固廢跟蹤系統的設計與實現

李劍鋒 萬暢

摘? 要： 隨著RFID、物聯網、NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）、GNSS（Global Navigation Satellite System）、嵌入式終端技術的快速發展和應用，使得固廢（固體廢棄物）管理平臺對固廢的動態跟蹤和全流程管理成為可能。通過設計一套基于NB-IoT、GNSS及RFID技術的叉（板）箱跟蹤器系統，選用合適的硬件模組和芯片、結合服務端軟件系統，實現了對固廢叉箱的定位跟蹤。該系統基于GNSS定位，充分利用RFID標簽識別技術，輔助解決了在某些關鍵室內場景的定位可靠性問題，使系統達到工程上可成熟應用的效果，在某環保項目中得到有效應用。

關鍵詞： NB-IoT; GNSS; RFID; 跟蹤器; 叉（板）箱; 固廢管理

中圖分類號：TP29? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2021）05-24-04

Design and implementation of solid waste tracking system

Li Jianfeng1， Wan Chang2

（1. Guangdong University of Technology Jieyang Institute of Technology， Jieyang， Guangdong 522000， China;

2. Guangdong Polytechnic of Science and Technology）

Abstract： With the rapid development and application of RFID， Internet of Things， NB-IOT， GNSS and embedded terminal technologies， it is possible that the solid waste management platform dynamically tracks and manages the whole process of solid waste treatment. Designing a forklift-box tracker system with NB-IoT， GNSS and RFID technologies， selecting appropriate hardware modules and chips， and combining with the software system on server， the positioning and tracking to solid waste forklift-box are realized. The system makes full use of GNSS positioning and RFID tag identification technology to solve the positioning reliability problem in some key indoor scenes， so that the system can achieve the effect of mature application in engineering， and has been effectively applied in an environmental protection project.

Key words： NB-IoT; GNSS; RFID; tracker; forklift-box; solid waste management

0 引言

近些年來，由于政府對環境保護的重視以及對固廢回收價值的逐步認可，我國固廢處理行業逐漸步入快速發展期，行業有良好的發展機會。因此固廢管理信息平臺也在不斷的推廣和完善之中[1]。伴隨著物聯網、大數據、GNSS、RFID、智能終端等技術的不斷發展，固廢管理信息平臺也在不斷提出新的要求。

叉（板）箱用于固體廢棄物的貯存，廣泛應用于當前固廢處理行業，是固體廢棄物收集、轉運、貯存、處理中的重要資源，如何實現對叉箱的全流程跟蹤管理成為固廢管理平臺的重要需求。

窄帶物聯網NB-IoT，是一種在全球范圍內廣泛應用的物聯網無線通信技術，特別適用于低功耗（長待機）、深覆蓋的低速率數據業務[3]，目前國內的通信運營商均已大量部署運營。支持NB-IoT功能的終端可通過授權的物聯網SIM卡，無線接入NB-IoT基站，實現與云端的業務互通，為叉箱的動態管理帶來了很好的解決方案。

本系統設計了一個叉箱跟蹤器，該跟蹤器集成了當前流行的NB-IoT模塊[2]，并輔以GNSS、RFID模塊，嵌入到叉箱內，及時、準確地掌握叉箱動態信息，實現叉箱的動態跟蹤管理，提高固廢管理系統的智能化水平。

1 系統總體設計

固廢跟蹤系統的功能在融合通信系統總體功能框架下進行設計，其總體設計如圖1所示。該系統主要由叉箱跟蹤器、本地RFID讀寫程序、云端業務服務器（通信服務器、存儲服務器、Web服務器）、第三方地圖/軌跡服務器、H5終端構成，同時該系統還可以通過數據接口與固廢管理信息平臺進行數據互通（固廢管理信息平臺用于固廢管理業務的全流程管理，不在本文檔描述范圍）。

叉箱跟蹤器通過NB-IoT模塊接入網絡，向通信服務器進行注冊鑒權、同時將從GNSS模塊中獲取的位置信息上報給通信服務器;當進入指定的場所（如產廢單位、運輸單位、處置單元、倉庫、維修/清洗車間）時，可通過本地RFID讀寫程序獲取叉箱標識，并上報給通信服務器，達到輔助跟蹤定位功能。