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RFID和GSM技术搭建的智能化救灾物资分配监测系统
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摘 要：本文利用无线传感器网络（WSN）技术、无线射频识别（RFID）和全球移动通信系统（GSM），构建了一个无线通信应用和智能应用系统。无线传感器网络结合了无线射频识别系统的基本材料属性数据、材料环境数据。这些数据是通过卫星和全球定位系统的各种传感器和材料的坐标信息感知的。信息处理子系统采用实时数据传输的GSM进行智能控制和全过程的物资调度决策支持和管理，如非智能数据采集，实时监控过程中的材料运输过程和实时调度。
关键词：无线传感器网络，RFID系统，GPS，SM；物联网。
1绪论
在海洋风暴潮灾后，对救灾物资的及时发放和智能管理是非常重要的。监控和管理地理分布广阔的复杂环境特征上的救援物资也是非常艰难的。随着无线传感器网络，RFID和GSM技术、智能物流管理系统出现在物联网的技术的不断提高和成熟，它们在输入材料信息，自动部署，全球控制的过程中发挥着重要作用，从而使配给，装载，运输和交付的过程更加高效。
本文通过WSN,RFID和GSM技术建立起了一个救灾物资分配系统的风暴潮。它真正实现了在实时数据采集、分析、评估和动态监测的过程中配送和运输，以确保救灾物资都能及时安置。
2物联网的基本概念，无线射频识别与无线传感器网络
物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
RFID，即无线射频识别技术，是一种短距离无线通信系统，它是通过射频技术实现自动识别目标的非接触式方法。一个基本的RFID系统由三部分组成：标签，天线和读写器。
无线传感器网络[2,3]引起了人们的极大关注，传感器网络是由各种应用各种节点组成，但一般来说，它们包括四个部分：数据采集，数据处理，数据传输和功率[4]。数据采集单元由各种传感器构成，负责一些材料的环境数据；数据处理单元，具有嵌入式处理器，负责数据编码和处理；数据传输单元由无线通信模块或射频模块组成，实现数据的即刻传输；电源单元一般采用锂电池或交流电源连接。
3智能系统的总体设计
3.1设计框架
该系统由以下几部分组成，无线传感器节点模块感知救灾物资的环境数据，RFID模块识别并提供各种救援物资的数据，通过车载GPS芯片和卫星，精确定位移动对象模块，数据传输模块通过无线通信网络和GSM模块，分析数据处理，使救灾物资信息在子系统进行分析与决策。具体结构如图1所示：
图1 整个监控系统的设计框架
存储在RFID中的基本属性数据和材料的环境数据被各种传感器所感知，如温度、湿度和压力，通过无线通信发送到RFID阅读器，而坐标信息材料通过具有卫星定位功能的GPS芯片收集并通过串口传送给RFID读写器。RFID中的单片机模块做一个总结的过程，它通过GSM芯片传递信息，最后通过GSM接收机传送到互联处理中心服务器。救灾物资信息处理子系统在服务器上做了全面的分析和评估，然后建立了一个软件系统，用于实时监控和显示，然后判断监控值，并对救灾物资分配的分配过程进行全面的决策支持和智能控制。
4关键模块的设计与实现
4.1 GSM无线通信模块
在本文中，将采集到的数据发送到GSM无线网络对数据中心的服务器主机，具体过程如图2所示：
图2 GSM无线网络通信
RFID读码的单片机和处理所有的信息是通过串行接口发送到GSM芯片。本文采用华为的GSM芯片GTM900[5]，发送短消息或信息图1信息编码。图一为整个监测系统的设计框架图。GSM无线网络的通信通过无线网络在一定的时间间隔对GSM接收机配备无线卡装置。该设备将信息发送到数据处理中心服务器通过GSM无线网络，然后对数据进行分析和处理。
4.2无线传感器网络节点与RFID读写器系统的通信
无线传感器网络节点与射频识别器相互作用如图3所示：
图3 无线传感器网络节点与射频识别器的相互作用
无线传感器网络节点和RFID读写器交互模块由无线传感器网络节点和射频识别读写器组成。无线传感器节点包含各种传感器，数据处理单T、MCU、存储器、天线、射频模块CC1100和供电单元；而RFID读写器则由单片机、射频模块CC1100、天线、串行接口模块和电源单元组成。
无线传感器网络节点与射频识别器进行通信的过程如下：温度、湿度和压力传感器收集救灾物资的环境数据，然后传送数据到单片机通过串口。本文选用MSP430系列MSP430F2012作为控制模块。数据由单片机进行编码，并通过串口发送到存储器中，然后将数据发送到由串行端口连接的无线射频模块。无线射频模块采用了Chipcon公司的CC1100射频芯片。传感器和属性数据通过天线传输到RFID阅读器发送到MSP430F2012单片机通过串口、通过RS232双向串行端口编码和处理数据，并与外部计算机交互。在无线传感器网络节点和RFID读写器的动力装置是一个7000毫安时锂电池。
4.3获得救灾物资的坐标信息
基于卫星定位的全球定位系统，接收材料的坐标信息。本文采用Ublox[5]GPS模块，因为它可以很容易地把接收的信息直接从串行端口与无线通信模块，GSM芯片进行集成。运载救援物资的各类车辆配备有一个全球定位系统模块，它与卫星进行实时交互，得到物料的具体坐标，然后通过串行接口处理运输到RFID阅读器。最终，以单片机为核心的信息通过无线网络传输到数据中心服务器。
4.4救援物资运输和信息处理子系统的设计实现
救灾物资运输信息处理子系统包括信息采集、信息存储、地图信息显示和决策支持。四个模块如下图4：
图4 信息处理子系统的功能模块
信息采集模块的功能是收集所有的数据，包括材料的环境数据，各种传感器数据。基本属性数据存储在标签，并由全球卫星定位系统芯片和卫星收集的救灾物资的坐标信息。所有的数据都是通过GSM无线网络传输到主机的材料配送中心。
使用Flex和地图处理功能，在ESRI公司的ArcGIS API for Flex进行动态地图显示和数据流程图信息显示，显示交通路线和定居点地图。同时，每辆车都在地图上显示。车辆的位置由全球定位系统芯片定位。通过点击特定的汽车来获得基本性能数据和材料环境温度等数据。另外，在此基础上的一些分析数据的决策和预警信息显示在地图上。该地图是一个形象的分布监测控制中心，而且更加方便和直观。
存储模块的基本信息，坐标值和环境数据供应使用Hibernate框架Oracle 10g数据库，并提供决策的数据支持。
决策支持模块进行了全面的分析和评估，采用java技术传输数据，主要集中在每辆车的救灾物资基本性能数据，然后再根据各定居点的最新需求，进行商品调配；它匹配的坐标信息，来确定是否到达定居点和何时才能将到达。因此，材料配送中心可以及时通知定居点；它在温度、湿度和压力的基础上决定货物的质量。如果参数太大，决策支持模块将通过短信通知车辆司机，这样我们可以及时保障救灾物资。
5结论
综上所述，本文设计的系统采用传感 器、RFID系统和GPS定位芯片收集救灾物资的数据，包括基本属性数据、材料的环境数据，并协调本文的数据，通过GSM实时无线通信网络传送给数据处理中心服务器。在服务器的信息处理子系统对数据进行综合分析和评估，给出了所使用的调度结果。结果可以提高整个监测和部署过程的效率和满足灾民的需求。该系统可以提高无线网络的稳定性，减少数据丢失和传输延迟现象，降低RFID模块和单片机的功耗。
参考文献
[1]. Jeremy Landt,”The History of RFID”, Potentials,IEEE, Vol. 24,Issue 4,Oct-Nov,2005,pp.8-1 1
[2]. Cui L, JuHL, Miao Y, Li TP, LiuW, Zhao Z,” Overview of wireless sensor networks”, Journal of Computer Research and Development, Vol.42,No.2,2005, pp.163minus;1 74
[3]. Li JZ, Li JB, Shi SF,”Concepts, issues and advance of sensor networks and data management of sensor networks”, Journal of Software, Vol.14,No.10, 2003, pp.1717minus;172
[4]. Ren Feng-Yuan, Huang Hai-Ning,Lin Chuang,”Wireless Sensor Net Works”,Journal of software, Vol.1 4,No.7,2003, pp.128
基于RFID的固体废物收集过程
Suchit S. Purohit Vinod M Bothale
摘 要：RFID技术是近年来最有发展前途的技术之一。本文提出了一种利用RFID技术，自动化系统，GPS
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