倉儲管理的設(shè)計與實現(xiàn)

1、倉儲管理的設(shè)計與實現(xiàn)1硬件系統(tǒng)設(shè)計11處理器本手持終端的設(shè)計主要滿足倉儲管理過程中數(shù)據(jù)的采集、處理及顯示，本硬件設(shè)計處理器選用AM9S3C2440處理器。三星公司的S3C2440為16/32位AM9TDMI，內(nèi)核帶有16kBcache的ISC處理器，被設(shè)計用來為手持設(shè)備等提供一個低成本、高性能的方案;集成了UAT、ISP等串行接口控制器、8通道10位ADC轉(zhuǎn)換器、存儲單元控制器、時鐘和電源控制器、DMA控制器、LCD控制器、I2C控制器等外圍控制器，可以實現(xiàn)豐富的外圍接口功能;130個可編程通用GPIO口，處理速度高達533MHz5。核心處理器包括專門為諸如移動電話、數(shù)字多媒體、GPS通信系統(tǒng)

2、和嵌入式設(shè)備等移動設(shè)備消費型產(chǎn)品設(shè)計的高性能、低成本處理器，其開發(fā)技術(shù)已經(jīng)相對成熟。12閱讀器硬件設(shè)計FID閱讀器的任務(wù)是控制射頻發(fā)射射頻信號，通過射頻收發(fā)器接收來自標簽的信息。由于高頻段數(shù)據(jù)傳輸率相對較高且通信質(zhì)量較好，對移動終端網(wǎng)絡(luò)不會產(chǎn)生影響，有利于手持讀寫器的進一步研發(fā);此外，射頻收發(fā)芯片MFC522具有低電壓、低功耗、低成本和便于手持設(shè)備開發(fā)等優(yōu)點，所以本系統(tǒng)采用NXP公司的MFC522作為FID模塊電路開發(fā)的核心芯片。MFC522利用調(diào)制和解調(diào)的原理，在1356MHz頻段集成了各種非接觸式通信方法和協(xié)議。芯片內(nèi)部集成的發(fā)送器部分可以驅(qū)動讀寫器的天線部分與ISO14443A/Mifa

3、re卡和應(yīng)答機之間的通信而不需要另外的電路;數(shù)字電路部分可以處理完整的ISO14443A幀和錯誤檢測。MFC522芯片內(nèi)部連接2712MHz的晶體;具有64B的發(fā)送和接收FIFO緩沖區(qū)、靈活的中斷模式和低功耗硬件復(fù)位功能;通信距離高達50mm，但這取決于天線的長度和調(diào)諧;支持SPI、I2C和串行UAT接口，供電電壓為33V，封裝形式為HVQFN32。本系統(tǒng)采用SPI接口方式完成S3C2440處理器與MFC522之間的數(shù)據(jù)傳輸，處理數(shù)據(jù)的速率達到10Mbit/s。本系統(tǒng)通過MFC522芯片提供的5個引腳來實現(xiàn)SPI接口電路。這5個引腳分別為:D5(MISO)、D6(MISI)、D7(SCK)、S

4、T、SDA。MFC522作為從機與S3C2440進行SPI通信。數(shù)據(jù)可以通過D5引腳從MFC522發(fā)回到S3C2440處理器，通過D6引腳從S3C2440處理器發(fā)送到MFC522處理。D7引腳為時鐘引腳，由S3C2440處理器產(chǎn)生。處理器可以通過使能ST引腳為低電平來產(chǎn)生硬掉電。在硬掉電模式下，MFC522內(nèi)部所有消耗能量的部件全部關(guān)閉(包括振蕩器)。13WiFi模塊的電路設(shè)計本設(shè)計中WiFi模塊使用的是Murata公司的LBWA18HEPZ模塊。該模塊內(nèi)部采用88w8686芯片，提供SDIO和GSPI接口;內(nèi)置一塊384MHz的晶體振蕩器，內(nèi)置的8kbitEEPOM和18V穩(wěn)壓器可以用33V

5、或18V供電，使用方便。88w8686芯片適用于IEEE80211a/g/b標準，它具有傳輸速率高、覆蓋范圍廣、功耗低、集成度高等特點;WiFi的覆蓋半徑基本上能達到100m，而普通的藍牙技術(shù)基本上只能覆蓋15m的半徑區(qū)域;支持WEP64/128、WPA、TKIP和AES等無線網(wǎng)絡(luò)加密方式。芯片內(nèi)置F到基帶的轉(zhuǎn)換電路，同時支持192MHz、20MHz、24MHz、26MHz、384MHz和40MHz的晶振作為時鐘源;采用68腳QFN封裝，提供SDIO和GSPI兩種接口方式;內(nèi)置用于存放Tx幀隊列和x緩沖數(shù)據(jù)的SAM和BootOM。WiFi模塊接口電路圖如圖2所示。本設(shè)計采用SDIO的方式將LB

6、WA18HEPZ連接在S3C2440的SDIO接口上。圖2中，SD_DATA0、SD_DATA1、SD_DATA2、SD_DATA3分別為SDIO接口通信的4個數(shù)據(jù)位;SD_CLK為來自于主處理器的同步時鐘信號;SD_CMD為命令/回復(fù)信號。WiFi模塊采用33V供電，也可以直接由SDIO接口提供。ANT1引腳接天線，根據(jù)最大功率傳輸定理，ANT1引腳與天線之間需進行50阻抗匹配。14其他模塊設(shè)計數(shù)據(jù)和程序存儲器模塊主要有Flash和SDAM，供電電壓采用33V供電。Flash采用三星公司的SST39VF1601，大小為2MB，為數(shù)據(jù)的存儲提供便利，并且可以作為Bootloader、Linux

7、系統(tǒng)文件的存儲。SDOM為HY57V641620，大小為8MB，主要作為程序存儲使用。由于本手持終端主要是和上位機通信并及時將數(shù)據(jù)和上位機進行交換，所以對于所選用的存儲模塊空間的大小已經(jīng)足夠。S3C2440內(nèi)部集成了LCD控制器，其邏輯功能是將LCD的圖像數(shù)據(jù)從主存的視頻緩沖區(qū)域傳送到外部LCD設(shè)備。LCD顯示器的主要作用是將上位機下達給手持終端的貨物出入庫或者盤點的命令加以顯示，供工作人員執(zhí)行;或者將由手持終端具體執(zhí)行的操作顯示在LCD上，供工作人員參考。2軟件設(shè)計實現(xiàn)軟件系統(tǒng)包括嵌入式系統(tǒng)的移植、無線模塊各接口的驅(qū)動和無線通信傳輸協(xié)議。手持終端的無線通信功能主要分為以下幾個層次:驅(qū)動層，包

8、括WiFi模塊驅(qū)動、FID模塊驅(qū)動、USB接口驅(qū)動及LCD驅(qū)動等;協(xié)議層，包括FID通信協(xié)議、WiFi通信協(xié)議等;應(yīng)用層，包括網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的應(yīng)用程序等。軟件整體結(jié)構(gòu)如圖3所示。21FID模塊的軟件實現(xiàn)手持設(shè)備選擇u-boot引導(dǎo)操作系統(tǒng)uclinux內(nèi)核和根文件系統(tǒng)，在軟硬件環(huán)境搭建好的情況下，進行FID驅(qū)動程序的設(shè)計。FID610的驅(qū)動主要是對MFC配置寄存器進行設(shè)置，并將發(fā)送接收數(shù)據(jù)的字節(jié)、地址和工作模式等寫入MFC寄存器。FID對標簽進行數(shù)據(jù)讀取的流程圖如圖4所示。22WiFi模塊的數(shù)據(jù)傳輸過程WiFi無線終端的數(shù)據(jù)通信方式是主從通信方式。當(dāng)通過SDIO對工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進行讀取時，WiFi作

9、為主機;當(dāng)傳送讀取的數(shù)據(jù)時，WiFi又會作為AP接入點的從機。無線通信采用網(wǎng)絡(luò)套接字進行編程。WiFi傳輸數(shù)據(jù)的具體流程圖如圖5所示。3功能測試FID功能的測試主要是測試手持設(shè)備的FID模塊能否對標簽信息進行讀寫等操作。首先將FID驅(qū)動加載到手持設(shè)備上，然后通過串口終端secrueCT輸入命令cat/dev/rfid，即可得到標簽信息的讀寫結(jié)果。WiFi功能測試主要是測試手持WiFi能否接入到無線網(wǎng)絡(luò)skd-office。通過串口終端secrueCT即可查看測試結(jié)果。首先使用ifconfigeth0up命令激活WiFi模塊，然后使用iwlisteth0scan命令搜索無線網(wǎng)絡(luò)。在終端通過命令i

10、wconfigeth0essid“skd-office”選擇skd-office網(wǎng)絡(luò)，再執(zhí)行iwconfigeth0apauto;將ifconfigeth01025032233netmask2552552240作為目標板指定IP地址和默認網(wǎng)關(guān)，此時可以看到WiFi模塊的LED指示燈亮起;用iwconfigeth0查看無線網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)，即可成功接入“skd-office”無線網(wǎng)絡(luò)。由于手持終端的IP地址和測試所用PC機的IP地址在同一網(wǎng)段，所以可以用ping命令驗證無線通信功能。PC機的IP地址是1025032174，使用ping1025032174來檢驗WiFi功能是否已經(jīng)成功實現(xiàn)。4結(jié)束語本文所設(shè)計的手持終端采用FID無線射頻識別技術(shù)，通過無線電訊