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摘要
随着经济文化水平的显着提高,人们对于生活质量及工作环境的要求也越来越高。与此同时为了管理大量的物品,仓库也大量的出现,仓库的管理问题也就提上了日程。随着仓库大量的增加,其管理难度也越来越大,如何优化仓库的日常管理也就成为了一个全新的课题。
本文对国内外仓储系统的发展现状进行了分析,依托物联网技术、无线通信技术、嵌入式Linux技术、传感器技术,设计了基于嵌入式Linux的物联网仓储系统。本系统采用B/S架构,工作人员可W通过PC登录网页客户端,实现仓库的远程控制和监控功能,通过数据采集终端M0采集环境信息(温度,湿度,光照等信息),采集到的信息通过Zi班ee网络传输到FS_4412(运行Linux系统)。FS_4412作为物联网仓储系统的数据处理中也和服务器,实现了仓储系统智能化的控制和远程监控。本文主要研巧工作:基于Cortex-A9的FS_4412开发板上进行Linux操作系统的移植,在分析仓储系统的功能需求的基础上,采用Linux C语言,多线程同步和进程间通信技术,编写了数据处理中也的主程序,重点描述了仓库数据保存、接收、分析处理、设备控制等方面线程的详细设计和实现流程;在分析数据采集终端M0的功能需求的基础上,设计了数据采集终端M0的主程序,重点介绍了各个采集设备的的详细设计;对仓储系统进行了整体测试,实现了基本功能,运行稳定。本系统的的研究工作对物联网仓储系统的智能化,自动化起到了推动作用,具有一定的实用价值和广阔的应用前景。
关键字:嵌入式Linux; Linux C;物联网:仓储系统;FS_4412
Abstract
With the significant development of economic and cultural level,people’srequirement Awards living quality and working environment become increasinglyhigher. At the meantime, in order to manage numerous goods, warehouses appearmimerously management issue of warehouse is put on agenda. With the largeincreasing of warehouse,it management difficulty increasing largely at the same time,then,how th optimize daily management of warehouses become a new topic.
This paper analyzes developing situation of domestic and oversea warehousingsystem and an Internet of Things warehousing system based on embedded Linux isdesign which relied on Internet of Things thchnology,wireless communicationtechnique, embedded Linux technology and sensor technology. The system adoptsB/S framework,working staffs could log in web client via PC th achieve remothCOntrolling and monitoring fimetion of a warehouse. By gathering environmental data(temperature, humidity, illumination and other data) through data gathering terminalMO,the gathered data will be transferred th FS—4412 (operating Linux system) viaZigBee network. As the data processing center and server for Internet of Thingswarehousing system,FS_4412 achieves controthng and remoth memkoring ofwarehousing system intellectualization.Main studying work of this paper includes:
transplant of Linux operating system on FS_4412 development board based onCortex-A9; on the basis of analyzing functional requirement of warehousing system,by making use of Linux C language and multi-thread synchronization,as well asinter-process communication technology,to design main program of data gatheringterminal, detailed design and implementation process of threads in the respects ofstorage, receiving, analysis and process, equipment controlling of warehousing dataare emphatically introduced; on the basis of analyzing functional i^equirement of datagather!ng terminal MG, main program of data gathcring termina 1 MO is designed anddetailed design of each gathering equipment is introduced emphatically; thenwarehousing system is integrally tested and basic fimetions are achieved, it runssteadily. Researching work of this system functions a promoting role tointellectualization and automation of Internet of Things warehousing system,whichhas a certain practical value ana wide application prospect.
Key words: embedded Linux; Linux C; Internet of Things; warehousing system;FS—4412
物联网的概念最早是在21世纪初提出:即通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,W实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言么物联网就是"物物相连的互联网。
物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是"The Internet oftings。由此,顾名思义,"物联网就是物物相连的互联网"。运有两层意思;,第一,物联网的核屯和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,物联网就是"物物相连的互联网"。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核也,用户体验为核也是物联网发展的灵魂。
进入21世纪,继计算机、互联网、无线通信技术之后,物联网技术是影响世界的第四次信息技术革命,它是一种全新的信息技术领域。物联网技术和其他技术的结合,应用在众多领域中。依托物联网技术人们可更加舒适和安全的生产和生活。物联网的出现对人类的生活的方方面面产生巨大的影响,改变了人们生活习惯,提高了人们的生活质量水平。
伴随着物联网时代的到来,物联网为嵌入式Linux系统在其中的广泛应用带来了新的契机,嵌入式Linux系统主要完成信息的处理和存储,满足了物联网技术的需求。物联网理念要通过嵌入式Linux在其中的应用才能实现,能够让物体智能化,并且获得一定的信息处理能力,结合嵌入式Linux技术及无线通信技术能够实现物与人的"交互"。
随着人们的生活质量水平不断提升,人类对与身体健康的重要性认识及工作环境的要求不断増加,食品安全的监管问题对人们的身体健康有直接影响。食品安全是人类共同关注的一个重要问题,食品监管又是食品安全的…个重要课题。
最近几年我国发生了许多食品安全问题,影响着人们的生命健康。与此同时为了管理食品企业生产过程中产生的大量物品,食品仓库也随着大量出现,仓库管理中出现食品变质等问题也随之出现,随着仓库食品储量的増加,其监管难度也不断增加,怎样结合嵌入式Linux技术、互联网技术、无线通信技术和物联网技术对食品仓储的日常管理成为社会关注的全新课题。
本系统采用B/S架构,依托嵌入式Linux技术、物联网技术、无线通信技术和传感器技术编写的物联网仓储系统主要由客户端(PC)、数据处理中屯、(A9服务器)和数据采集终端(M0终端)H部分组成。主要研究内容:数据采集终端采集库房内的货物和环境数据,通过ZigBee网络传输到数据处理中屯、A9之后,对接收到的信息分析后进行分类,把分类后的数据存储到A9的嵌入式Sqlite数据库和更新到共享内存供客户端查看。客户端提供一个浏览器界面,工作人员可通过网页查看仓库内的实时信息,同时对仓库进行监控,可对环境参数进行设置。将收集到的信息与设定值比较,发送命令控制远程监控终端。系统呈序中采用互斥锁保护各个线程的数据和全局变量,使用条件变量确保各个线程有序执行,进程间通信的方式选用消息队列,进程间共享数据采用信号量和共享内存。
嵌入式LINUX的物联网仓储系统测试：
FS_4421开发板
FS_11C41开发板
开发板启动
货物信息
环境信息
异常信息
仓储系统登录界面
仓储系统主界面
仓库环境信息
仓库货物信息
仓库实时监控信息
仓储系统历史照片信息
仓储系统远程监控信息
MO开发板LED灯
仓储系统信息设置
目录
第一章 绪论
1.1 研巧背景及意义
1.2 国内外研巧现状
1.3 研究内容和论文结构
第二章 系统整体框架概述
2.1 中心处理器Cortex-A9及FS
2.2 信息采集处理器LPC11C14及FS_11C14平台
2.3 整体框架概述
2.3.1 系统姐成概述
2.3.2 硬件设计概述
2.3.3 软件设计
2.4 本章小结
第三章 系统移植
3.1搭建交叉开发环境
3.2 Bootloader的选择和移植
3.2.1 Bootloader 的选择
3.2.2 U-boot 移植
3.3 内核移植
3.3.1 摄像头驱动移植
3.3.2 Led驱动粮序移植
3.3.3 蜂呜器驱动程序移植
3.4 文件系统的移植
3.4.1 根文件系统制作
3.4.2 制作Ramdisk文件系统
3.5 Mjpg-streamer视频流服务器移植
3.5.1 Jpeg库移植
3.5.2 Mjpg-streamer 视频流服务器
3.6 BOA服务器移植
3.7 Sqli化数据库移植
3.8 USB-Wi扫驱动移植
3.9 本章小结
第四章 系统主程序设计
4.1 数据处理中也软件设计
4.2 数据处理中也关键技术
4.2.1 Linux多线程编程技术
4.2.2 Linux进程间通信机制
4.2.3 嵌入式Sqlite数据库
4.3 Sqlite数据库操作线程
4.4 数据接收线程
4.5 M0数据分析线程
4.6 处理消息队列请求线程
4.7 M0命令发送线程
4.8 蜂鸣器线程
4.9 Led 线程
4.10 摄像头线程
4.11 共享内存更新线程
4.12 SMS短信线程
4.13 本章小结
第五章 数据采集终端M0程序设计
5.1 数据采集终端M0功能需求
5.2 数据采集终端M0主程序
5.3 数据采集终端设备功能模块介绍
5.3.1 温湿度传感器DHT11
5.3.2 光照传感器 ISL29003
5.3.3 H轴加速度传感器MMA7455L
5.3.4 RFID 模块 CY-14443A
5.3.5 ZigBee无线通信模块ZICM2410
5.4 通信结构体
5.5 本章小结
第六章 系统测试
6.1 系统硬件平台搭建
6.2 数据库数据测试
6.3 仓储系统整体测试
6.4 本章小结
第七章 总结展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
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