【正文】 我國的倉儲行業(yè)存在相當(dāng)多的問題，如倉庫功能很單一，不能滿足客戶的多種需求；倉庫設(shè)備陳舊、落后，工作效率低下，倉儲管理基本處于人工管理或者是半自動管理狀態(tài)，產(chǎn)品信息識別過程效率低，實(shí)時信息獲取困難、自動化程度很低、耗費(fèi)大量人力和物力等很多問題。而導(dǎo)致這些問題發(fā)生的根本原因是倉儲系統(tǒng)的現(xiàn)有架構(gòu)不能滿足功能需求。 因此，為滿足社會發(fā)展對倉儲系統(tǒng)的要求， 改變倉儲系統(tǒng)的構(gòu)架模式，解決倉儲系統(tǒng)現(xiàn)有的問題是要解決的問題，本文基于物聯(lián)網(wǎng)對倉儲系統(tǒng)的的構(gòu)架進(jìn)行了研究，為系統(tǒng)的具體構(gòu)架和實(shí)現(xiàn)提供了一定的指導(dǎo)作用。 2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)未來的發(fā)展 擁有最完整的物聯(lián)系列產(chǎn)品，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將是推動世界很快發(fā)展的下一個重要動力。 最近幾年物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)逐漸出現(xiàn)在我們的生活中，在未來幾年里，物聯(lián)網(wǎng)很可能會大規(guī)模普及，將廣泛運(yùn)用于智能交通、政府工作、環(huán)境保護(hù)、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、老人護(hù)理、個人健康、公共安全、平安家居等多個領(lǐng)域，一個上萬億元規(guī)模的高科技市場就此誕生，構(gòu)建了“專業(yè)性強(qiáng) 、技術(shù)優(yōu)、質(zhì)量好、成本低、滿足客戶需求”的綜合優(yōu)勢，持續(xù)為客戶提供有競爭力的產(chǎn)品和服務(wù)。 3 第二章 開發(fā)工具和環(huán)境介紹 Linux C 簡介 Linux 中也集成了大量的 C 語言的頭文件和函數(shù)實(shí)現(xiàn)，為 Linux 下的 C 語言編寫提供的很大的方便。 它類似與 Unix 操作系統(tǒng) ， Linux 下 C 語言編程，常用編譯器一般用 gcc，編輯器常用是 VIM。 Sqlite 數(shù)據(jù)庫簡介 它提供了 幾個 C 語言函數(shù)的接口，只需要通過這 些接口來操作數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫可以建立很多的表等等，它是屬于文件型的數(shù)據(jù) 庫。所以這些表其實(shí)就是一個文件。備份這個文件就備份了整個數(shù)據(jù)庫。 而且不需要數(shù)據(jù)庫引擎，甚至不要安裝數(shù)據(jù)庫，就可以保存數(shù)據(jù)。 CortexA8 開發(fā)板簡介 A8 處理器 ，是基于 ARMv7 系列的，它是比較高級的 ARM 開發(fā)板 ，主要用在精確度要求比較高的地方。 CortexM0 開發(fā)板簡介 在本項(xiàng)目中擔(dān)任采集數(shù)據(jù)終端設(shè)備， CortexM0 是現(xiàn)有最節(jié)能的 ARM處理器 ， 它采用了恩智浦的 LPC11C14 芯片，本芯片是一款 32 位處理器，主頻可以到 50MHz。無論在抗干擾能力上，或者是處理數(shù)據(jù)的 速度上還是在功耗上，它都很強(qiáng)，它有足夠的 能力能夠用來作為倉庫管理中的數(shù)據(jù)采集端設(shè)備。 boa 服務(wù)器簡介 Boa 服務(wù)器支持 CGI，是開源的，主要運(yùn)行在 linux 系統(tǒng)下面的，是小型的嵌入式 Web 服務(wù)器。 Zigbee 簡介 Zigbee 是一種短距離無線通信技術(shù)。上層協(xié)議的為 ZigBee 協(xié)議棧了，功耗很低的個域網(wǎng)協(xié)議。由于強(qiáng)大的功能，迅速廣泛應(yīng)用于低數(shù)據(jù)率監(jiān)控的各個領(lǐng)域，它具有 4 高可靠性，網(wǎng)絡(luò)路由功能強(qiáng)大，低速 率，低功耗，更具有恢復(fù)及冗余性能優(yōu)異等特點(diǎn) 。主要適合用于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域。 RFID 簡介 RFID，可以稱為射頻識別技術(shù)，不需要讓射頻卡接觸特定目標(biāo)，就可以讀取射頻 卡里面的數(shù)據(jù)。 5 第三章 系統(tǒng)需求分析和整體設(shè)計 問題的提出 隨著智能化的發(fā)展，而且伴隨物流業(yè)的發(fā)展，因此，越來越多的倉庫管理方面的問題就暴露出來了。 特別是在大中型倉庫管理系統(tǒng)中，面臨由于溫濕度過高或者過低物品發(fā)生發(fā)霉變質(zhì)、倉庫關(guān)照過強(qiáng)或過弱影響物品的存放、物品的進(jìn)入庫記錄繁瑣、以及要實(shí)時視頻監(jiān)控倉庫等問題。原有的管理方式都要耗費(fèi)大量的人力、物力。 通過系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，逐步解決 以上所提到的問題。用戶可以不用進(jìn)入倉庫，僅僅通過網(wǎng)頁端就可以實(shí)時監(jiān)控倉庫的環(huán)境信息，而且通過報警的方式來提醒用戶，這樣既能在倉庫環(huán)境遇到異常的時候，及時作出相應(yīng)的反應(yīng)，又能大大的減少倉儲管理中的人力、物力，為客戶節(jié)省開銷。 設(shè)計目標(biāo) 通過現(xiàn)有倉儲管理所遇到的問題，設(shè)計出一個智能的數(shù)據(jù)處理的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，要實(shí)現(xiàn)的主要功能有： 對倉庫的信息實(shí)時采集，例如溫濕度、光照、三軸加速度等等。 觀察攝像頭采集到的圖片。 采集數(shù)據(jù)段采集到的數(shù)據(jù)交付給服務(wù)器數(shù)據(jù)中心端，并使用 sqlite 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲，實(shí)現(xiàn) 物聯(lián)網(wǎng)的基本功能，即，物與物的聯(lián)系的一起。 服務(wù)器端對接到的采集數(shù)據(jù)二次處理之后， 發(fā)給采集數(shù)據(jù)段指令， 并做出相應(yīng)的反應(yīng)。 用戶通過網(wǎng)頁監(jiān)控倉庫環(huán)境 ， 在管理頁面上設(shè)置按鈕，直接修改上下限的值，更改報警條件。 貨物的進(jìn)出貨的的識別，并存入數(shù)據(jù)庫以便日后對比管理。 6 系統(tǒng)功能描述 本系統(tǒng)是基于 A8 服務(wù)器端、用戶 PC 端、 M0 采集數(shù)據(jù)端（以下再出現(xiàn)用 M0 來代替）三大塊組成，依托在互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)，傳感器等技術(shù)的基礎(chǔ)上編寫，以實(shí)現(xiàn)食品物聯(lián)網(wǎng)倉儲系統(tǒng)，使用戶更方便的管理倉庫內(nèi)的所有信息以及應(yīng) 急倉庫的特殊情況。 M0 終端采集環(huán)境信息，把打包并發(fā)送給 A8， A8 對數(shù)據(jù)第二次處理后，然后發(fā)給 M0 相應(yīng)控制命令， M0 端實(shí)時接收 A8 發(fā)來的命令并解析。 倉庫管理系統(tǒng)的相關(guān)信息包括如下內(nèi)容了，環(huán)境信息包括有溫濕度、三軸加速度、光照強(qiáng)度，硬件設(shè)備信息有風(fēng)扇、蜂鳴器、 LED 燈、商品刷卡信息。 客戶 PC 端通過網(wǎng)頁登錄到 A8 服務(wù)器上的 boa 服務(wù)器，遠(yuǎn)程看到倉庫的管理界面，能看到 M0 采集數(shù)據(jù)端傳到服務(wù)器的各種倉庫信息、以及 直接實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)頁上實(shí)時顯示倉庫的信息。 在管理主頁上可以進(jìn)行功能操作： 在管理頁面上看到到通過攝像 頭看到倉庫的實(shí)時環(huán)境。 在管理頁面上遠(yuǎn)程控制硬件設(shè)備。 在管理頁面上屏蔽或開啟這些監(jiān)控功能。 在管理頁面上設(shè)置終端的溫濕度以及光照強(qiáng)度上下限。 在管理頁面上看到異常抓拍的照片。 系統(tǒng)性能指標(biāo) 傳感器精度要求 傳感器的精度應(yīng)該滿足報警的需求。 監(jiān)控系統(tǒng)安全性要求 用戶通過身份驗(yàn)證進(jìn)入管理界面。 靈活性 要有很好的可擴(kuò)展性，能夠隨意的增加監(jiān)控接節(jié)點(diǎn)數(shù)量，并將他們通過局域網(wǎng)聯(lián)系起來。 系統(tǒng)安全性需求 7 防止非授權(quán)用戶登錄，嚴(yán)格限制非授權(quán)用戶登錄管理，防止非授權(quán)用戶訪問。 數(shù)據(jù)保存需求 由于嵌入式設(shè)備 上存儲空間容量有限，所以系統(tǒng)采集的圖片信息需要轉(zhuǎn)存到相應(yīng)的存儲設(shè)備上，比如 SD 卡等設(shè)備上，這樣用戶可以很方便查看以前事件的記錄，系統(tǒng)應(yīng)該提供相應(yīng)的接口，來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)保存功能。 系統(tǒng)框架設(shè)計 系統(tǒng)整體框架圖 系統(tǒng)的整體框架圖如下圖 31 所示： 圖 31：系統(tǒng)框架圖 8 每個子系統(tǒng)框架圖 服務(wù)器端 A8 端的架構(gòu)圖如下圖 32 所示； 圖 32： A8 服 務(wù)器端架構(gòu)圖 采集數(shù)據(jù)終端 采集數(shù)據(jù)端發(fā)給服務(wù)器端 數(shù)據(jù)框架圖如下圖 33 所示；采集數(shù)據(jù)端接收服務(wù)器端發(fā)來的命令框架圖 如下圖 34 所 示； 9 圖 33：采集數(shù)據(jù)端發(fā)送給服務(wù)器數(shù)據(jù)圖 圖 34：采 集數(shù)據(jù)端接收服務(wù)器指令圖 用戶 PC 模塊 PC 工作架構(gòu)圖如圖 35 所示； 10 讀 取 數(shù) 據(jù) 阻 塞溫 度 異 常 濕 度 異 常 射 頻 卡 信 息喚 醒 數(shù) 據(jù) 線 程存 儲 貨 物 信 息L E D 1L E D 0YY Y發(fā) 送 信 號 喚 醒G P R S 線 程存 儲 異 常 信 息執(zhí) 行 完 畢 返 回w h i l eA 8 串 口 線 程數(shù) 據(jù) 校 驗(yàn) 拆 包G P R S 線 程等 待 喚 醒信 號 喚 醒判 斷 具 體 情 況喚 醒 B e e p 線 程發(fā) 短 信 給 用 戶執(zhí) 行 完 畢 返 回YC a m e r a 線 程 紅 外 監(jiān) 控 線 程等 待 喚 醒連 續(xù) 拍 攝 3 張 照 片間 隔 1 S信 號 喚 醒存 儲 有 人 闖 入 信 息有 人 闖 入按 鈕復(fù) 位 報 警 ？喚 醒 G P R S 、 C a m e r a兩 個 線 程復(fù) 位 報 警發(fā) 信 號 給 L e d 線 程N(yùn) oY e s讀 鍵 值 阻 塞C G I 線 程執(zhí) 行 完 畢 返 回執(zhí) 行 完 畢 返 回W h i l e執(zhí) 行 完 畢 返 回消 息 隊(duì) 列 等 待 接 受B e e p 線 程等 待 喚 醒執(zhí) 行 完 畢 返 回打 開 設(shè) 備創(chuàng) 建 I P C 初 始 化創(chuàng) 建 線 程光 線 異 常L E D 2YL e d 線 程等 待 喚 醒根 據(jù) 標(biāo) 志 位 控 制 燈開 關(guān)根 據(jù) 標(biāo) 志 位 控 制 關(guān)標(biāo) 志 位執(zhí) 行 完 畢 返 回判 讀 消 息喚 醒 B e e p線 程喚 醒 L e d 線程設(shè) 置 環(huán) 境報 警 參 數(shù)發(fā) 數(shù) 據(jù) 給M O 控 制 風(fēng)扇 、 b e e p貨 物 信 息環(huán) 境 信 息喚 醒 數(shù) 庫 線程 存 儲 環(huán) 境信 息 圖 35： PC工作 架構(gòu)圖 業(yè)務(wù)流程圖 服務(wù)器主控程序流程圖 主控程序業(yè)務(wù)流程圖如下圖 36 所示： 讀 取 數(shù) 據(jù) 阻 塞溫 度 異 常 濕 度 異 常 射 頻 卡 信 息喚 醒 數(shù) 據(jù) 線 程存 儲 貨 物 信 息L E D 1L E D 0YY Y發(fā) 送 信 號 喚 醒G P R S 線 程存 儲 異 常 信 息執(zhí) 行 完 畢 返 回w h i l eA 8 串 口 線 程數(shù) 據(jù) 校 驗(yàn) 拆 包G P R S 線 程等 待 喚 醒信 號 喚 醒判 斷 具 體 情 況喚 醒 B e e p 線 程發(fā) 短 信 給 用 戶執(zhí) 行 完 畢 返 回YC a m e r a 線 程 紅 外 監(jiān) 控 線 程等 待 喚 醒連 續(xù) 拍 攝 3 張 照 片間 隔 1 S信 號 喚 醒存 儲 有 人 闖 入 信 息有 人 闖 入按 鈕復(fù) 位 報 警 ？喚 醒 G P R S 、 C a m e r a兩 個 線 程復(fù) 位 報 警發(fā) 信 號 給 L e d 線 程N(yùn) oY e s讀 鍵 值 阻 塞C G I 線 程執(zhí) 行 完 畢 返 回執(zhí) 行 完 畢 返 回W h i l e執(zhí) 行 完 畢 返 回消 息 隊(duì) 列 等 待 接 受B e e p 線 程等 待 喚 醒執(zhí) 行 完 畢 返 回打 開 設(shè) 備創(chuàng) 建 I P C 初 始 化創(chuàng) 建 線 程光 線 異 常L E D 2YL e d 線 程等 待 喚 醒根 據(jù) 標(biāo) 志 位 控 制 燈開 關(guān)根 據(jù) 標(biāo) 志 位 控 制 關(guān)標(biāo) 志 位執(zhí) 行 完 畢 返 回判 讀 消 息喚 醒 B e e p線 程喚 醒 L e d 線程設(shè) 置 環(huán) 境報 警 參 數(shù)發(fā) 數(shù) 據(jù) 給M O 控 制 風(fēng)扇 、 b e e p貨 物 信 息環(huán) 境 信 息喚 醒 數(shù) 庫 線程 存 儲 環(huán) 境信 息 圖 36：主控程序業(yè)務(wù)流 程圖 采集數(shù)據(jù)端主程序流 程圖 采集數(shù)據(jù)端主程序流程圖如 下圖 37 所示 ： 11 圖 37：采集數(shù)據(jù)端業(yè)務(wù)流程圖 系統(tǒng)接口 用戶接口 遠(yuǎn)程用戶 屏幕、菜單格式的要求，給用戶一個美觀、易操作的管理界面，用戶通過自己的用戶名和密碼，可以通過管理界面實(shí)時監(jiān)控倉庫的環(huán)境信息，并且可以通過遠(yuǎn)程修改上下限，更改報警的條件。 硬件接口 應(yīng)用軟件的需求： (1)驅(qū)動程序：基于 內(nèi)核版本的驅(qū)動程序。 (2)數(shù)據(jù)庫類型： Sqlite。 (3)WebServer 類型： Boa 服務(wù)器 .。 (4)Cgi 程序： Cgi。 (5)系統(tǒng)具備較好的可擴(kuò)充性，可以和各類應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)無縫接口。 12 (6)與應(yīng)用軟件的接口方式：通過模塊化設(shè)計。 監(jiān)控設(shè)備硬件需求： (1)CortexM0、 CortexA攝像頭、 zigbee、溫濕度傳感器、光感應(yīng)器。 用戶端硬件要求： (1)本地用戶：鍵盤外設(shè)，音響。 (2)遠(yuǎn)程用戶：一臺連接內(nèi)網(wǎng)的 PC 或移動設(shè)備，安裝 IE 或火狐瀏覽器。 (3)通信接口：倉庫內(nèi)各傳感器通過 zigbee 來與前端數(shù)據(jù)中心進(jìn)行硬件通信，因?yàn)閦igbee 功耗低，較穩(wěn)定，更適合嵌入式設(shè)備。系統(tǒng)集成有網(wǎng)卡芯片，可以在局域 網(wǎng)中對系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)得設(shè)置以及監(jiān)控。 每個子系統(tǒng)模塊描述 服務(wù)器端模塊描述 A8 端是服務(wù)器主控程序端，是采集數(shù)據(jù)端和 PC 端的通信的樞紐，一部分用于網(wǎng)頁控制，對 A8 進(jìn)行控制，并給顯示用戶，另一部分負(fù)責(zé)與 M0 通訊，接收 M0 采集到的信息。 所以服務(wù)器端主控程序是本系統(tǒng)的核心部分， 主要分為三個部分，一部分為主程