本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)和物流領(lǐng)域，尤其涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)急物流資源接入網(wǎng)關(guān)。

背景技術(shù)：

應(yīng)急物流是指為應(yīng)對(duì)嚴(yán)重自然災(zāi)害、突發(fā)性公共衛(wèi)生事件、公共安全事件及軍事沖突等突發(fā)事件而對(duì)物資、人員、資金等的需求進(jìn)行緊急保障的一種特殊物流活動(dòng)。相比于既強(qiáng)調(diào)效率又強(qiáng)調(diào)效益的普通物流而言，應(yīng)急物流更強(qiáng)調(diào)物流效率，因此對(duì)信息采集、傳輸?shù)臅r(shí)效性、準(zhǔn)確性以及安全性也提出了更高的要求。

應(yīng)急物流過(guò)程涉及到公路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、航空運(yùn)輸、水路運(yùn)輸?shù)榷喾N運(yùn)輸手段，同時(shí)每種運(yùn)輸手段又涉及到多類(lèi)異構(gòu)傳感設(shè)備和控制設(shè)備，如溫濕度、震動(dòng)、紅外等傳感設(shè)備和倉(cāng)庫(kù)除濕、加濕、降溫、升溫、通風(fēng)等控制設(shè)備。因此，需要基于應(yīng)急物流資源接入網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)多類(lèi)異構(gòu)物流資源(包括傳感設(shè)備和控制設(shè)備)的統(tǒng)一接入，以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程物資動(dòng)態(tài)監(jiān)控，以及對(duì)物資、載運(yùn)工具、保障裝備、轉(zhuǎn)運(yùn)節(jié)點(diǎn)、裝卸載現(xiàn)場(chǎng)等信息的快速感知和匯聚，為基于物聯(lián)網(wǎng)的跨域應(yīng)急一體化應(yīng)用提供支撐。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)不同行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的多個(gè)應(yīng)急物流系統(tǒng)進(jìn)行信息化改造與整合，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)應(yīng)急物流資源接入手段的改造和升級(jí)，能有效解決在跨域應(yīng)急物流監(jiān)控、優(yōu)化調(diào)度、優(yōu)化配置等環(huán)節(jié)的信息共享、輔助決策和優(yōu)化調(diào)度等諸多難題，并顯著提高應(yīng)急救災(zāi)的科學(xué)化水平和效率，減少災(zāi)害帶來(lái)的損失。

圖1是基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)急物流應(yīng)用系統(tǒng)通用體系架構(gòu)，其一般分為感知層101、網(wǎng)絡(luò)層102、平臺(tái)層103和應(yīng)用層104四層架構(gòu)。其中應(yīng)急物流資源接入網(wǎng)關(guān)位于感知層和網(wǎng)絡(luò)層之間，實(shí)現(xiàn)對(duì)在運(yùn)物資感知設(shè)備及其控制設(shè)備、載運(yùn)工具定位監(jiān)控設(shè)備、裝卸載現(xiàn)場(chǎng)感知設(shè)備及其控制設(shè)備(如RFID、視頻監(jiān)控設(shè)備、北斗、溫濕度傳感器等)等快速接入網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到對(duì)多類(lèi)異構(gòu)物流資源的統(tǒng)一管理。感知層101包含應(yīng)急物流領(lǐng)域所涉及的各類(lèi)傳感設(shè)備、控制設(shè)備以及物流網(wǎng)關(guān)；網(wǎng)絡(luò)層102是指應(yīng)急物流領(lǐng)域所涉及的各類(lèi)通信網(wǎng)絡(luò)以及向應(yīng)急物流應(yīng)用的多級(jí)域名注冊(cè)、解析和服務(wù)機(jī)制和策略，提出支持應(yīng)急物流扁平化監(jiān)控和指揮調(diào)度需求的物聯(lián)網(wǎng)通信機(jī)制；平臺(tái)層103結(jié)合跨域應(yīng)急物流一體化應(yīng)用所涉及的行業(yè)領(lǐng)域、數(shù)據(jù)內(nèi)容、業(yè)務(wù)內(nèi)容等，抽象形成滿足各行業(yè)應(yīng)用的支撐子平臺(tái)，并涉及跨平臺(tái)物物協(xié)同機(jī)制、信息共享機(jī)制；應(yīng)用層104是指滿足應(yīng)急物流一體化應(yīng)用的業(yè)務(wù)流程，形成跨域業(yè)務(wù)協(xié)同機(jī)制，以支持應(yīng)急物流協(xié)同應(yīng)用業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，如實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)、綜合調(diào)度業(yè)務(wù)子系統(tǒng)、安全管控業(yè)務(wù)子系統(tǒng)等。

現(xiàn)有的物流資源接入網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)元件復(fù)雜，成本和故障率較高，且不易擴(kuò)展，因此需要一種創(chuàng)新集成程度更高的設(shè)備替代。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)急物流資源接入網(wǎng)關(guān)，該接入網(wǎng)關(guān)具有較高的集成度和運(yùn)行性能、能夠保持整體系統(tǒng)穩(wěn)定、便于拓展、有利于跨域應(yīng)急物流一體化應(yīng)用系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)方案：一種基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)急物流資源接入網(wǎng)關(guān)，包括核心處理單元、通信單元和電源供給單元；其中核心處理單元作為整個(gè)網(wǎng)關(guān)計(jì)算能力的承載，完成采集數(shù)據(jù)的融合處理和轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)接入?yún)f(xié)議的解析、轉(zhuǎn)發(fā)，調(diào)度并分配其他的資源，以及運(yùn)行基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧等功能；通信單元包括基本無(wú)線通信單元和擴(kuò)展無(wú)線通信單元；基本無(wú)線通信單元實(shí)現(xiàn)與無(wú)線接入節(jié)點(diǎn)的通信，擴(kuò)展無(wú)線通信單元實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸；基本無(wú)線通信單元與擴(kuò)展無(wú)線通信單元之間的通信經(jīng)核心處理單元轉(zhuǎn)發(fā)；所述電源供給單元實(shí)現(xiàn)電源保障。

為實(shí)現(xiàn)接入資源的絕對(duì)定位，所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)急物流資源接入網(wǎng)關(guān)還包括定位模塊；優(yōu)選地，所述定位模塊為GPS定位模塊。

基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)急物流資源接入網(wǎng)關(guān)還包括接口單元與外部設(shè)備連接；優(yōu)選地，所述接口單元包括USB(OTG)接口、USB接口、RS-232接口、以太網(wǎng)接口、SD卡接口、GPIO接口、總線擴(kuò)展接口。

為實(shí)現(xiàn)無(wú)線接入節(jié)點(diǎn)與接入網(wǎng)關(guān)遠(yuǎn)距離低功耗的無(wú)線通信，基本無(wú)線通信單元采用LoRa無(wú)線通信模塊與無(wú)線接入節(jié)點(diǎn)通信。

擴(kuò)展無(wú)線通信單元采用4G LTE通信模塊，可以實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸。

核心處理單元包括高性能嵌入式處理器和相應(yīng)的時(shí)鐘、復(fù)位、存儲(chǔ)電路模塊和調(diào)試下載接口。

電源供給單元包括穩(wěn)壓模塊、DC-DC模塊、濾波電路、掉電保護(hù)，實(shí)現(xiàn)板級(jí)電源保障。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開(kāi)的基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)急物流資源接入網(wǎng)關(guān)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、實(shí)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)急物流資源的信息化入網(wǎng)改造，將基于遠(yuǎn)距離低功耗無(wú)線通信的LoRa無(wú)線通信模塊與以太網(wǎng)連接并實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸通道，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急物流資源的快速組網(wǎng)與遠(yuǎn)程監(jiān)控；2、具有較高的集成度和運(yùn)行性能、能夠保持較低的運(yùn)行功耗、便于拓展、可有利于跨域應(yīng)急物流一體化應(yīng)用系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)，達(dá)到應(yīng)急物流資源流通環(huán)節(jié)的全程可控的效果；3、擴(kuò)展無(wú)線通信單元應(yīng)用4G LTE通信模塊實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)交互，克服了現(xiàn)有的無(wú)線傳感網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)通信模式單一，傳輸速度及傳輸數(shù)據(jù)類(lèi)型受到局限的缺點(diǎn)，達(dá)到了高效率、多種數(shù)據(jù)類(lèi)型傳輸?shù)募夹g(shù)效果。

附圖說(shuō)明

圖1是基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)急物流應(yīng)用系統(tǒng)通用體系架構(gòu)示意圖；

圖2是實(shí)施例中應(yīng)急物流資源接入網(wǎng)關(guān)的硬件組成圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。

如圖2所示，基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)急物流資源接入網(wǎng)關(guān)括核心處理單元201、通信單元202、定位單元203、接口單元204以及電源供給單元205。核心處理單元作為整個(gè)網(wǎng)關(guān)計(jì)算能力的承載，主要完成采集數(shù)據(jù)的融合處理和轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)接入?yún)f(xié)議的解析、轉(zhuǎn)發(fā)，調(diào)度并分配其他的資源，以及運(yùn)行基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧等功能。本實(shí)施例中，核心處理單元201采用ARM11體系結(jié)構(gòu)的32位RISC微處理器三星S3C6410芯片，該芯片為ARM11體系結(jié)構(gòu)的ARM處理器，功耗低、性能高、體積小、運(yùn)行穩(wěn)定；使用128M字節(jié)的DDR作為系統(tǒng)運(yùn)行的內(nèi)存條，256M字節(jié)的NAND FALSH作為系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)介質(zhì)，系統(tǒng)運(yùn)行主頻倍頻后最高可達(dá)667MHz。

通信單元202包括基本無(wú)線通信單元和擴(kuò)展無(wú)線通信單元；應(yīng)急物流資源通過(guò)無(wú)線接入節(jié)點(diǎn)與應(yīng)急物流資源接入網(wǎng)關(guān)通信，基本無(wú)線通信單元實(shí)現(xiàn)與無(wú)線接入節(jié)點(diǎn)的通信并承擔(dān)無(wú)線接入節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)組織、信息匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)等功能；擴(kuò)展無(wú)線通信單元實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸。本實(shí)施例中基本無(wú)線通信單元采用基于LoRa(Long Range)技術(shù)的遠(yuǎn)距離無(wú)線通信模塊，LoRa無(wú)線通信模塊采用SEMTECH公司的SX1278芯片，所述SX1278芯片是應(yīng)用了擴(kuò)頻通信技術(shù)的高性能RF芯片，相對(duì)于傳統(tǒng)的FSK與GFSK在傳輸距離和抗干擾能力方面具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，其工作頻段主要位于433M與470M。由于使用了高度集成化技術(shù)，不僅簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)過(guò)程，只需使用很少的外圍器件就能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的射頻通信功能，有效地降低了出錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)并縮短了軟硬件開(kāi)發(fā)周期。

本實(shí)施例中擴(kuò)展通信單元采用了4G LTE通信模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸，4G LTE通信模塊具體為MC7710，所述MC7710是LTE通訊模塊提供商SierraWireless公司生產(chǎn)的FDD-LTE模塊，支持多頻EDGE/GPRS/850/900/1800/1900MHz、WCDMA/1900/2100/2600MHz、LTE、700(B17)AWS，上行速率50Mbps，下行速率100Mps，具有兼容性強(qiáng)、速率高、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)豐富的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的功能。

基本無(wú)線通信單元與擴(kuò)展無(wú)線通信單元之間的通信經(jīng)核心處理單元201轉(zhuǎn)發(fā)。本實(shí)施例中，LoRa無(wú)線通信模塊接收無(wú)線接入節(jié)點(diǎn)發(fā)送的應(yīng)急物流資源信息，并將應(yīng)急物流資源信息通過(guò)核心處理單元201發(fā)送至4G LTE通信模塊中，由4G LTE通信模塊將應(yīng)急物流資源信息上傳至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急物流資源的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

定位單元203主要包含GPS定位模塊，其主要作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)接入資源的實(shí)時(shí)定位。

接口單元204包括USB(OTG)接口、USB接口、RS-232接口、以太網(wǎng)接口、SD卡接口、GPIO接口、總線擴(kuò)展接口，可以連接多種外設(shè)。

電源供給單元205包括穩(wěn)壓模塊、DC-DC模塊、濾波電路、掉電保護(hù)等，完成板級(jí)電源保障。