基于物联网的仓库监控系统设计
对仓库进出人员和现场实时情况的监控。监控中心主要负责处理并显示从中控中心发回的数据,是主要的人机交互界面。系统的整体框架如图1所示。
2 系统硬件设计
系统硬件包括ZigBee网络模块和ARM中控中心的硬件设计。ZigBee网络有终端节点、路由器、协调器三种网络设备类型,实现对库房内环境参量的采集和传输。
(1)协调器主要用来协调建立网络、管理网络节点,是整个网络的发起者和维护者;
(2)路由器将终端节点、其他路由节点和协调器节点连接起来,让更多的设备加入到网络中;
(3)终端节点上搭载各类传感器来完成最终的信息采集和设备控制。本系统应用的传感器有温湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、光敏传感器等。ARM中控中心与ZigBee协调器相连,搭载视频采集、声光报警、短信报警、门禁等系统,实现对环境参量数据的处理和现场图像的采集传输。
2.1 ZigBee网络模块硬件设计
该模块以TI公司的CC2530芯片为核心,在此基础上构建无线传感器网络。CC2530是TI公司推出的新一代适合ZigBee通信片上系统解决方案,用于实现无线传感网络技术。它有着极高的集成化水平,集成了符合IEEE802.15.4标准的无线射频收发器件、增强版的8051内核、可编程存储器以及8 KB的SRAM等。CC2530有优良的射频特性和低功耗特性,网络节点功能强大,而且工作在免执照频段;具有出色的接收灵敏度,输出功率最高可以达到4.5 dBm;在无外加功放且电路完全匹配的情况下,通信距离可达百米以上;电源电压范围为1.8~3.6 V,最低工作电压仅需1.8 V,且有4种电源模式,转换时间极短,非常适合需要超低功耗运行的系统。
为了便于设备的维护及应用扩展,将ZigBee模块分为CC2530核心板和底板两个模块。不同网络设备对象的核心板是一样的,底板可以根据需求做适当修改。底板主要由电源模块、外扩存储模块、JTAG接口、RS 232接口、按键及传感器接口等部分组成。在设计核心板时,引脚30需要连接提供基准电流的56 kΩ外部精密偏置电阻器,引脚40需要外接1μF的退耦电容。图2所示是CC2530核心板的设计原理图。
2.2 ARM中控中心硬件设计
中控中心采用三星公司基于ARM Cortex-A8内核架构的S5PV210处理器。该处理器有32位的精简指令集,具有32/64位内部总线结构;CPU内部有两级分布为16/32 KB和512 KB的数据/指令缓存,具有出色的运算能力;为了可靠安全的系统引导启动,内部集成了64 KB ROM和128 KB RAM;多媒体Code
2 系统硬件设计
系统硬件包括ZigBee网络模块和ARM中控中心的硬件设计。ZigBee网络有终端节点、路由器、协调器三种网络设备类型,实现对库房内环境参量的采集和传输。
(1)协调器主要用来协调建立网络、管理网络节点,是整个网络的发起者和维护者;
(2)路由器将终端节点、其他路由节点和协调器节点连接起来,让更多的设备加入到网络中;
(3)终端节点上搭载各类传感器来完成最终的信息采集和设备控制。本系统应用的传感器有温湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、光敏传感器等。ARM中控中心与ZigBee协调器相连,搭载视频采集、声光报警、短信报警、门禁等系统,实现对环境参量数据的处理和现场图像的采集传输。
2.1 ZigBee网络模块硬件设计
该模块以TI公司的CC2530芯片为核心,在此基础上构建无线传感器网络。CC2530是TI公司推出的新一代适合ZigBee通信片上系统解决方案,用于实现无线传感网络技术。它有着极高的集成化水平,集成了符合IEEE802.15.4标准的无线射频收发器件、增强版的8051内核、可编程存储器以及8 KB的SRAM等。CC2530有优良的射频特性和低功耗特性,网络节点功能强大,而且工作在免执照频段;具有出色的接收灵敏度,输出功率最高可以达到4.5 dBm;在无外加功放且电路完全匹配的情况下,通信距离可达百米以上;电源电压范围为1.8~3.6 V,最低工作电压仅需1.8 V,且有4种电源模式,转换时间极短,非常适合需要超低功耗运行的系统。
为了便于设备的维护及应用扩展,将ZigBee模块分为CC2530核心板和底板两个模块。不同网络设备对象的核心板是一样的,底板可以根据需求做适当修改。底板主要由电源模块、外扩存储模块、JTAG接口、RS 232接口、按键及传感器接口等部分组成。在设计核心板时,引脚30需要连接提供基准电流的56 kΩ外部精密偏置电阻器,引脚40需要外接1μF的退耦电容。图2所示是CC2530核心板的设计原理图。
2.2 ARM中控中心硬件设计
中控中心采用三星公司基于ARM Cortex-A8内核架构的S5PV210处理器。该处理器有32位的精简指令集,具有32/64位内部总线结构;CPU内部有两级分布为16/32 KB和512 KB的数据/指令缓存,具有出色的运算能力;为了可靠安全的系统引导启动,内部集成了64 KB ROM和128 KB RAM;多媒体Code