【正文】 我國的倉儲行業(yè)存在相當多的問題，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，實時信息獲取困難、自動化程度很低、耗費大量人力和物力等很多問題。而導致這些問題發(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)的的構架進行了研究，為系統(tǒng)的具體構架和實現(xiàn)提供了一定的指導作用。 2 物聯(lián)網(wǎng)技術未來的發(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，將廣泛運用于智能交通、政府工作、環(huán)境保護、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、老人護理、個人健康、公共安全、平安家居等多個領域，一個上萬億元規(guī)模的高科技市場就此誕生，構建了“專業(yè)性強 、技術優(yōu)、質量好、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。 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 在本項目中擔任采集數(shù)據(jù)終端設備， 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，它有足夠的 能力能夠用來作為倉庫管理中的數(shù)據(jù)采集端設備。 boa 服務器簡介 Boa 服務器支持 CGI，是開源的，主要運行在 linux 系統(tǒng)下面的，是小型的嵌入式 Web 服務器。 Zigbee 簡介 Zigbee 是一種短距離無線通信技術。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。由于強大的功能，迅速廣泛應用于低數(shù)據(jù)率監(jiān)控的各個領域，它具有 4 高可靠性，網(wǎng)絡路由功能強大，低速 率，低功耗，更具有恢復及冗余性能優(yōu)異等特點 。主要適合用于自動控制和遠程控制領域。 RFID 簡介 RFID，可以稱為射頻識別技術，不需要讓射頻卡接觸特定目標，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、倉庫關照過強或過弱影響物品的存放、物品的進入庫記錄繁瑣、以及要實時視頻監(jiān)控倉庫等問題。原有的管理方式都要耗費大量的人力、物力。 通過系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，逐步解決 以上所提到的問題。用戶可以不用進入倉庫，僅僅通過網(wǎng)頁端就可以實時監(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，及時作出相應的反應，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。 設計目標 通過現(xiàn)有倉儲管理所遇到的問題，設計出一個智能的數(shù)據(jù)處理的物聯(lián)網(wǎng)設備，要實現(xiàn)的主要功能有： 對倉庫的信息實時采集，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)交付給服務器數(shù)據(jù)中心端，并使用 sqlite 數(shù)據(jù)庫進行存儲，實現(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， 并做出相應的反應。 用戶通過網(wǎng)頁監(jiān)控倉庫環(huán)境 ， 在管理頁面上設置按鈕，直接修改上下限的值，更改報警條件。 貨物的進出貨的的識別，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)，傳感器等技術的基礎上編寫，以實現(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的所有信息以及應 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 相應控制命令， M0 端實時接收 A8 發(fā)來的命令并解析。 倉庫管理系統(tǒng)的相關信息包括如下內容了，環(huán)境信息包括有溫濕度、三軸加速度、光照強度，硬件設備信息有風扇、蜂鳴器、 LED 燈、商品刷卡信息。 客戶 PC 端通過網(wǎng)頁登錄到 A8 服務器上的 boa 服務器，遠程看到倉庫的管理界面，能看到 M0 采集數(shù)據(jù)端傳到服務器的各種倉庫信息、以及 直接實現(xiàn)在網(wǎng)頁上實時顯示倉庫的信息。 在管理主頁上可以進行功能操作： 在管理頁面上看到到通過攝像 頭看到倉庫的實時環(huán)境。 在管理頁面上遠程控制硬件設備。 在管理頁面上屏蔽或開啟這些監(jiān)控功能。 在管理頁面上設置終端的溫濕度以及光照強度上下限。 在管理頁面上看到異常抓拍的照片。 系統(tǒng)性能指標 傳感器精度要求 傳感器的精度應該滿足報警的需求。 監(jiān)控系統(tǒng)安全性要求 用戶通過身份驗證進入管理界面。 靈活性 要有很好的可擴展性，能夠隨意的增加監(jiān)控接節(jié)點數(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 防止非授權用戶登錄，嚴格限制非授權用戶登錄管理，防止非授權用戶訪問。 數(shù)據(jù)保存需求 由于嵌入式設備 上存儲空間容量有限，所以系統(tǒng)采集的圖片信息需要轉存到相應的存儲設備上，比如 SD 卡等設備上，這樣用戶可以很方便查看以前事件的記錄，系統(tǒng)應該提供相應的接口，來實現(xiàn)相應的數(shù)據(jù)保存功能。 系統(tǒng)框架設計 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 服務器端 A8 端的架構圖如下圖 32 所示； 圖 32： A8 服 務器端架構圖 采集數(shù)據(jù)終端 采集數(shù)據(jù)端發(fā)給服務器端 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)送給服務器數(shù)據(jù)圖 圖 34：采 集數(shù)據(jù)端接收服務器指令圖 用戶 PC 模塊 PC 工作架構圖如圖 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 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 位 報 警 ？喚 醒 G P R S 、 C a m e r a兩 個 線 程復 位 報 警發(fā) 信 號 給 L e d 線 程N 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 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 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 志 位 控 制 燈開 關根 據(jù) 標 志 位 控 制 關標 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 置 環(huán) 境報 警 參 數(shù)發(fā) 數(shù) 據(jù) 給M O 控 制 風扇 、 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 架構圖 業(yè)務流程圖 服務器主控程序流程圖 主控程序業(yè)務流程圖如下圖 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 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 位 報 警 ？喚 醒 G P R S 、 C a m e r a兩 個 線 程復 位 報 警發(fā) 信 號 給 L e d 線 程N 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 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 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 志 位 控 制 燈開 關根 據(jù) 標 志 位 控 制 關標 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 置 環(huán) 境報 警 參 數(shù)發(fā) 數(shù) 據(jù) 給M O 控 制 風扇 、 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)務流程圖 系統(tǒng)接口 用戶接口 遠程用戶 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時監(jiān)控倉庫的環(huán)境信息，并且可以通過遠程修改上下限，更改報警的條件。 硬件接口 應用軟件的需求： (1)驅動程序：基于 內核版本的驅動程序。 (2)數(shù)據(jù)庫類型： Sqlite。 (3)WebServer 類型： Boa 服務器 .。 (4)Cgi 程序： Cgi。 (5)系統(tǒng)具備較好的可擴充性，可以和各類應用軟件實現(xiàn)無縫接口。 12 (6)與應用軟件的接口方式：通過模塊化設計。 監(jiān)控設備硬件需求： (1)CortexM0、 CortexA攝像頭、 zigbee、溫濕度傳感器、光感應器。 用戶端硬件要求： (1)本地用戶：鍵盤外設，音響。 (2)遠程用戶：一臺連接內網(wǎng)的 PC 或移動設備，安裝 IE 或火狐瀏覽器。 (3)通信接口：倉庫內各傳感器通過 zigbee 來與前端數(shù)據(jù)中心進行硬件通信，因為zigbee 功耗低，較穩(wěn)定，更適合嵌入式設備。系統(tǒng)集成有網(wǎng)卡芯片，可以在局域 網(wǎng)中對系統(tǒng)進行相應得設置以及監(jiān)控。 每個子系統(tǒng)模塊描述 服務器端模塊描述 A8 端是服務器主控程序端，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 進行控制，并給顯示用戶，另一部分負責與 M0 通訊，接收 M0 采集到的信息。 所以服務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