一种危废品运输车辆监控系统的制作方法

1.本实用新型属于危废品运输车辆管理领域，具体涉及一种危废品运输车辆监控系统。


背景技术：

2.运输危险废物的车辆具有一定的风险需要对其进行监控，具体的，需要对其危废品运输车辆的车厢内的温湿度信息进行实时监控，以在温湿度超过设定的安全阈值时对驾驶人员或车辆管理人员进行预警，车辆监管人员也需要知道危废品运输车辆的实时位置进行监管；危废品运输车辆需要特定的人员驾驶以保证车辆和车辆中运输的危废品的安全管理。现有的危废品运输车辆监控系统，缺乏系统的身份认证装置和状态监控装置对危废品运输车辆的状态进行实时监控。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的：在于提供一种有效的监控危废品运输车辆状态的系统。
4.技术方案：本实用新型提供的危废品运输车辆监控系统，用于对目标车辆进行监控，系统包括电子标签，设置在目标车辆中的处理模块、射频识别模块、gps定位模块、温湿度传感模块；
5.电子标签中存储有人员身份信息，处理模块中存储有具备目标车辆驾驶权限人员的身份信息；电子标签与其所在的通信范围内的射频识别模块通信连接，射频识别模块与处理模块通信连接；
6.gps定位模块、温湿度传感模块分别与处理模块通信连接。
7.所述射频识别模块的信号输出端和处理模块的信号输入端相连；
8.所述射频识别模块包括读写卡芯片u10、电感l18、电感l19、电感l20、电感l17、电感l18、电容c89、电容c86、电容c87、电容c90、电容c84、电容c92、电容c77、电容c75、电容c74、电容c69、电阻r91、电阻r92、电阻r82、电阻r86、晶体振荡器y2；
9.读写卡芯片u10的miso端构成所述射频识别模块的信号输出端，读写卡芯片的12c端、dvss端、pvss端三者相连，连接点接地；读写卡芯片u10的两个tvss端相连，连接点接地；读写卡芯片u10的avss端接地；读写卡芯片u10的pvdd端、dvdd端二者相连，连接点对接外部电源；读写卡芯片u10的tvdd端和avdd端相连，连接点对接外部电源；
10.读写卡芯片u10的tx1端和电感l18的一端相连，电感l18的另一端和电容c89的一端、电容c92的一端三者相连；电容c89的另一端和电容c86的一端、电容c87的一端、电容c90的一端、电阻r91的一端、电阻r92的一端、电感l20的两端、电感l19的两端、电阻r92的一端、电容c75的一端十二者相连，连接点接地；电阻r92的另一端和电容c90的另一端、电容c92的另一端三者相连；电阻r91的另一端和电容c87的另一端、电容c84的一端三者相连，电容c84的另一端和电容c86的另一端、电感l17的一端相连，电感l17的另一端对接芯片u10的tx2端；电容c75的另一端和电阻r82的一端相连，电阻r82的另一端和点电阻r86的一端相连，连
接点对接芯片u10的rx端；电阻r86的另一端和电容c77的一端相连，连接点对接芯片u10的vmid端；电容c77的另一端接地；
11.读写卡芯片u10的oscout端和晶体振荡器y2的一端、电容c69的一端三者相连，晶体振荡器y2的另一端和电容c74的一端相连，连接点对接读写卡芯片u10的oscin端；电容c74的另一端和电容c69的另一端相连，连接点接地。
12.作为本实用新型的一种优选方案，所述射频识别模块还包括点解电容c80、电解电容c82、电容c81、电容c83；
13.电解电容c80的一端、电解电容c82的一端、电容c81的一端、电容c83的一端四者相连，连接点对接读写卡芯片u10的tvdd端；电解电容c80的一端、电解电容c82的一端、电容c81的一端、电容c83的一端四者相连，连接点接地。
14.作为本实用新型的一种优选方案，所述处理模块为搭载博通bcm2711处理器芯片的树莓派4b。
15.作为本实用新型的一种优选方案，所述读写卡芯片u10的型号为mfrc522芯片。
16.作为本实用新型的一种优选方案，所述读写卡芯片u10的sda端对接树莓派4b的gpio8端，读写卡芯片u10的d7端对接树莓派4b的gpio9端，读写卡芯片u10的d6端对接树莓派4b的gpio10端、读写卡芯片u10的d5端对接树莓派4b的gpio11端。
17.作为本实用新型的一种优选方案，所述温湿度传感模块包括温湿度传感器dht11、电阻r72；
18.温湿度传感器dht11的vcc端和电阻r72的一端相连，连接点对接外部电源，温湿度传感器dht11的data端和电阻r72的另一端相连，连接点对接树莓派4b的gpio24端；温湿度传感器dht11的gnd端接地。
19.作为本实用新型的一种优选方案，所述gps定位模块包括gps、无线通信芯片u6、电阻r66、电阻r67、电阻r70、电感l12、电容c58、电容c59；
20.无线通信芯片u6的gnd端接地，无线通信芯片u6的txd1端对接树莓派4b的gpio15端，无线通信芯片u6的rxd1端对接树莓派4b的gpio14端口，无线通信芯片u6的ipps端对接树莓派4b的ipps端，无线通信芯片u6的standby端对接树莓派4b的standby端，无线通信芯片u6的v_bckp端外接偏置电压；
21.无线通信芯片u6的vcc端和reset端、电容c57的一端三者相连，连接点对接外部电源；电容c57的另一端接地；无线通信芯片u6的force_on端和电阻r66的一端相连，电阻r66的另一端对接外部电源；无线通信芯片u6的vcc_rf端和电阻r67的一端相连，电阻r67的另一端和电感l12的一端相连；无线通信芯片u6的rf_in端和电阻r70的一端、电容c58的一端三者相连，电阻r70的另一端和电感l12的另一端、电容c59的一端三者相连，连接点对接gps的data端；电容c59的另一端和电容c58的另一端相连，连接点接地；gps的gnd端接地。
22.系统还包括和处理模块通信连接的人脸识别模块。
23.有益效果：相对于现有技术，本实用新型提供的系统，在射频识别模块中由电感l17和电感l18，以及电容c86和电容c89组成emc滤波器电路，通过该滤波器电路可以有效抑制电路中晶体振荡器y2在工作过程中产生的更高次谐波，以减少高频谐波对天线的影响；接收电路采用r86和r82的分压结构，并串联电容c84，使接收电路获得更好的信号质量，同时确保天线接收电路可以有效抑制和减少干扰，基于该射频识别模块对电子标签中的人员
身份信息进行认证，在认证通过后，gps定位模块和温湿度传感模块开始测试目标车辆的状态信息，实现对目标车辆的状态监控。
附图说明
24.图1是本实用新型实施例提供的模块实物连接示意图；
25.图2是本实用新型实施例提供的模块连接示意图；
26.图3是本实用新型实施例提供的射频识别模块电路示意图；
27.图4是本实用新型提供的温湿度传感模块电路示意图；
28.图5是本实用新型提供的gps定位模块电路示意图。
具体实施方式
29.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
30.参照图1，本实用新型提供的危废品运输车辆监控系统，包括电子标签，设置在目标车辆中的处理模块、射频识别模块、gps定位模块、温湿度传感模块、人脸识别模块；温湿度传感模块包括温湿度传感器，人脸识别模块包括视频检测模块。
31.应当清楚的是，无线射频识别即rfid（射频识别技术，radio frequency identification），以下简称rfid，是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的。
32.电子标签中存储有人员身份信息，处理模块中存储有具备目标车辆驾驶权限人员的身份信息；电子标签与其所在的通信范围内的射频识别模块通信连接，射频识别模块与处理模块通信连接。
33.目标车辆的操作者使用电子标签进行身份认证，身份认证通过后，目标车辆开启，gps定位模块、温湿度传感模块开始测试目标车辆的对应状态信息。
34.系统还包括数据终端，数据终端和处理模块通信连接，处理模块采集的目标车辆的定位信息和温湿度信息传输至数据终端进行显示或存储。
35.在一个实施例中，参照图2，系统还包括云平台和系统后端，处理模块和云平台通信连接，云平台和系统后端通信连接，处理模块获取的定位信息和温湿度信息通过云平台传输至系统后端。
36.gps定位模块、温湿度传感模块分别与处理模块通信连接。射频识别模块的信号输出端和处理模块的信号输入端相连。
37.处理模块为搭载博通bcm2711处理器芯片的树莓派4b。树莓派4b不仅可以完成io引脚控制，还能运行相应的操作系统，可以完成更复杂的任务管理与调度，能够支持更上层应用的开发。将所需外设的引脚与树莓派4b的对应io口相连接，可对采集的数据进行高效的运算，以便达到更高效更准确的数据处理。
38.本实用新型中的读写卡芯片u10的型号为mfrc522芯片，即采用mfrc522芯片进行射频识别模块的设计，具体的，参照图3，所述射频识别模块包括读写卡芯片u10、电感l18、电感l19、电感l20、电感l17、电感l18、电容c89、电容c86、电容c87、电容c90、电容c84、电容
c92、电容c77、电容c75、电容c74、电容c69、电阻r91、电阻r92、电阻r82、电阻r86、晶体振荡器y2；
39.读写卡芯片u10的miso端构成所述射频识别模块的信号输出端，读写卡芯片的12c端、dvss端、pvss端三者相连，连接点接地；读写卡芯片u10的两个tvss端相连，连接点接地；读写卡芯片u10的avss端接地；读写卡芯片u10的pvdd端、dvdd端二者相连，连接点对接外部电源；读写卡芯片u10的tvdd端和avdd端相连，连接点对接外部电源；
40.读写卡芯片u10的tx1端和电感l18的一端相连，电感l18的另一端和电容c89的一端、电容c92的一端三者相连；电容c89的另一端和电容c86的一端、电容c87的一端、电容c90的一端、电阻r91的一端、电阻r92的一端、电感l20的两端、电感l19的两端、电阻r92的一端、电容c75的一端十二者相连，连接点接地；电阻r92的另一端和电容c90的另一端、电容c92的另一端三者相连；电阻r91的另一端和电容c87的另一端、电容c84的一端三者相连，电容c84的另一端和电容c86的另一端、电感l17的一端相连，电感l17的另一端对接芯片u10的tx2端；电容c75的另一端和电阻r82的一端相连，电阻r82的另一端和点电阻r86的一端相连，连接点对接芯片u10的rx端；电阻r86的另一端和电容c77的一端相连，连接点对接芯片u10的vmid端；电容c77的另一端接地；
41.读写卡芯片u10的oscout端和晶体振荡器y2的一端、电容c69的一端三者相连，晶体振荡器y2的另一端和电容c74的一端相连，连接点对接读写卡芯片u10的oscin端；电容c74的另一端和电容c69的另一端相连，连接点接地。
42.射频识别模块还包括点解电容c80、电解电容c82、电容c81、电容c83；
43.电解电容c80的一端、电解电容c82的一端、电容c81的一端、电容c83的一端四者相连，连接点对接读写卡芯片u10的tvdd端；电解电容c80的一端、电解电容c82的一端、电容c81的一端、电容c83的一端四者相连，连接点接地。
44.读写卡芯片u10的sda端对接树莓派4b的gpio8端，读写卡芯片u10的d7端对接树莓派4b的gpio9端，读写卡芯片u10的d6端对接树莓派4b的gpio10端、读写卡芯片u10的d5端对接树莓派4b的gpio11端。
45.在如图3所示的射频识别模块中，emc滤波器电路由电感器l17和l18以及电容器c86和c89组成。电感器l17和l18为2.2
µ
h
±
5%，电容器c86和c89为47pf
±
5%。由于rfid读取器/写入器使用的27.12mhz晶体振荡器y2会在工作过程中产生多次和更高次谐波，因此必须使用emc滤波器电路来有效抑制它们，以减少高频谐波对天线的影响。接收电路由电阻器r86和r82以及电容器c77和c75组成。电阻器r86的值范围为 820ω
±
5%，电r82的值范围为820ω
±
5%，电容器c84的值范围为15pf2，电容器c92的值范围为100nf
±
5%。接收电路采用r86和r82的分压器结构，并且串联电容器c84均使天线接收电路获得更好的信号质量，同时确保天线接收电路可以有效地抑制和减少干扰。
46.天线模块电路是否可以达到13.56mhz的工作频率以及是否可以完成阅读器与射频电子标签之间的数据通信，电容器c84，c92和c87，c90的值起着至关重要的作用。在设计电路中的射频识别模块时，通过天线电路的等效分析以及等效电阻和电感值的估算，可以估算电容器c84，c92和c87，c90的值，在本实用新型所示的方案中，c84的值为15pf，c92的值为15pf，c87的值为12pf，c90的值为12pf。
47.射频识别模块与树莓派4b引脚相连时，除了供电引脚、接地引脚等常规引脚连接
外，还需将mfrc522芯片上的nrstpd（复位）引脚(6号引脚)、31号引脚（主机输入，从机输出）、30号引脚（主机输出，从机输入）、29号引脚（发送时序）和24号引脚（数据传输）与树莓派上的25号引脚、9号引脚、10号引脚、11号引脚和8号引脚经过电路处理后相连接。射频识别模块与树莓派处理器之间采用i2c通信协议进行数据传输，这样设计模块有利于减少连线数量，降低成本。mfrc522芯片通过tx1和tx2这两个引脚向外输出13.56mhz的能量载波来驱动天线；当电子标签收到天线发出的激励信号后，就会发射出响应信号，天线接收到响应信号就会通过天线的外部电路将其送给rx引脚。此时mfrc522芯片已接收电子标签包含的信息，将该信息以i2c的通信协议通过miso引脚（即31号引脚）发送给博通bcm2711处理器芯片的9号引脚，从而实现数据的传输过程。
48.参照图4，温湿度传感模块包括温湿度传感器dht11、电阻r72；
49.温湿度传感器dht11的vcc端和电阻r72的一端相连，连接点对接外部电源，温湿度传感器dht11的data端和电阻r72的另一端相连，连接点对接树莓派4b的gpio24端；温湿度传感器dht11的gnd端接地。
50.对运输车辆温湿度的监控采用温湿度传感器dht11，温湿度传感器dht11是数字温湿度传感器，是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。温湿度传感器dht11采用单线制串行接口，使其与树莓派处理器芯片连接更简洁。除了常规的供电引脚和接地引脚外，将温湿度传感器dht11的2号引脚与树莓派4b上的24号引脚经过电路处理后相连接，温湿度传感器dht11采集的是温湿度数据，通过内置a/d芯片，将模拟量转换为数字量，最终将采集的温湿度数值通过2号引脚输出，最终传输给博通bcm2711芯片的24号引脚，完成数据的传输过程。
51.参照图5，gps定位模块包括gps、无线通信芯片u6、电阻r66、电阻r67、电阻r70、电感l12、电容c58、电容c59；
52.无线通信芯片u6的gnd端接地，无线通信芯片u6的txd1端对接树莓派4b的gpio15端，无线通信芯片u6的rxd1端对接树莓派4b的gpio14端口，无线通信芯片u6的ipps端对接树莓派4b的ipps端，无线通信芯片u6的standby端对接树莓派4b的standby端，无线通信芯片u6的v_bckp端外接偏置电压；
53.无线通信芯片u6的vcc端和reset端、电容c57的一端三者相连，连接点对接外部电源；电容c57的另一端接地；无线通信芯片u6的force_on端和电阻r66的一端相连，电阻r66的另一端对接外部电源；无线通信芯片u6的vcc_rf端和电阻r67的一端相连，电阻r67的另一端和电感l12的一端相连；无线通信芯片u6的rf_in端和电阻r70的一端、电容c58的一端三者相连，电阻r70的另一端和电感l12的另一端、电容c59的一端三者相连，连接点对接gps的data端；电容c59的另一端和电容c58的另一端相连，连接点接地；gps的gnd端接地。
54.为了能够实现对危废车辆的实时定位，通过集成gps模块进行对危废车辆进行监测。定位功能采用l76x gps module模块，该模块gps芯片即包含了rf射频芯片，基带芯片及微处理器的芯片组，能对采集的位置信息进行精确处理，将gps模块上的gnd引脚、txd1引脚、rxd1引脚和vcc引脚与树莓派上的gnd引脚、15号引脚、14号引脚和vcc引脚经过电路处理后相连接。采取串口协议进行数据传输，可以将采集的经纬度数据通过txd1引脚稳定传输给树莓派的15号引脚，可以同步进行数据传输与接收。
55.系统还包括和处理模块通信连接的人脸识别模块。
56.系统中的处理模块和云平台通信连接，利用云平台进行数据的存储和转发，可以降低产品开发的成本，由于数据存储在云端，云端的存储能力几乎为无限大，对于产品的数据处理能力和存储能力并没有高要求，并且通过云平台转发数据具有更好的兼容性和更高的安全性，使得本产品具有更广泛的应用场景。
57.常见的人脸识别技术通常用opencv或openmv实现，但是这两个平台很难移植于危废车辆这一环境下，于是采用百度智能云人脸识别，通过移植百度智能云平台上云人脸识别的sdk到树莓派平台，只需在百度智能云官网创建自己的人脸信息库，然后在本地平台进行数据的传输即可完成人脸识别身份验证，识别精度高，且研究开发周期短，便于提高项目开发效率。
58.系统还包括预警模块，预警模块和处理模块通信连接，预警模块用于当车辆的位置超出预设的路线时进行预警，还用于当车厢内的温湿度值超出设定的阈值范围时进行预警。
59.本实用新型提供系统，通过射频识别模块对驾驶员的身份进行认证，或通过射频识别模块和人脸识别模块进行双重身份认证，避免无操作权限的人对车辆进行违规驾驶；在进行身份认证后，系统中集成了gps定位模块和温湿度传感模块等外设开始对危废品车辆进行监控和监控数据的传输，可以随时定位车辆的信息，并显示车辆的状态，当车辆的位置不在预设的路线内时，或者车厢内的温湿度数据出现异常时，会出现预警，提示工作人员及时联系驾驶人员进行车辆状态的确认，并采取行动及时止损。
60.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当清楚的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。