内自定位室内机器人的自定位方法是基于车载IMU㊁霍尔编码器和摄像头的多传感器融合[6]㊂图3示出了多传感器的融合模型,嵌入式控制板的MCU 对霍尔编码器进行解码,从IMU 获得机器人的距离增量和读取航向角,进行航位推算(无需视觉测量即可推算出机器人的位置坐标)㊂同时,如果摄像头捕获到位置坐标特征,则将执行视觉测量,包括像素坐标㊁机器人的航向角和航位推算结果,以估算位置坐标[7],测量结果将与数据库中已采集的坐标进行比照,用于检测是否已记录在数据库中㊂如果已记录,则该坐标的记录位置将用于计算航位推算的漂移误差㊂否则,数据库将记录估算出的位置新坐标㊂图3 用于自定位的传感器融合模型2.1 航位推算图4说明了航位推算过程㊂每个轮毂电机配备图4 通过编码器和车载IMU 进行航位推算一个霍尔编码器,有3个IO 口输出电子信号㊂在理论上,这些信号线可以形成23=8个状态,但是在实践中仅输出6个状态㊂一旦嵌入式控制板检测到状态被切换,它就意味着轮毂电机向前或向后移动了N 个Δd 距离,并且Δd 等于轮子圆周的值除以编码器在一个完整圆周内的总状态切换次数[8]㊂航位推算坐标(D x t ,D y t )如下:Dx t =Dx t 1+Δd ∑i (t )i (t 1)[(L λi +R λi )cos D θ/2]Dy t =D y t 1+Δd ∑i (t )i (t 1)[(L λi +R λi )sin D θ/2üþýïïïï](1)式中:(D x t 1,D y t 1)表示机器人的最后航位推算位置坐标;L λi 和R λi 表示左轮毂电机和右轮毂电机霍尔编码器的开关状态,1,-1,0分别表示正向㊁反向或无开关状态;D θ是IMU 提供的航向角[9]㊂2.2 视觉测量当摄像头捕获位置坐标时,它将目标物的中心像素坐标(u L ,v L )发送到嵌入式控制板[10]㊂在坐标系{R }中的机器人平面坐标R P L (R x L ,R y L )是由映射矩阵计算而来,该映射矩阵可以根据摄像头模型和标定的内外参数推导出来[3],但摄像头的标定通常是非常繁琐的,考虑到摄像头的畸变,这里引入二阶泰勒模型来计算R P L 坐标,如下:R x L =u L k xu +v L k xv +u 2L k xuu +v 2L k xvv +u L v L k xuv +k x 0Ry L =u L k yu +v L k yv +u 2L k yuu +v 2L k yvv +u L v L k yuv +k y }(2)R读者园地eaders 'home 2019年第47卷第2期罗金龙等 基于嵌入式控制系统低成本物品引导车设计92 用最小二乘法计算二阶泰勒模型[8],得到六对像素坐标和坐标系{R }中相关的平面坐标㊂然后航位推算坐标(D x L ,D y L )由式(3)计算:D x L D y éëêêùûúúL =R x t R y éëêêùûúút +cos D θ-sin D θsin D θ cos D éëêêùûúúθR x L R y éëêêùûúúL (3) 根据坐标系{W }中的坐标数据库,查询其记录坐标值W P L (W x L ,W y L )㊂计算出航迹推算定位值的漂移矢量[11],并利用多传感器融合值进行自定位,用式(4)计算出机器人在{W }中的坐标(W x t ,W y t ):W x t W y éëêêùûúút =D x t D y éëêêùûúút +W x L W y éëêêùûúúL -D x L D y éëêêùûúúL (4)3 机器人样机根据上述设计,开发了机器人原型及其嵌入式控制板,如图5(a)和图5(b)所示㊂串口触摸屏和扬声器安装在机器人的顶部,机器人中间预留空间部分可以用来装载物品,下方以及底部组成智能移动控制系统,由一对无刷直流轮毂电动机驱动㊂平台的嵌入式控制板位于内部中心,其相机面向地面㊂控制板底部是空腔结构,利用该空腔结构,外部自然光或室内光被屏蔽,相机可以更快㊁更稳定地利用内置LED 捕获和提取路标的像素特征[12]㊂图5(c)显示了由照相机拍摄的图像,其中坐标被标记为白色矩形,图像中心的另一个圆形光斑是发光LED 在地板上的反射㊂在这些硬件基础上,机器人实现了前面提出的自定位功能㊂屏幕UI 按钮设计成如图6所示的屏幕界面,每个按钮都与室内位置坐标㊁介绍图片和音频文件有关㊂图6示出了机器人的执行服(a)机器人原型(b)嵌入式控制板(c)由相机捕获的坐标图5 机器人样机及其嵌入式控制板图6 屏幕界面的原型务实例,以证明设计的合理性㊂当访问者有行李需要搬运时,可以触摸屏幕中央的UI 按钮 服务机器人实验室”,机器人根据所试教的历史位置找到导航线,引导访问者,并运载访问者的物品到达指定的目的地[13]㊂4 结 语本文设计了一个基于嵌入式控制系统的低成本室内物品引导车,访问者可以将随身携带的物品放入引导车,引导车会根据访问者输入的目的地自动进行路径规划,将物品运送到指定的地点㊂同时,访问者可以跟随引导车,引导车也可以通过播放音频文件,介绍沿途经过的地点和需要注意的事项等㊂参考文献[1] 徐德,邹伟.室内移动式服务机器人的感知㊁定位与控制[M].北京.科学出版社,2008.[2] 戴博,肖晓明,蔡自兴.移动机器人路径规划技术的研究现状与展望[J].控制工程,2005,12(3):198-202.[3] 张继军.自主式移动机器人控制系统设计与模糊控制实现.[D].青岛:中国海洋大学,2004.[4] 王祖强,葛敏,王照君.智能电量测量系统的设计.[D].济南:山东大学,2002.[5] 韩建达,何玉庆,赵新刚.移动机器人系统建模㊁估计与控制[M].北京:科学出版社,2011.[6] 方海婷.嵌入式清洁机器人系统设计与实现.[D].南京:南京理工大学,2009.[7] 刘羽楠,高飞,石建飞.清洁机器人全覆盖算法的研究[J].中国新技术新产品,2009(6):2.[8] HARE S,GOLODETZ S,SAFFARI A,et al.Struck:structured out⁃put tracking with kernels[J].IEEE Transactions on Pattern Analy⁃sis and Machine Intelligence,2016,38(10):2096-2109.[9] GUSTAFSSON F,GUNNARSSON F,BERGMAN N,et al.Particlefilters for positioning,navigation,and tracking[J].IEEE Transac⁃tions on Signal Processing,2002,50(2):425-437.[10] CHENG Y,BAI J Q,XIU C B.Improved RGB-D vision SLAMalgorithm for mobile robot[C]//Proceedings of Chinese Control and Decision Conference,2017:5419-5423.[11] AL -MUTIB K 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