农产品物流车远程监测程序研讨

农产品物流作为现代经济的重要组成部分，在国民经济和社会发展中发挥着重要作用[1-2]。在农产品物流运输过程中，由于人为原因或者不可预知事件（如道路阻塞、车辆故障等）的影响，会延长农产品在运输途中的时间，进而对农产品的质量产生不利影响。另外，在长途运输时，农产品的市场供需情况也有可能发生变化。因此，为了强化农产品物流运输管理，使运输时间尽可能地缩短，并及时响应市场变化，应该在农产品物流运输过程中对运输车辆的地理位置进行实时监测。当车辆遇到意外情况或所运输的农产品的市场供需情况发生变化时，可以及时对运输车辆进行调度安排，在必要的时候对运输车辆的路径进行调整或改变农产品的运输目的地，以尽最大程度保证所运输农产品的质量安全，减小经济损失。笔者设计与研制出了一种农产品物流运输车远程定位监测系统。该系统每隔一段时间读取一次运输车地理位置信息，并将其发送给监控中心；当运输车的车况或路况发生问题时，驾驶员可通过监测系统向监控中心报告，监控中心根据车况、路况或所运输的农产品的市场供需情况的变化，及时做出处理，将对运输车辆的控制指令发送给监测系统；驾驶人员根据系统显示的指令做出相应的处理，如修车、必要时可以根据接收到的信息调整行驶路线或驶向新的目的地等。这种双向信息交流非常有益于具有较强时效性要求的农产品的保鲜运输。

1系统结构

农产品物流运输车远程定位监测系统和监控中心共同工作，其框图如图1所示。监测系统包括单片机、全球定位系统（GlobalPositioningSystem-GPS）模块、全球移动通讯系统（GlobalSystemofMobilecomm-unication-GSM）模块和触摸液晶屏等。单片机作为监控系统的主控MCU（MicroControlUnit），对其他功能模块进行控制；GPS模块负责运输车辆的实时定位；GSM模块负责监控系统和监控中心的双向通信；驾驶员接收和向监控中心发送信息都通过触摸液晶屏实现。

2系统硬件设计

2.1单片机

系统所用主控制器为AVR单片机ATmega162。该单片机是Atmel公司于20世纪90年代推出的基于增强的AVRRISC结构的高性能、低功耗8位CMOS微控制器。AVR单片机在软/硬件开销、速度、性能和成本等方面取得了优化平衡，使得AVR单片机具有可靠性高、功能强、速度快、功耗低、价位低的特点[3]。

2.2GSM模块

系统采用Q2403A作为GSM通信模块。它是由法国WAVECOM公司生产的双频GSM/GPRS模块，属于GSM第二代标准的嵌入式的模块，支持AT指令集，符合欧洲电信标准协会（ETSI）标准GSM07.07和GSM07.05，具有传递语音、数据、传真和短信息的功能[4]。它支持Text和PDU格式的短信息服务（SMS），可通过AT命令实现短信息的发送和接收[5]。Q2403A上有标准的SIM读卡器，可直接使用移动通信公司发行的SIM卡，SIM卡号可以作为发送端地址或目的端地址。在本系统中，GSM模块Q2403A通过串口与单片机连接通信，如图2所示。

2.3GPS接收模块

系统的GPS接收模块选用HOLUX公司生产的GR-87GPS接收模块，如图3所示。它采用SiRF第三代高效能芯片，具有信道处理能力强、定位速度快、高灵敏度、功耗低、工作稳定等优点[6]。ATmega162单片机与GR-87的连接如图4所示，GPS模块的发送端与ATmega162单片机串口的接收端连接。

2.4触摸液晶屏

在农产品物流运输过程中，当遇到特殊车况或路况时，驾驶员要向监控中心报告。同时，系统要显示从监控中心传来的指令。为了方便驾驶员操作，系统采用了触摸液晶屏。液晶屏为信利半导体有限公司生产的2.8''TFT240400-51-E模块。该模块使用奇美公司的PD028MC6L-0602驱动，IC为ILI9320，自带电阻式触摸屏。

3系统软件设计

农产品物流运输车远程定位监测系统软件设计包括监测系统程序设计和GSM无线通信协议设计。

3.1监测系统程序设计

监测系统在上电后进行初始化。初始化包括单片机I/O口初始化、GSM模块初始化和GPS模块初始化等。初始化完成之后，每隔一段时间读取运输车辆的地理位置信息，通过GSM模块将车辆位置信息发送给监控中心。当车辆发生故障、意外或堵车及道路不能通行等特殊情况时，驾驶员通过触摸液晶屏将相应信息输入并上传到监控中心。监控中心根据车况、路况或所运输的农产品的市场供需情况的变化做出及时处理，并将对运输车辆的控制指令发送给系统。系统将监控中心发送的指令，如故障处理、车辆路径调整或目的地调整等用显示模块进行显示，以指导驾驶员进行下一步操作，如修车、改变行驶路径或改变运输目的地等。监测系统的工作流程如图5所示。

3.2GSM无线数据通信协议

无线数据通信协议是指农产品物流运输车远程定位监测系统和监控中心之间通信的数据格式，共包括三部分：监测系统发送给监控中心的运输车位置信息格式，驾驶员通过监测系统向监控中心发送的车况/路况信息格式和监控中心发送给监测系统的指令格式。监测系统发送给监控中心的运输车位置信息格式如表1所示，数据共占用14个字节，经、纬度类型各占1个字节，经度、纬度的每一位各占用1个字节，每个字节用ASCII码表示。驾驶员通过监测系统向监控中心发送的车况/路况信息格式数据最大占用20个汉字，说明特殊车况/路况。监控中心发送给监测系统的指令格式数据最大占用40个汉字，说明对特殊车况/路况或所运输农产品市场变化情况的处理指令，如修车、调整后车辆将要行驶的路径名称或新的运输目的地及路径等。

4系统试验

为了验证农产品物流运输车远程定位监测系统的功能，进行了系统试验。系统界面显示在触摸液晶屏上。系统主界面如图6所示，显示运输车的位置信息、车辆编号、驾驶员编号以及日期和时间等。系统实时刷新运输车的位置信息。在农产品物流运输过程中，当遇到特殊车况或特殊路况时，驾驶员要向监控中心报告。为了方便驾驶员的操作，预设了不同的特殊车况和特殊路况，如车辆发生故障或事故等，以及道路发生堵塞或损坏等，并采用触摸液晶屏输入。图7为驾驶员报告特殊车况或特殊路况的界面，只要轻触相应的按钮，监测系统就将相应的信息上传至监控中心。在图7中，驾驶员在报告运输车发生故障。农产品物流运输车驾驶员报告特殊车况或特殊路况后，或所运输农产品的市场供需发生变化时，监控中心根据具体情况进行及时处理，并向驾驶员发出相应的指令。图8是驾驶员接收到的监控中心要求对故障车辆进行修理的指令界面。

5结论

设计并研制出一种农产品物流运输车远程定位监测系统，可实现对运输车所处位置的实时监测，并上传至监控中心。在运输过程中，当遇到特殊的车况或路况时，驾驶员可以使用监测系统及时、准确地向监控中心报告。同时，在长途运输时，监控中心也可根据农产品市场供需的变化情况采取相应的处理措施，通过监测系统向驾驶员发出相应的指令，如调整行驶路径或改变运输目的地等。进行系统试验的结果表明，该系统达到了设计目的，定位和信息传输有效、可靠。该系统将大大提高农产品物流运输的监管力度，有利于提高农产品物流运输企业的运作效率，减少运输成本，提升信息化管理水平，辅助提高采后农产品的保鲜能力，进而提高采后农产品的安全性与经济效益。