项目分享 | 货物运输监督智能卡

项目名称：货物运输监督智能卡

开发团队：柠檬宝

项目简介：该项目产品预计应用于物流运输行业。

解决物流运输过程中监管缺失，证据锁定难，争议问题各执一词的“痛点”。在物流运输过程中，存在一部分违规（违约）的行为，如未按厂家环境要求进行存放货物，摆放货物，倒置货物，甚至出现货物跌落等情况。当损失发生后，货物外包装未损坏，或凭借肉眼，简单检查不足以发现问题，但此时货物已经不能达到验收标准。这时是物流导致的运输过程中的损坏，还是厂家出厂的质量问题？解决这个争议就需要一个货物运输监督智能卡来记录货物状态。

货物运输监督智能卡的产品需求，即功能模块：低功耗需求，满足60天海运长时间工作需求；程序安全，固件程序不能轻易破解，刷机；信息安全，存储信息不可拷贝，替换。设备的密钥必须安全有保证。可以成为电子证据。环境传感器，采集货物环境的温度、湿度；运动传感器，可检测出货物跌落等失重、超重操作。磁力传感器，可检测出货物是否被倒置等不符合规定的操作。信息导出，通过U盘可以将保存加密数据拷贝出来，再通过个人密钥进行解密。具有唯一芯片指纹。基础版：通过LED指示灯的状态表达当时监督的结果，如红灯代表失败，绿灯代表正常；高级版：使用电纸屏实时显示状态的变化，如当正常，则显示笑脸、对钩等图案。

综上，选定本次参赛平台：NUCLEO-U575ZI-Q开发板和X-NUCLEO-IKS01A3扩展板，项目将实验两个主要功能：测试模式和工作模式。测试模式主要验证产品当前的状态，触发异常放置的实验检测等。工作模式则开始记录货物状态，直到接收方输入特定的密钥停止记录。项目程序架构：计划采用FreeRTOS实时操作系统。将各个模块单独驱动，与算法分离，再分层设计用户层、应用层、领域层与基础设施层。项目开发难点：FreeRTOS在Cortex-M33内核安全核下的移植，加密解密模块的实现与移植，超低功耗的休眠与唤醒。

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项目图片：

小货车拉载着精密仪器，我要如何知道物流在运输过程中按照规约来运输呢？

软硬件框图：

以STM32U575为核心数据处理，以IKS01A3传感器扩展板。

硬件平台

基于上述总结项目需求下，我们选用下列硬件资源：

NUCLEO-U575ZI-Q开发板

• Trust Zone特性——功能安全，信息安全
• 超低功耗特性
• 高主频——高性能

X-NUCLEO-IKS01A3扩展板

• 重力传感器：LSM6DS0
• 温度、湿度传感器：HTS221
• 气压传感器：LPS22HH

软件平台

• 开发环境使用Keil MDK
• 代码辅助工具：STM32CubeMX
• 传感器板辅助工具：X-CUBE-MEMS1
• 加密算法库：wolfSSL.I-CUBE-wolfSSL
• 代码编辑器：Vscode
• 调试工具：ModbusPoll，串口助手

项目功能点

• TrustZone的使用
• IIC外设使用
• 串口，115200bps
• 加密模块，采用对称加密方式，加密采样数据结果
• 温度传感器，采集货物运输过程中的温度
• 湿度传感器，采集货物运输过程中的湿度
• 重力传感器，采集货物运输过程中及存放下的姿态
• Modbus-RTU协议，工厂生产模式下数据调试
• 模拟货物异常翻转的数据特征

END