數位化生活的時代已然來臨，各種分散式嵌入系統 (Distributed Embedded System) 已經普遍使用在日常生活中，也為我們帶來了許多便利性。
本論文主要為設計實現一電子化的車用物流系統，運用市場上傳輸速率較高的無線通信系統3.5G GSM (HSDPA) 做為通訊的介面，以目前廣泛使用的GPS做為衛星導航定位的介面，和RFID做為貨物追蹤定位的介面，內建30萬畫素數位攝影機監視物品狀況及SD Card儲存資料，再以內含多媒體解碼器的嵌入式系統加以結合，運用7吋LCD含Touch screen，挑選LED背光更為節能，方便物流駕駛員操作使用，提供DC 9～36V廣域輸入電源，以利各種型式的車輛來安裝，來做貨物追蹤、物流車輛派遣、位置掌控監視和即時影像回傳的研究與應用，也支援VGA、CVBS和LVDS輸出，以及在Barcode和RFID轉換初期，會需要較多周邊運用，也將增加UART埠到達6埠。

The digitizing life's time has arrived. Each kind of distributed embedded system has been vastly used in the daily life. It also has brought more convenience for us. 
　　This paper mainly designs and realizes an automotive logistics computerization system. It utilizes interface that many kinds of wireless communication system to track freight, orientate and information response e.g. , 3.5G GSM(HSDPA), GPS and RFID. It integrates digital camera of 30K pixels to observe the goods condition. It has a SD card slot for storage. The multimedia decoder has integrated. It utilizes 7 inch LCD including touch screen and LED backlight to conserve more energy. It also support output interface e.g. VGA, CVBS and LVDS in order to display lucid operating condition. It will need many peripherals of UART interface in the initial period of the barcode transforms into the RFID. It may needs up to six UART ports.

目錄
中文摘要 ............................................................................................................ I
英文摘要 ........................................................................................................... II
目錄 ................................................................................................................. III
圖目錄 .......................................................................................................... VIII
表目錄 ............................................................................................................. XI
第一章 緒論 ............................................................................................... - 1 -
1.1 前言 ............................................................................................. - 1 -
1.2 研究動機 ..................................................................................... - 7 -
1.3 研究目的 ................................................................................... - 14 -
第二章 RFID 原理與架構 ....................................................................... - 15 -
2.1 RFID .......................................................................................... - 15 -
2.2 RFID 源起 ................................................................................. - 17 -
2.3 RFID 設備組成要件 ................................................................. - 18 -
2.3.1 電子標籤(tags) ............................................................... - 18 -
2.3.2 讀取器 ............................................................................. - 24 -
2.3.3 中介軟體 ......................................................................... - 26 -
2.4 RFID 標準規格 ....................................................................... - 27 -
2.4.1 EPCglobal Inc. ................................................................ - 27 -
2.4.2 Ubiquitous ID Center ...................................................... - 29 -
2.4.3 ISO (International Standard Organization) ..................... - 31 -
2.5 RFID 模組介紹－GIGA-TMS：PA2713 ................................ - 35 -
2.5.1 RFID 模組規格 .............................................................. - 36 -
2.5.2 RFID 模組指令 .............................................................. - 37 -
2.5.2.1 GNetPlus 傳出協定介紹(ASCII Mode) ............ - 39 -
第三章 導航系統原理與架構 ................................................................. - 42 -
3.1 全球定位系統 ........................................................................... - 42 -
3.2 GPS 傳送規格 ......................................................................... - 44 -
3.2.1 硬體介面規格 ................................................................. - 44 -
3.2.2 軟體傳送格式－NMEA 輸出訊息 ................................ - 45 -
3.3 GPS 模組介紹－LOCOSYS：LS20028 ................................. - 53 -
3.3.1 GPS 接收模組 ................................................................ - 54 -
3.3.2 GPS 天線規格 ................................................................ - 54 -
第四章 3.5G 無線通訊網路系統 ............................................................ - 55 -
4.1 3.5G 網路系統介紹 ................................................................. - 55 -
4.2 3.5G 模組介紹－SIEMENS：HC25 ...................................... - 59 -
第五章 系統平台與架構簡介 ................................................................. - 61 -
5.1 MIPS 架構 ............................................................................... - 61 -
5.1.1 RISC 簡史 ....................................................................... - 61 -
5.1.2 MIPS 架構的起源 .......................................................... - 63 -
5.1.3 MIPS 處理器指令時序與最佳化 .................................. - 63 -
5.1.4 MIPS 架構的限制 .......................................................... - 65 -
5.1.5 MIPS 處理器家族介紹 .................................................. - 67 -
5.2 RMI：Au1250 處理器 ............................................................. - 75 -
5.2.2 Au1250 組成單元 ........................................................... - 77 -
5.2.2.1 Customized MIPS32® Core ............................... - 78 -
5.2.2.2 NOR Flash .......................................................... - 78 -
5.2.2.3 DDR-II 533MHz SDRAM ................................. - 78 -
5.2.2.4 NAND Flash ....................................................... - 78 -
5.2.2.5 JTAG ................................................................... - 79 -
5.2.2.6 Audio I/O ............................................................ - 80 -
5.2.2.7 Ethernet ............................................................... - 80 -
5.2.2.8 UART.................................................................. - 80 -
5.2.2.9 USB Host ............................................................ - 80 -
5.2.2.10 USB OTG ......................................................... - 81 -
5.2.2.11 SD 與MMC 卡介面 ...................................... - 81 -
5.2.2.12 IDE HDD 介面 ................................................. - 82 -
5.2.2.13 Camera 介面 ..................................................... - 82 -
5.2.2.14 VGA Out 介面 .................................................. - 83 -
5.2.2.15 24 bit 數位LCD 顯示介面 .............................. - 83 -
5.2.2.16 18/24 bit LVDS(Low Voltage Differential
Signaling)顯示介面 ........................................................... - 83 -
5.3 硬體平台 ................................................................................... - 84 -
5.4 穩壓器 ....................................................................................... - 88 -
5.4.1 線性降壓穩壓器(LDO) .................................................. - 88 -
5.4.2 交換式穩壓器(DC/DC Converter) ................................. - 91 -
5.4.2.1 無感式 ................................................................ - 91 -
5.4.2.2 有感式 ................................................................ - 92 -
5.4.2.3 各類穩壓器比較 ................................................ - 93 -
5.4.2.4 NS LM2576 步階交換式穩壓器(Step-Down
Switching Regulator)介紹 ................................................. - 94 -
5.5 硬體模組 ................................................................................... - 96 -
5.5.1 LCD 顯示幕含觸控面板模組介紹－APEX：
CT02700DC0000T ...................................................................... - 96 -
5.5.2 Camera 模組介紹－MicroJet：13N1 ..........................- 100 -
第六章 系統組成與實驗 .......................................................................- 102 -
6.1 系統電源實驗 ......................................................................... - 103 -
6.2 溫度和濕度實驗 ..................................................................... - 104 -
6.3 GPS 實驗 ................................................................................ - 105 -
6.4 3.5G GSM 實驗 ...................................................................... - 108 -
6.4.1 SIEMENS HC25 模組設定 .........................................- 108 -
6.4.2 3.5G/3G/2G 效能分析 .................................................- 109 -
6.4.2.1 3.5G HSDPA 效能分析 ................................... - 109 -
6.4.2.2 3G UMTS 效能分析 ........................................ - 110 -
6.4.2.3 2G GPRS 效能分析 ......................................... - 111 -
6.5 RFID 實驗 ............................................................................... - 112 -
第八章 結論 ........................................................................................... - 113 -
參考文獻 ................................................................................................... - 115 -

圖目錄
圖1.1 車機vs. RFID 應用市場 ............................................................... - 7 -
圖1.2 車機系統架構 ................................................................................ - 9 -
圖1.3 應用方案圖(人/車/物) ................................................................. - 10 -
圖2.1 RFID 運作流程圖 ....................................................................... - 18 -
圖2.2 RFID 頻率範圍分布圖 ............................................................... - 23 -
圖2.3 讀取器內部架構圖 ...................................................................... - 26 -
圖2.4 JAN Code 示意圖資料來源：Ubiquitous ID Center ................ - 31 -
圖2.5 RFID 模組外觀 ............................................................................ - 35 -
圖2.6 RFID 模組指令方塊圖 ................................................................ - 37 -
圖3.1 GPS 的模組的使用 .................................................................... - 44 -
圖3.2 GPS Receiver ............................................................................... - 45 -
圖3.3 GPS 模組外觀.............................................................................. - 53 -
圖4.1 3.5G 模組外觀 ............................................................................. - 59 -
圖5.1 R2000 電晶體架構 ...................................................................... - 67 -
圖5.2 被應用於SONY 遊樂器的R3000A .......................................... - 68 -
圖5.3 R4400 處理器晶片 ...................................................................... - 69 -
圖5.4 R8000 電晶體架構 ...................................................................... - 71 -
圖5.5 R10000 處理晶片 ........................................................................ - 72 -
圖5.6 MIPS32 24K 架構圖 .................................................................... - 73 -
圖5.7 MIPS32 34K 架構圖 .................................................................... - 73 -
圖5.8 Play Station 2 所使用的 Emotion Engine 核心即採用MIPS64 架構
............................................................................................................ - 74 -
圖5.9 Au1250 處理器外觀 .................................................................... - 76 -
圖5.10 Au1250 主要功能方塊圖 .......................................................... - 77 -
圖5.11 JTAG 訊號串接方式 ................................................................. - 79 -
圖5.12 松下SD Card 系列 .................................................................... - 82 -
圖5.13 Au1250 主要功能示意 .............................................................. - 84 -
圖5.14 Au1250 正視圖 .......................................................................... - 85 -
圖5.15 Au1250 背視圖 .......................................................................... - 85 -
圖5.16 Au1250 系統外觀 ...................................................................... - 86 -
圖5.17 基本型線性降壓穩壓器線路 .................................................... - 89 -
圖5.18 LM2576 方塊圖 ......................................................................... - 94 -
圖5.19 CMOS Camera 模組外觀 ........................................................ - 100 -
圖6.1 系統組成架構圖 ........................................................................ - 102 -
圖6.2 GPS Viewer 連接埠設定 ........................................................... - 105 -
圖6.3 GPS Viewer 自動掃描 ............................................................... - 106 -
圖6.4 GPS Viewer 衛星資料接收 ....................................................... - 106 -
圖6.5 GPS Viewer 衛星狀況圖示 ....................................................... - 107 -
圖6.6 中華電信網頁畫面 .................................................................... - 108 -
圖6.7 RS-232 測試程式 ....................................................................... - 112 -

表目錄
表1.1 比較固定式RFID、手持式RFID 與手持式RFID 結合車機三種方
法的優缺點 ........................................................................................ - 11 -
表2.1 電子標籤比較表 .......................................................................... - 19 -
表2.2 RFID 全球技術協定機構表 ....................................................... - 21 -
表2.3 標籤與頻率的關係 ...................................................................... - 22 -
表2.4 頻段使用範圍資料來源：工研院IEK-IT IS 計畫(2005/10) ... - 24 -
表2.5 RFID 標籤相關技術等級分類 － 資料來源：Ubiquitous ID Center
............................................................................................................ - 30 -
表2.6 ISO 常用標準 ............................................................................. - 32 -
表2.7 ISO 14443 和ISO 15693 的對照表 ............................................ - 34 -
表2.8 RFID 模組規格表 ........................................................................ - 36 -
表2.9 PA-T2132 控制指令表格 (20h~2Fh) ......................................... - 38 -
表2.10 GNetPlus 指令格式 ................................................................... - 39 -
表2.11 ASCII 模式的指令列表 ............................................................ - 40 -
表2.12 錯誤碼列表 ................................................................................ - 41 -
表3.1 NMEA 六種輸出格式名稱 ........................................................ - 45 -
表3.2 GGA 輸出格式 ........................................................................... - 46 -
表3.3 定位指示值 .................................................................................. - 47 -
表3.4 GLL 輸出格式 ............................................................................ - 48 -
表3.5 GSA 輸出格式 ............................................................................ - 49 -
表3.6 GSA Mode 1 ................................................................................. - 49 -
表3.7 GSA Mode 2 ................................................................................. - 49 -
表3.8 GSV 輸出格式 ............................................................................ - 50 -
表3.9 RMC 輸出格式 ........................................................................... - 51 -
表3.10 VTG 輸出格式 .......................................................................... - 52 -
表3.11 GPS 模組規格表 ....................................................................... - 54 -
表3.12 GPS 天線規格表 ....................................................................... - 54 -
表4.1 HSDPA 版本分別 ....................................................................... - 56 -
表5.1 Au1250 系統規格 ........................................................................ - 87 -
表5.2 穩壓器之比較 .............................................................................. - 93 -
表5.3 TFT LCD 規格 ............................................................................. - 97 -
表5.4 TFT LCD 輸出接腳定義 ............................................................ - 98 -
表5.5 CMOS 感測模組規格 ............................................................... - 100 -
表5.6 CMOS Sensor 輸出接腳定義 ................................................... - 101 -
表6.1 各級電壓之功率消耗數據表 .................................................... - 103 -
表6.2 溫度和濕度測試數據 ................................................................ - 104 -
表6.3 三家業者於3.5G 網路平均下載資料速率表 .......................... - 109 -
表6.4 三家業者於3G 網路平均下載資料速率表 ............................. - 110 -
表6.5 三家業者於2G 網路平均下載資料速率表 ............................. - 111 -
表8.1 市場分析比較表 ........................................................................ - 114 -

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