监控系统都以车辆为监控对象，而车内货物信息只能来自于离线的数据库，不具备及时了解货物实际变化的能力。本文以Silicon Laboratories公司的C8051F040单片机为核心，通过扩展GPS、GPRS、RFID等模块，在实现车辆GPS远程监控的基础上，实现了车辆所运输货物信息的实时传输，有助于真正实现物流系统的全程监控。

图1 物流车辆监控终端硬件结构框图

SMBus(IIC)、SPI和2个增强性UART串口，5个通用16位计数器/定时器，专用的看门狗定时器。单片机的指令处理能力最高可达25 MIPS，可以满足监控终端的数据处理要求。

iTrax300 GPS模块和WAVECOM GR64GPRS模块。单片机与模块之间采用TTL串行通讯，波特率4800bps至19200bps可调。单片机的EMIF(外部存储器接口)配置到P4-P7口上，采用数据线/地址线非复用方式。在EMIF上接口TL16C554异步通讯组件可为单片机扩展4路增强型UART，各路UART波特率可达lMbps。这4路UART中。A路经过MAX485芯片做电平转换后连接SuperRFIDSPD300 RFID模块。以读取货物上的RFID标签信息及驾驶员工卡信息;B路经过MAX3232芯片做电平转换后提供给用户用于配置监控终端参数;C路、D路串口备用。LCD显示模块LCMl2864ZK也通过EMIF与单片机连接，用于显示车辆、货物及监控中心传来的信息;监控终端开机时需要载入一些参数，如监控中心IP地址，上传信息的定时/定距间隔等，这些都需要存储到非易失性存储器中。本设计采用Ramtron的铁电存储器FM24CLl6A，容量为2Kbits，可直接通过SMBUS(IIC)总线与C8051F040接口，不但使用方便，读写速度和寿命也优于一般EEPROM;单片机通过I/O控制继电器实现车辆断油、断电、报警等功能;系统所需的3.6V(GPRS模块)和3.3V(电路其他部分)电源南2路LM2596提供。MAX706芯片用以实现系统复位和电源管理。

图2 监控终端软件整体流程图

图3 反馈信息匹配过程

电子生产的SuperRFID SPD300 RFID读卡器。它是一款2.4G RFID产品，町同时读取200张RFID标签信息，识别距离从0米到80米可调。RFID读卡器开机后将按照每0.5秒一次的频率扫描货箱内的RFID标签，标签信息由信息头(Ox02)和24bits标签编号组成。在应用巾需要解决两方面的问题：一是如何降低RFID功耗的问题。RFID读卡器连续工作时功耗较大。本设计由单片机的I/O控制继电器实现RFID读卡器周期性工作，从而达到降低功耗的目的;二是如何得到可靠的RFID标签扫描结果的问题。当货箱内RFID标签较多的时候一次读卡结果可能不全面，会漏掉某些标签信息。这时需要综合多次扫描结果才能形成全面的扫描结果。本设计中单片机每次采集1.9秒RFID信息(即=三次扫描结果)综合形成本次RFID扫描结果，结果全面可靠。

2.3 RFID应用程序分为两部分，即货物装卸监测与在途监测。

货物装卸监测程序流程可简述为：终端收到中心发来的货单后，开始匹配货场区域，一旦车辆驶入货场区域即提示车辆装货。这时车内RFID读卡器以较短的间隔循环扫描车内RFID标签。装货完成后，一旦GPS检测到车辆驶出货场即开始将车内RFID标签列表与中心下发的货单列表比较，如发现装错货物立即报警，否则转入在途监测程序。当GPS监测到车辆到达货场区域时，监控终端提示卸货。RFID读卡器监测卸货情况。卸货完毕，终端核对货单，检验是否卸错货物，如卸错货物则报警提示。

在途监测程序流程可简述为：单片机通过继电器控制RFID模块每隔一定周期扣描若干次RFID标签。单片机采集其中三次扫描结果形成本次标签扫描结果进行比较。如果发现标签有增减，刚主动通过GPRS向监控中心上报。此外，根据中心设定的时间间隔，终端会定时上报车内现有货物信息。

两部分程序的切换由车辆所处位置及货单执行情况决定。单片机通过GPS实时监控车辆位置，监控中心会设定一些重要监控区域(如货场、禁止驶入譬域、危险区域等)，车辆一旦进入这些区域，一方面监测程序做相应切换，另一方面终端会向监控中心报告车辆位置并警告提示。货单则是控制RFID货物监测程序启动、结束、报警、上传数据的重要依据。

3 结论

本文的创新点在于将RFID技术与车辆定位系统集成到了一起，填补了货物在途监测环节的空白。在使用中，终端表现出运行稳定，配置方便等特点。将RFID技术应用于车辆监控终端中，满足了货物在途检测的需求，为实现货物从生产至销售的全程检测提供了有利支持。本文介绍的AT指令解析及控制GPRS模块通讯的方法具有通用性，可直接用于类似的设计中。该设计已在北京市快速公交1号线和北京物资学院物流实验教学系统中得到应用。