基于无线通信的仓储中心环境监控系统设计

[摘 要] 应用无线通信与嵌入式控制器技术设计应用于物流仓储中心的环境监控系统，系统将仓储中心的多个仓库的环境信息通过无线通信采集，由管理计算机监控，实现报表及历史数据查看，同时实现了环境状态报警信息的短信息通知功能，提高了物流仓储中心管理和服务的质量。 
　　[关键词] 环境监控系统 物流仓储中心 
　　 
　　物流中心信息化水平已经是物流中心效率和服务水平提升的关键因素。但随着越来越多的行业依赖现代化物流，许多企业对物流服务特别是物流仓储服务提出了个性化的服务需求，例如一些大型的商场和超市也对仓储中心提出了温湿度分区控制的需求；食品行业中的乳品企业对原料及成品的仓储需要对温度严格控制；烟草行业对原料仓储的湿度比较敏感。本文针对这些仓储个性化需求，研制了应用于物流仓储中心的环境监控系统，主要对仓储中心各区域的温度和湿度进行个性化检测和控制，采用无线通信技术，使得系统配置灵活，功能全面，并具有较高的性能价格比。 
　　一、系统结构 
　　目前许多仓储中心尚无环境监控信息系统，有些则采用简单的温度、湿度显示记录仪表，这些传统的设备大多是单机工作，不便于网络化信息管理，有些显示记录仪表虽然带有通信接口，但一般采用有线通信，网络布线复杂，建设成本高，后期维护费用高，不便于系统结构调整。本文设计了基于无线通信的分布式监控系统，是得仓储中心环境监控变得灵活简单。如图1所示，在仓储中心的办公室（或管理中心）安装管理计算机，管理计算机通过无线通信与分布与各个仓库中的环境监控器通信，采集各仓库的环境信息，包括温度湿度数据，然后将数据记录于管理计算机以便于信息的历史查询与报表，这是环境监视功能；管理计算机还可以根据用户的需求设置需要的温湿度要求，温湿度随时间的变化可以用表格设置，管理计算机按照用户的需求通过无线通信控制环境监控器来控制空调和通风装置，这是环境控制功能；如某仓库环境异常，管理计算机可将异常信息报告通过短信方式发送到仓储中心管理员的手机上，这是无线汇报功能。通过本设计的环境监、控和无线汇报功能可使仓储中心服务质量得到提升。 
　　如图1所示，系统实际安装时，仓库和管理中心顶部无需安装天线，图中天线仅为示意，实际的天线都为安装于室内的小型天线。对于环境监控器，天线直接安装于监控器机箱上，对于管理计算机天线安装于通信控制器上。一个仓库的不同区域可以安装多个环境监控器，只要能提供220V交流电源的位置就可以安装环境监控器。整个系统无需网络布线，环境监控器采用壁挂式结构，安装方便，在使用过程中，可随时随地移动位置。管理计算机采用普通计算机或笔记本电脑，计算机通过USB2.0与无线通信控制器连接，实现监控数据的双向传输。 
　　二、系统设计 
　　整个仓储中心环境监控系统的硬件分为三部分，即环境监控器、管理计算机、无线通信控制器。其中环境监控器和无线通信控制器为自主研发的硬件设备。这两部分都采用嵌入式系统设计完成。 
　　图2为无线通信控制器结构图，其核心使用Philips公司ARM7微控制器LPC2148处理通信数据，完成一个有线通道和两个无线通道的通信桥接功能。设计中通信控制器与管理计算机的通信采用LPC2148集成的USB2.0控制器，通信控制器与无线数传模块使用UART0接口，信号电平为TTL，与GSM短信模块的通信使用LPC2148的UART1，通过Max232转换为RS232电平。通信控制器内置开关电源，供电为220V，采用标准的计算机用电源电缆。 
　　管理计算机管理软件设计中的重点之一是无线通信控制器USB2.0接口的通信驱动软件设计，Philips已经为处理器LPC2148提供了全面的USB2.0设计解决方案，包括在嵌入式端的标准接口函数和基于Windows操作系统的PC端的连接库DLL，连接库提供了USB端点访问的基本API函数，通过使用这些标准的设计接口，可快速实现这一通信功能。 
　　三、结论 
　　现代化的物流服务是物资中转,再加工、存储、销售、分发等业务的纽带，物流信息化是提升物流服务的重要手段，本文设计的仓储中心环境监控系统通过使用无线通信与嵌入式控制技术，实现了仓储中心各仓库各区域的温湿度监控和无线远程汇报，可提高仓储中心服务水平。可以展望，若使系统中的管理计算机接入互联网，将系统管理软件升级为Web版本，本系统将为客户提供远程个性化配置、监控和管理功能。