基于嵌入式快递包裹实时跟踪系统设计

郭志雄　缪文南

摘 要： 快递包裹实时跟踪系统主要由包裹传感器模块、车载嵌入式终端以及客户网页查询系统组成。系统以S3C2440作为主控制器，通过若干传感器检查包裹的实时状态。包裹传感器系统与车载嵌入式系统通过无线模块进行通信，用GPS接收器接收经纬度信息，所有包裹相关信息以GPRS无线传输到远程服务器；网页客户端结合Google地图将包裹发生的各种警报标记在地图上，同时在地图上实现包裹运行轨迹的实时显示；最终解决了传统快递所不具备的包裹实时跟踪轨迹和快递运输过程中信息反馈功能的问题。

关键字： S3C2440； 无线模块； GPS； GPRS； Google地图

中图分类号： TN911?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）01?0038?03

Abstract： The express parcel real?time tracking system is mainly composed of parcel sensor module， vehicle?mounted embedded terminal and customer webpage query system. S3C2440 is used as the main controller of the system to inspect the real?time state of packages through several sensors. The parcel sensor system communicates with the embedded system through the wireless module. The GPS receiver is used to receive latitude and longitude information. All of the information related to package is sent to a remote server through GPRS. In combination with Google maps， various warning marks of packages can be found by the webpage client， and at the same time， real?time display of the express packages traveling trajectory is realized. The information feedback and real?time tracking functions of the express packages in their traveling process were implemented.

Keywords： S3C2440； wireless module； GPS； GPRS； Google map

0 引 言

目前在中国，随着以网络购物为特色的电子商务的盛行，以快递为主的物流服务在人们日常生活中发挥着越来越重要的作用。据调查，中国的快递业务暂时还没有一种比较完善的包裹实时跟踪系统。当人们寄送或网购一些比较贵重物品的时候，都会担心物品的丢失、掉包、损坏等问题。针对这些问题，包裹实时跟踪系统应运而生。

本系统功能设计主要有以下几点：

（1） 包裹实时跟踪系统可通过客户端结合Google地图/地球对包裹的路线进行实时跟踪；

（2） 包裹在运输过程中非法开箱、碰撞、坠落时，会发生报警，报警信息会标记在客户端Google地图/地球上，同时会给用户发送手机短信提醒；

（3） 客户端Google地图/地球能实时显示包裹所走的路径；

（4） 车载嵌入式系统可以在包裹到达目的地后给接收方发送短信通知。

1 系统方案总体设计

包裹实时跟踪系统是一种基于物联网技术、传感器、包裹实时状态监测的系统。该系统主要由包裹传感器模块、车载嵌入式终端以及网页实时监控包裹状态信息系统三大部分组成。系统运行的系统框图如图1所示。

2 系统主要模块设计

2.1 包裹装置模块设计

包裹传感器模块模块主要由STC89C52处理器、传感器（干簧管检测开关、三轴加速度传感器）、nRF905无线传输模块组成。其中传感器组合用于感知包裹状态，三轴加速度传感器用于检测包裹是否受到剧烈撞击或从高处坠落，干簧管传感器用于检测包裹是否被非正常打开，所有这些包裹状态信息通过nRF905无线模块传输到车载嵌入式终端。包裹装置模块硬件框图如图2所示。

2.2 车载嵌入式终端设计

车载嵌入式终端主要有S3C2440开发平台、GPS模块、GPRS模块、条形码扫描器、nRF905无线传输模块组成。S3C2440开发平台利用Linux操作系统，使用linux?2.6.34.7内核版本。内核通过裁剪、交叉编译后移植到S3C2440开发平台上，构建根文件系统也移植到S3C2440开发平台上。条形码扫描器通过扫描快递条形码信息存储在车载终端并在界面上显示；GPS模块实时采集地理经纬度位置信息；nRF905无线模块则实时接收包裹的状态信息。车载嵌入式终端将所有的状态信息和地理位置信息通过GPRS传输到远程服务终端。车载嵌入式终端硬件框图如图3所示，车载终端界面设计如图4所示。

2.3 服务终端系统模块设计

服务终端系统主要用于查询包裹实时状态信息，该系统主要由Web服务器、Access数据库、ASP网页、Google地图/地球组成。其中Access数据库主要保存车载嵌入式终端发送的相关信息与数据；ASP网页主要调用google地图/地球的信息并读取数据库的数据，实时显示包裹的位置信息、状态信息、运行轨迹等内容；Web服务器的主要功能是将ASP网页放到互联网上。这样客户就可以在任何有网络的地方凭借包裹单号登录界面查询包裹的相关信息。其服务终端系统框图如图5所示，服务终端查询包裹信息界面如图6所示。

3 系统主要软件设计

3.1 包裹传感器装置软件设计

包裹盒里面安装有传感器装置。当包裹发生强烈撞击或者在发送的过程中被打开时，传感器装置就会通过无线方式把相应的警报信息传送到车载系统中，车载终端把信息发送到网页后台服务器中存储。这样就可以保障包裹运输过程中的安全性，包裹传感器装置软件流程图如图7所示。

3.2 车载终端系统软件流程设计

车载终端启动后，首先利用条形码扫描器扫描包裹的物流单号、ID号和接收方手机号码，写入系统界面上，并将GPS接收到的经纬度显示在车载终端界面上；然后把物流单号、ID号、接收方手机号码、经纬度定时写入车载终端的数据库中，另外包裹运输过程中被撞击或者非法打开的状态信息也定时写入车载终端的数据库中；最后把数据库更新的数据定时发送到远程服务终端。具体程序设计流程图如图8所示。

3.3 服务终端软件设计

用户可登录到物流查询系统中，输入物流单号即可查询到相应单号的物品信息，如包裹的具体位置、运输路线轨迹、包裹状态信息。具体程序设计流程图如图9所示。

3.4 车载终端驱动程序的设计

车载终端控制器需要无线模块、GPS、GPRS模块、红外扫描器支持，因此需要编写各个驱动的程序。嵌入式Linux系统中设备驱动程序是一个标准的框架，可以根据硬件结构来填写框架中的函数。主要的函数包括open（），read（），write（），ioctl（），release（），module_init（）和module_exit（）等。为减小内核的大小，需要把编写的驱动程序编译成模块。编写Makefile、Kconfig等文件，分别执行make menuconfig命令选择驱动程序的加载方式，利用make modules命令生成目标文件，最后利用insmod命令调用initial_module函数将编译好的模块调入内存。

4 结 语

本包裹实时跟踪系统提供了一种新型的物流快递运输和用户查询模式，解决了现有过程中可能出现包裹丢失和损坏等问题，实现了包裹开箱报警、碰撞或坠落报警、包裹丢失报警、包裹地理位置实时查询等功能。由于现有的快递运输网络系统的标准尚未统一，涉及到多个子系统和相关技术，系统的兼容性和稳定性需要进一步的提高和改进。

参考文献

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