固废跟踪系统的设计与实现

李剑锋 万畅

摘  要： 随着RFID、物联网、NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）、GNSS（Global Navigation Satellite System）、嵌入式终端技术的快速发展和应用，使得固废（固体废弃物）管理平台对固废的动态跟踪和全流程管理成为可能。通过设计一套基于NB-IoT、GNSS及RFID技术的叉（板）箱跟踪器系统，选用合适的硬件模组和芯片、结合服务端软件系统，实现了对固废叉箱的定位跟踪。该系统基于GNSS定位，充分利用RFID标签识别技术，辅助解决了在某些关键室内场景的定位可靠性问题，使系统达到工程上可成熟应用的效果，在某环保项目中得到有效应用。

关键词： NB-IoT; GNSS; RFID; 跟踪器; 叉（板）箱; 固废管理

中图分类号：TP29          文献标识码：A     文章编号：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，由于政府对环境保护的重视以及对固废回收价值的逐步认可，我国固废处理行业逐渐步入快速发展期，行业有良好的发展机会。因此固废管理信息平台也在不断的推广和完善之中[1]。伴随着物联网、大数据、GNSS、RFID、智能终端等技术的不断发展，固废管理信息平台也在不断提出新的要求。

叉（板）箱用于固体废弃物的贮存，广泛应用于当前固废处理行业，是固体废弃物收集、转运、贮存、处理中的重要资源，如何实现对叉箱的全流程跟踪管理成为固废管理平台的重要需求。

窄带物联网NB-IoT，是一种在全球范围内广泛应用的物联网无线通信技术，特别适用于低功耗（长待机）、深覆盖的低速率数据业务[3]，目前国内的通信运营商均已大量部署运营。支持NB-IoT功能的终端可通过授权的物联网SIM卡，无线接入NB-IoT基站，实现与云端的业务互通，为叉箱的动态管理带来了很好的解决方案。

本系统设计了一个叉箱跟踪器，该跟踪器集成了当前流行的NB-IoT模块[2]，并辅以GNSS、RFID模块，嵌入到叉箱内，及时、准确地掌握叉箱动态信息，实现叉箱的动态跟踪管理，提高固废管理系统的智能化水平。

1 系统总体设计

固废跟踪系统的功能在融合通信系统总体功能框架下进行设计，其总体设计如图1所示。该系统主要由叉箱跟踪器、本地RFID读写程序、云端业务服务器（通信服务器、存储服务器、Web服务器）、第三方地图/轨迹服务器、H5终端构成，同时该系统还可以通过数据接口与固废管理信息平台进行数据互通（固废管理信息平台用于固废管理业务的全流程管理，不在本文档描述范围）。

叉箱跟踪器通过NB-IoT模块接入网络，向通信服务器进行注册鉴权、同时将从GNSS模块中获取的位置信息上报给通信服务器;当进入指定的场所（如产废单位、运输单位、处置单元、仓库、维修/清洗车间）时，可通过本地RFID读写程序获取叉箱标识，并上报给通信服务器，达到辅助跟踪定位功能。