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集装箱电子封条及其读写设备的研究与实现

作　者: 阮志斌
导　师: 许洪光
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: RFID 集装箱运输电子封条读写设备
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 37次
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内容摘要

在集装箱运输中,如何保证集装箱的安全是首要问题。而随着现代物流的高速发展,这个问题也愈发显得迫切而重要。传统的方法是加装机械式封条,通过封条的完整性,来验证集装箱的完整性。但机械式封条的一切操作都由人工进行,耗费人力而且可靠性不高,已明显不符合现代集装箱物流的发展。RFID技术是利用无线通信来实现的一种不接触自动识别技术。RFID技术识别自动化,且可工作在各种恶劣环境中。RFID的这两点优势非常符合集装箱物流的应用场景。于是,通过将RFID技术集成到机械式封条中,就形成了新一代集装箱封条—电子封条,这种封条的所有操作都可自动完成,避免了人工操作带来的各种问题。本文的研究课题就是研发一种基于RFID技术的集装箱电子封条及其读写设备。首先,对集装箱电子封条监控系统的结构以及工作流程进行了分析,由此得到了电子封条及其读写设备的功能需求,进而通过对这些设备之间通信协议和信息安全问题的研究,完成了对电子封条及其读写设备的总体设计。在工程实现部分,本文对硬件平台和软件设计分别进行了阐述。在硬件平台部分,讨论了各设备的硬件总体结构,各个硬件模块的结构以及驱动实现。在软件设计部分,讨论了软件设计的思想,各个设备的软件结构,以及各个软件任务的具体实现过程。最后通过对各个主要技术参数和功能的测试,实现和验证了整个集装箱电子封条及其读写设备的功能。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-13
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-12
  1.3 本文主要研究内容  12-13
第2章电子封条及其读写设备的总体设计  13-21
  2.1 集装箱电子封条监控系统  13
  2.2 电子封条及其读写设备的功能需求  13-15
    2.2.1 电子封条的功能需求  14-15
    2.2.2 读写器的功能需求  15
    2.2.3 唤醒器的功能需求  15
  2.3 通信协议  15-18
    2.3.1 上位机通信协议  16
    2.3.2 433MHz/2.45GHz 无线通信协议  16-18
    2.3.3 125KHz 无线通信协议  18
  2.4 信息安全  18-20
    2.4.1 加密协议  18-19
    2.4.2 加密算法  19-20
  2.5 本章小结  20-21
第3章电子封条及其读写设备的硬件平台  21-40
  3.1 硬件总体结构  21-23
    3.1.1 电子封条的硬件结构  21-22
    3.1.2 读写器的硬件结构  22
    3.1.3 唤醒器的硬件结构  22-23
  3.2 各硬件模块  23-39
    3.2.1 中央控制模块  23
    3.2.2 电源模块  23-24
    3.2.3 时钟模块  24-25
    3.2.4 433MHz 无线通信模块  25-28
    3.2.5 2.45GHz 无线通信模块  28-31
    3.2.6 125KHz 无线发射模块  31-33
    3.2.7 125KHz 无线接收模块  33-34
    3.2.8 上位机通信模块  34-35
    3.2.9 信息存储模块  35-37
    3.2.10 机械封监测模块  37
    3.2.11 实时时钟模块  37-39
    3.2.12 电池监测模块  39
  3.3 本章小结  39-40
第4章电子封条及其读写设备的软件设计  40-51
  4.1 软件设计思想  40
  4.2 电子封条软件设计  40-46
    4.2.1 电子封条软件结构  40-41
    4.2.2 前台程序和外部事件  41-42
    4.2.3 后台程序  42-46
  4.3 读写器软件设计  46-48
    4.3.1 读写器软件结构  46
    4.3.2 前台程序和外部事件  46-47
    4.3.3 后台程序  47-48
  4.4 唤醒器软件设计  48-50
    4.4.1 唤醒器软件结构  48
    4.4.2 前台程序和外部事件  48-49
    4.4.3 后台程序  49-50
  4.5 本章小结  50-51
第5章电子封条及其读写设备的测试  51-61
  5.1 主要技术指标的测试  51-53
    5.1.1 125KHz 唤醒距离测试  51
    5.1.2 125KHz 无线通信测试  51-52
    5.1.3 433MHz/2.45GHz 无线通信测试  52-53
  5.2 上层功能的测试  53-60
    5.2.1 参数设置  54-55
    5.2.2 施封  55-56
    5.2.3 查封  56-57
    5.2.4 解封  57-59
    5.2.5 异常处理  59-60
  5.3 本章小结  60-61
结论  61-62
参考文献  62-67
致谢  67

集装箱电子封条及其读写设备的研究与实现

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