仓储物联网管理系统1FS4412.docx

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仓储物联网管理系统1FS4412

物联网仓储管理系统

项目文档

第1章项目简介

1.1项目背景

随着社会经济的迅速发展和科学技术的全面进步，计算机事业的飞速发展，以计算机与通信技术为基础的信息系统正处于蓬勃发展的时期。

随着经济文化水平的显著提高，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大众化的课题。

传统的仓库管理，一般依赖于一个非自动化的、以纸张文件为基础的系统来记录、追踪进出的货物，完全由人工实施仓库内部的管理，因此仓库管理的效率极其低下。

对此，我们利用基于ZIGBEE无线射频技术的仓库智能管理系统，该系统能够增强库房作业的准确性和快捷性、减少整个仓库物资出入库中由于管理不到位造成的非法出入库、误置、偷窃和库存、出货错误等损失，并最大限度地减少储存成本、保障仓库物资的安全。

1.2术语定义

ZigBee:

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。

根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。

这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飞翔和“嗡嗡”（zig）地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。

其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。

主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。

简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。

A9多核:

ARMCortex-A9处理器是首款结合了Cortex应用级架构及用于可扩展性能的多处理能力的ARM处理器。

M0：

Cortex-M0处理器，是市场上现有的最小，能耗最低的ARM处理器。

第2章系统概述

本系统是基于PC、ARMCortex-A9、GPRS、ARMCortex-M0等设备，依托在各项互联网，物联网，传感器等技术的基础上编写，以实现仓储物联网管理系统；用户可以实时的查看库房环境信息、货物信息；并可以通过设置在库房的摄像头来监控库房，以及实现远程控制库房的灯光，风扇等等。

本系统主要分为三大模块：

核心服务器端（PC）、前端数据中心（A9）和远程监控终端（ARMCortexM0）。

第3章使用说明

3.1硬件清单

表：

硬件清单

名称

描述

FS4412

主控板，FS4412采用的处理器使用Samsung最新的ARMCortex-A9四核CPU的

Exynos4412,主频达到1.41.6GHz。

该芯片采用了最新的32nm的先进工艺制

程，功耗方面有了明显的降低。

FS11C14

基于高性能的Cortex-M0处理器，完美支持重力、温湿度、光照等多种传感器，

全开源的RFID、ZigBee组件。

可以实现仓库需要采集的全部信息。

摄像头

摄像头模块，采集视频数据

3.2功能演示

第4章

前端数据中心（A9）总体设计

4.1系统框架，线程关系

4.1.1系统框架

●先通过M0模块进行实时采集环境参数，例如温度、湿度、光感数据；

●再通过ZigBee协调器进行数据接收，然后把采集到的环境参数通过串口发送给A9；

●由A9的transfer线程负责接收环境参数，并将其放入链式队列中；

●由A9的analysice进行数据处理，并放入到共享内存中；

4.1.2线程间关系

4.2数据接收模块

4.2.1功能描述

Zigbee节点采集的信息，通过Zigbeee协调器接收，再经USB转串口传递给A9板。

此线程负责从串口读取消息交给处理模块，并继续接收消息。

4.2.2数据描述

表：

变量说明

类型

名称

功能

int

dev_uart_fd

串口文件描述符

queue_t

pth_queue

队列头

pthread_mutex_t

pth_mutex

数据保护互斥锁

pthread_cond_t

pth_noempty_cond

数据处理唤醒条件变量

4.2.3流程图

4.2.4详细说明

本线程被创建后,先打开串口ttyUSB1这一设备节点,得到文件描述符dev_uart_fd,通过调用serial_init（dev_uart_fd）来进行串口的初始化;之后线程通过read串口进行睡眠,一旦有数据,就从串口里读取,并判断包头是否正确,若正确则读取数据,加入数据链表缓存。

4.3数据处理

4.3.1功能描述

处理接收到的信息,因为接收到的信息是按一定规律进行编码的,所以进行解码后,激活数据库线程,保存数据,激活内存刷新数据,更新实时环境信息,判断数据是否越界,若越界则激活设备控制线程进行相应的控制。

4.3.2数据描述

4.3.3流程图

4.3.4详细说明

4.4处理客户端请求

4.4.1功能描述

接收CGI以及别的线程检测到异常发送设备控制请求的线程。

4.4.2数据描述

结构体名称

成员类型

成员名称

功能

structmsg

long

type

收发消息类型

long

msgtype

消息类型

char

text[N]

消息正文

数据类型

数据名称

功能

char

dev_uart_mask

M0设备操作掩码

int

dev_uart_fd

串口文件描述符

4.4.3流程图

4.4.4详细说明

本线程主要用来接收从消息队列里传入的请求，主要是硬件设备的操作，本线程大部分完成的是一个数据的转发过程，因为通信的结构在发送线程与设备之间已经定义好了相应的协议。

4.5数据库模块

4.5.1sqlite3介绍

sqlite3提供的是一些C函数接口，你可以用这些函数操作数据库。

通过使用这些接口，传递一些标准sql语句（以char*类型）给sqlite函数，sqlite就会为你操作数据库。

sqlite3跟MS的access一样是文件型数据库。

就是说，一个数据库就是一个文件，此数据库里可以建立很多的表，可以建立索引、触发器等等，但是，它实际上得到的就是一个文件。

备份这个文件就备份了整个数据库。

sqlite3不需要任何数据库引擎，这意味着如果你需要sqlite来保存一些用户数据，甚至都不需要安装数据库。

4.5.2数据库流程图

4.5.3pthread_sqlite.h文件详解

●互斥锁及条件变量部分

externpthread_cond_sqlite;

解析：

数据库线程部分的条件变量，pthread_cond_wait之后，当其他线程使用相同的条件变量才能唤醒数据库线程。

4.6环境智能检测控制

4.6.1功能描述

首先在网页上面把智能检测功能打开，然后配置临界值，最后提交。

观查M0的即时数据，对即时数据可人为改动（例如：

用手遮挡光照传感器，对温湿传感器进行哈气等），观看智能控制效果。

4.6.2流程图

4.6.3详细说明

判断网页临界值是否变化，是——就把最新临界值放进数据库中（否——直接进入共享内存），然后共享内存获取最新临界值，数据与临界值进行比较且发送控制命令。

功能与条件：

1、打开蜂鸣器：

a）温度小于最低值或温度大于最高值；

b）湿度小于最低值或湿度大于最高值；

c）光照大于最高值；

2、打开风扇：

a）温度大于最高临界值；

b）湿度大于最高临界值；

3、打开led

a）光照小于最低临界值；

4、关闭功能

a）打开蜂鸣器条件不成立——关闭蜂鸣器

b）打开风扇条件不成立——关闭风扇

c）打开led条件不成立——关闭led

4.7摄像头模块

4.7.1功能描述

采集室内图像信息，实现远程视频监控和拍照功能。

4.7.2流程图

4.7.3数据描述

表：

互斥锁

名称

类型

功能

mutex_camera

pthread_mutex_t

摄像头模块控制线程互斥锁

表：

条件变量

名称

类型

功能

cond_camera

pthread_cond_t

摄像头模块控制线程被唤醒条件变量

表：

其他

名称

类型

功能

dev_camera_mask

unsignedchar

摄像头模块操作掩码

dev_camera_fd

int

摄像头模块设备节点