低功耗电子货架标签系统设计

【摘要】电子货架标签系统（ElectronicShelfLabel，ESLs）是一种固定在货架上面的、可以替代传统的纸张显示价格的电子显示装备，数据通过终端装有数据库的上位机，使用无线的传输方式将数据通过发送节点，最终把数据传输给终端的电子货架标签，电子标签将数据整理并显示出来，标签上面装载有温湿度传感器，可以将标签所在位置的环境参数传递给上位机，作为货物的管理的参考，可以广泛的应用于超市、仓库等商品管理的方面。目前无线的电子货架标签系统已经在国外逐渐普及和使用，国内正在处于研发和起步阶段，可以确定在不久的将来，无线电子货架标签肯定会最终取代纸质的货架标签，会在货物管理和物联网方向有非常广阔的市场和应用场景。论文中着重分析和讨论了电子货架标签系统在各方面的使用价值，国内外发展情况，研究了在物联网中各种短距离无线通讯技术，无线通讯的几种拓扑结构，系统中各个模块的硬件实现方式，以及软件平台的选择，系统组网设计，实现了软硬件的结合，最终完成了整个的无线电子货架标签系统。该系统主要包括AP（AccessPoint）模块和各个终端电子标签模块，上位机将数据通过有线方式传递给AP节点，AP节点将数据广播出去，终端电子标签根据地址的监测来判断是否接收数据并显示在电子纸屏上面，并且每隔一定的时间会把当前的环境参数（温湿度参数）上传给上位机，方便货物商品的储存和管理。本系统采用了的德州仪器的MSP430系列16位的低功耗MCU，配合nRF24L01射频芯片组成的射频收发模块，在上位机和AP之间使用的RS232串口通讯，终端接收还结合了电子纸显示模块，主要由电子纸驱动电路和电子纸显示屏，另外终端还集成了温湿度的传感器模块DHT11，各个终端模块之间和AP构建成星形通讯网络，收发射频模块通讯支持地址及CRC的检验、自动重发和应答功能，使用增强型的ShockBurstTM功能用来提高发射数据的速度和效率。使用SimpliciTI协议构建通信网络，实现了整个电子货架标签系统的数据传输功能。论文最终在IAREmbeddedWorkbench软件开发工具下面使用USB仿真器将程序下载到硬件模块中，进行完调试后将整个系统连接起来。整个电子货架标签系统完成了从上位机经AP传输数据到终端标签，并在电子纸上面显示出来，以及终端模块将环境信息经由AP传送到上位机，实现了整个系统的数据发送和接收功能，并且完成了系统各模块的测试，以及低功耗能力测试。
【作者】申倩楠；
【导师】李文钧；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，微电子学与固体电子学，2014，硕士
【关键词】电子标签；无线通讯网络；低功耗；射频通信；

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