【文章內(nèi)容簡介】 口中斷 } void InitTimeFlag(void) { To10msFlag=FALSE。 To10msCnt=1。 基于 ARM 架構(gòu)的單片機(jī)開發(fā)智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)中的傳感采集單元 6 To100msFlag=FALSE。 To100msCnt=10。 To1SFlag=FALSE。 To1SCnt=100。 } void InitAllSensor(void) { InitMyAdc()。 // ADC InitKey()。 // KEY InitLight()。 // LIGHT InitAxis3()。 // AXIS3 InitDHT11()。 // DHT11 InitRfid()。 // RFID memset(amp。EnvMsg, 0, 24)。 } void InitAllDevice(void) { InitFan()。 // FAN InitSpeaker()。 // SPEAKER InitLed()。 // LED Seg7Led_Init()。 // SEG InitZigbee()。 // 初始化 ZIGBEE InitOled()。 FanSpeed(0)。 Speaker(0)。 // 1 開 0 關(guān) Led1Show(0)。 // 1 開 0 關(guān) Seg7Led_Put(39。 39。)。 BeepRingCnt = 0。 DeviceStatus = 0。 } void InitControl(uint8_t *title) { GoodsTypeIndex = GOODSTYPEMIN。 // 最少 1 種貨物 GoodsNumCount = GOODSNUMBERMIN。 //貨物最小總 量 AddOrDecOptFlag = 0。 // 加減操作標(biāo)志 Titile = title。 //標(biāo)題 InitEnvDisp()。 //初始化環(huán)境 InitStoDisp()。 //初始化貨物 CleanScreenFlag = 0。 //清屏標(biāo)志 } 2. M0的數(shù)據(jù)接收流程 基于 ARM 架構(gòu)的單片機(jī)開發(fā)智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)中的傳感采集單元 7 1．接收 Zigbee 傳輸上來的信息； 2．判斷消息類型 ,并讀取相應(yīng)長度的消息 3．插入到鏈表 說明：這里增加接收消息的消息頭為 st:,隨后才是消息正文 ,其中 e 為環(huán)境消息 ,r 為貨物消息 ,讀取消息正文的時(shí)候需要睡眠 500ms,防止消息丟失。 3． 數(shù)據(jù)分析的線程 如圖 讀 取 鏈 表判 斷 信 息 類 型環(huán) 境 信 息 處 理貨 物 信 息 處 理將 貨 物 數(shù) 據(jù) 加 入 數(shù)據(jù) 庫 鏈 表提 取 環(huán) 境 信 息 參 數(shù)鏈 表 是 否 為 空環(huán) 境 貨 物等 待 被 喚 醒N O更 新 共 享 內(nèi) 存 數(shù) 據(jù) 線 程數(shù) 據(jù) 庫 操 作 線 程L E D 線 程蜂 鳴 器 線 程短 信 線 程喚 醒喚 醒將 貨 物 數(shù) 據(jù) 加 入 數(shù)據(jù) 庫 鏈 表喚 醒Y E S 圖 其中環(huán)境信息結(jié)構(gòu)體為： struct env_info_package { unsigned char sto_no。 unsigned char tem[2]。 unsigned char hum[2]。 unsigned char x。 unsigned char y。 unsigned char z。 基于 ARM 架構(gòu)的單片機(jī)開發(fā)智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)中的傳感采集單元 8 unsigned int ill。 unsigned int battery。 unsigned int adc。 }。 貨物信息結(jié)構(gòu)體為： struct goods_info_package { unsigned char sto_no。 unsigned char io。 unsigned char goodsno。 unsigned char goodsnum。 }。 pthread_cond_wait ( cond_analysis, )。 get_receive_cache_node ( ) env_info_analysis ( ) get_env_package (amp。buf)。 get_goods_package (amp。buf)。 說明：在函數(shù) env_info_analysis ( )中對環(huán)境信息進(jìn)行提取比較 ,如果超出了相應(yīng)的閾值范圍會(huì)向消息隊(duì)列中發(fā)送相應(yīng)的消息 ,去控制 M0 或者 A9 上的設(shè)備。 M0終端設(shè)備的功能描述 DHT11 傳感器對溫濕度信息進(jìn)行采集 ISL29003 傳感器對光照強(qiáng)度信息進(jìn)行采集 MMA7455L 傳感器采集三軸加速度 CY14443 對 RFID 信息采集 ADC 3 通道對電池電量信息采集 ADC 0 通道對電位器信息采集 ZICM2410 無線通信 基于 ARM 架構(gòu)的單片機(jī)開發(fā)智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)中的傳感采集單元 9 第三章 M0 的數(shù)據(jù)采集及發(fā)送 硬件簡介及選擇原因 ARM 公司的 CortexM0 處理器 ,其核心是馮 諾依曼體系結(jié)構(gòu)運(yùn)用的是ARMv6M 架構(gòu) ,是 CortexM 家族中的 M0 系列 ,作為新一代處理器 ,它有很多的改革和創(chuàng)新 ,讓技術(shù)開發(fā)人員可 以用 8 位處理器的價(jià)格獲得 32 位處理器的性能。與同類型的處理器相比較 ,CortexM0 的功耗更低 ,CortexM0 內(nèi)核處理器 LPC11C14最高能達(dá)到 50MHz,而性能方面卻毫不遜色 ,就是他的優(yōu)點(diǎn)。而且在抗干擾方面 ,抗干擾能力強(qiáng) ,完全可以用于倉庫中的數(shù)據(jù)采集。對于應(yīng)用方面 ,它可以被多種編譯器支持 ,適用于 C 語言的編寫 ,同樣支持多種嵌入式系統(tǒng)。綜合考慮 ,CortexM0的高性價(jià)比 ,低能耗 ,抗干擾能力強(qiáng) ,支持多操作系統(tǒng) ,所以選擇了此款處理器作為本項(xiàng)目的數(shù)據(jù)采集重任。 硬件的主要模塊 主要模塊如圖所 示 圖 圖 硬件的主要接口與功能 處理器 LPC11C14 主頻最高 50MHz,外接 12MHz 晶體 ,實(shí)際工作 48MHz 基于 ARM 架構(gòu)的單片機(jī)開發(fā)智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)中的傳感采集單元 10 32KB FLASH 8KB SRAM 1 個(gè) I2C 接口 256B EEPROM 1 個(gè) SPI 接口 256KB FLASH 2 個(gè)擴(kuò)展 UART 接口 1 個(gè) I2C 接口 2 個(gè) SPI 接口 1 個(gè) CAN 總線接口 1 個(gè) RS485/RS422 可選雙功能接口 2 路 ADC 輸入 1 個(gè) 128x64 點(diǎn)陣 OLED 雙色（黃和藍(lán) )顯示屏 1 個(gè)八段 LED 數(shù)碼管 2 個(gè) LED 燈 1 個(gè)蜂鳴器 1 個(gè)溫濕度傳感器 1 個(gè)三軸加速度傳感器 1 個(gè)光敏傳感器 1 個(gè)可調(diào)電阻 1 個(gè)可控電風(fēng)扇 1 個(gè) RFID 模塊 1 個(gè) ZigBee 模塊 1 個(gè)電源開關(guān) 1 個(gè)復(fù)位鍵（ Reset) 1 個(gè)可控制四個(gè)方向和確定功能的五向搖桿鍵 1 個(gè)功能鍵（ Esc) 1 個(gè)時(shí)鐘輸出 1 個(gè) 20Pin JTAG 調(diào)試接口 1 個(gè) 1000mAh 鋰電池 2 根 USB 線 1 個(gè) RFID 存儲(chǔ)卡 1 個(gè) CoLink 仿真器 基于 ARM 架構(gòu)的單片機(jī)開發(fā)智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)中的傳感采集單元 11 硬件的微控 制器 LPC1114 采用的是 CortexM 系列架構(gòu)的為處理器的芯片 ,是 ARM 公司前幾年發(fā)布 ,它具有非常低的功率 ,但又擁有比普通單片機(jī)高數(shù)倍的性能 ,它是繼 51 單片機(jī)之后的絕佳替代品。在與以往的 8 位和 16 位單片機(jī)相比中 ,它又有顯著的優(yōu)勢 ,32 位微控制器具有更強(qiáng)的運(yùn)算能力和處理速度。因?yàn)樗闹噶罴唵?,編制尋址統(tǒng)一 ,所以他能夠有效的降低編碼的難度和長度 ,對于編碼的閱讀有很大的便利。另外基于 CortexM0 的 LPC1114 的工作頻率能夠達(dá)到 50 兆赫茲 ,它的主要外圍器件有： 32kb 的海量存儲(chǔ)空間 ,8kb 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 空間 ,經(jīng)過增強(qiáng)的 I2C 協(xié)議接口 ,基于 RS485 標(biāo)準(zhǔn)的收發(fā)器 ,即通用異步串行收發(fā)器 ,擁有兩個(gè)高性能的 SPI 接口 ,四個(gè)比 51 單片機(jī)功能更全的定時(shí)器 ,一個(gè) 10 位的 ADC 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ,還有 42 個(gè)GPIO（多功能復(fù)用輸入輸出 )引腳。 CortexM0 的結(jié)構(gòu)圖 如圖 圖 M0的工作流程 M0的工作流程 M0 上電后首先初始化各個(gè)設(shè)備 ,使得處理中斷函數(shù)可以達(dá)到一秒一次 ,這樣有助于接下來的項(xiàng)目進(jìn)行。然后開始主程序輪詢判斷 ,在沒有外部中斷的干擾下進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集 ,打包并且發(fā)送給 A9,這是正常的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)有中斷時(shí) (ZigBee中斷或者 RFID 刷卡 ),那么就要進(jìn)行處理了。比如當(dāng)收到 ZigBee 中斷時(shí)一方面要進(jìn)行模式的轉(zhuǎn)換 ,由 M0 主動(dòng)地控制轉(zhuǎn)變?yōu)?A9 服務(wù)器控制 M0 模式 ,另一方面要根據(jù) A9 發(fā)來的數(shù)據(jù) ,進(jìn)行操作對應(yīng)的設(shè)備。為了保障整個(gè)環(huán)境的運(yùn)行 ,還設(shè)置了一些異常處理 ,當(dāng)發(fā)生異常時(shí)會(huì)有蜂鳴器的報(bào)警。 基于 ARM 架構(gòu)的單片機(jī)開發(fā)智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)中的傳感采集單元 12 M0的工作流程圖 如圖 圖 M0 的工作流程圖 M0 在本項(xiàng)目中的主要功能是信息的采集 ,所以下面主要介紹 M0 的各個(gè)模塊是如何收集和處理信 息的 DHT11 1. DHT11的基本概述 DHT11 是一種復(fù)合型的溫濕度數(shù)字傳感器 ,它可以實(shí)時(shí)的通過自身的采集單元反饋需要測量的溫度和濕度。 DHT11 內(nèi)部包括一個(gè)通過電阻測量來確定潮濕度的元件和一個(gè)測量溫度的元件。產(chǎn)品可靠性高 ,穩(wěn)定性好 ,信號(hào)傳輸方面可以達(dá)20 米以上 ,僅此這點(diǎn) ,就可以在很多同等價(jià)位的傳感器中脫穎而出。因?yàn)槭羌苫?,所以是單線制串行接口 ,與 M0 的 PIO3_2 引腳連接。對于每一個(gè) DHT11 在出廠之前都經(jīng)