倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)采集終端設(shè)計(jì),倉(cāng)儲(chǔ)管理論文

倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)采集終端設(shè)計(jì),倉(cāng)儲(chǔ)管理論文【題目】【第一章】【第二章】【第三章】【第四章】【第五章】倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)采集終端設(shè)計(jì)【結(jié)論/以下為參考文獻(xiàn)】第五章系統(tǒng)采集終端設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的信息采集終端主控制器使用的是恩智普公司生產(chǎn)的LPC11C14芯片，這是一款A(yù)RM系列的32位低功耗處理器，工作頻率能夠到達(dá)50MHZ能夠知足RFID刷卡系統(tǒng)和各傳感器對(duì)工作頻率的要求。主要負(fù)責(zé)倉(cāng)庫(kù)信息采集、信息發(fā)送，對(duì)信息處理中心Cortex-A8發(fā)出的命令進(jìn)行傳感器響應(yīng)。相關(guān)信息主要包括溫度、濕度、光感強(qiáng)度、貨物進(jìn)出刷卡信息、三軸加速度〔防盜〕和傳感器電池電壓信息。信息處理中心和信息采集中心的通信采用Zigbee通信，具有非常良好的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造。由于中心處理器管理著多個(gè)倉(cāng)庫(kù)，連接著信息采集終端，Zigbee通訊完全能夠知足這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟?。Cortex-M0和Cortex-A8之間首先是由雙向SPI總線進(jìn)行信息傳輸，然后利用UART轉(zhuǎn)換芯片SC16IS752,為信息處理中心節(jié)省了一個(gè)USB串口。5.1Cortex-M0相關(guān)配置在連接串口的之前，要完成M0相關(guān)的配置第一步：在指定的目錄下安裝keil軟件。安裝USB串口驅(qū)動(dòng)PL-2303DriverInstaller.exe和USB轉(zhuǎn)串口驅(qū)動(dòng)程序CP2101_Drivers.exeCygnalIntergrate.exe.安裝完成后重啟電腦。第二步：安裝colink驅(qū)動(dòng)程序ColinkExUsbDriver-1.1.1.exe,途徑不能修改。安裝完成后，單擊project選項(xiàng)，選擇OptionsforTarget選項(xiàng)，在彈出的對(duì)話(huà)框中選擇Debug,在新彈出的頁(yè)面上選擇CooCoxDebugger選項(xiàng)。然后完成對(duì)Colink的配置，單擊Setting選項(xiàng)，在Port端口選項(xiàng)中選擇SWD選項(xiàng)，在Adapter選項(xiàng)中選擇單擊ColinkEx.完成配置后點(diǎn)擊OK退出。能夠通過(guò)Colink來(lái)將程序下載到目的板MCU的Nandflash里，配置時(shí)要保持與Debug配置的一致。單擊Settings,彈出一個(gè)界面，在該界面上單擊ADD,將LPC11XXFlash參加并選擇。將一個(gè)完成好的工程文件在MDK界面下運(yùn)行。完成以上安裝就能夠?qū)⒊绦驘龑?xiě)進(jìn)Cortex-M0了。5.2Zigbee模塊配置安裝軟件ZigbeeCfg_V1.07軟件，把USB數(shù)據(jù)線的一端接在USB-UART上，另一端接在PC機(jī)的USB端口上，然后重啟Cortex-M0實(shí)驗(yàn)板，單擊Zigbee選項(xiàng)選擇turnonotherfan.打開(kāi)Zigbee的配置項(xiàng)，單擊重新掃描項(xiàng)，打開(kāi)串口測(cè)試設(shè)備類(lèi)型。如以下圖：?jiǎn)螕鬦IG按鈕出現(xiàn)如下界面按上圖填充完畢，單擊獲取信息按鈕，彈出如下頁(yè)面。參照Z(yǔ)igbee內(nèi)的參數(shù)進(jìn)行信息填充。實(shí)驗(yàn)板上的本地網(wǎng)絡(luò)地址應(yīng)該與Zigbee的目的網(wǎng)絡(luò)地址一樣。PanID必須是一樣的，通道號(hào)也應(yīng)該是一樣的。配置完成后，重新給實(shí)驗(yàn)板上電，把USB數(shù)據(jù)線的一端接到PC機(jī)上，另一端接到獨(dú)立Zigbee上，假如發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)板上的Zigbee顯示燈一直亮滅，并且獨(dú)立的Zigbee接收數(shù)據(jù)燈也一直亮滅，則表示配置成功。用測(cè)試程序調(diào)試Zigbee,此時(shí)能夠通過(guò)Zigbee接收從Cortex-A8上發(fā)送來(lái)的命令。[39‐40]5.3Cortex-M0主程序信息采集中心的主程序由一個(gè)信息采集模塊和兩個(gè)中斷組成，兩個(gè)中斷模塊分別是刷卡貨物出入庫(kù)中斷和Zigbee數(shù)據(jù)中斷[39‐40].主程序While〔1〕中不停的循環(huán)采集信息，并監(jiān)聽(tīng)能否產(chǎn)生中斷，當(dāng)出現(xiàn)RFID刷卡貨物出入庫(kù)中斷時(shí)，然后判定卡片的身份和優(yōu)先級(jí)，假如卡片的信息有效，身份辨別成功，LCD液晶顯示器出現(xiàn)提示信息，通過(guò)五鍵操作桿來(lái)選擇入庫(kù)貨物的種類(lèi)和數(shù)量，當(dāng)輸入信息完成后，操作五鍵操作桿選擇退出，信息自動(dòng)填充構(gòu)造體。通用構(gòu)造體共為填充內(nèi)容包括商品編號(hào)、商品出庫(kù)或者入庫(kù)，操作的倉(cāng)庫(kù)的編號(hào)、出入商品的數(shù)量。采集信息模塊，管理溫濕度傳感器、三軸加速度傳感器、電池電量等傳感器實(shí)時(shí)采集，然后將采集到的信息填充到構(gòu)造體中，構(gòu)造體如下：數(shù)據(jù)填充完畢后，通過(guò)Zigbee將數(shù)據(jù)發(fā)送給信息處理中心，并檢查該組數(shù)據(jù)能否超過(guò)各個(gè)警戒線，假如超過(guò)M0將控制警報(bào)器響起并打開(kāi)風(fēng)扇。當(dāng)Cortex-Mo收到來(lái)自信息處理中心的控制信息時(shí)，這個(gè)信息會(huì)以通用構(gòu)造體的形式通過(guò)Zigbee傳送，當(dāng)主程序接收到信息時(shí)，會(huì)出現(xiàn)Zigbee中斷，將數(shù)據(jù)包信息解析，接觸M0對(duì)外圍設(shè)備的控制權(quán)，改為由A8發(fā)出命令，根據(jù)命令的不同控制風(fēng)扇開(kāi)關(guān)、LED開(kāi)關(guān)、數(shù)碼管內(nèi)容顯示和警報(bào)器的開(kāi)關(guān)。信息處理中心與信息采集中心之間的信息通訊的詳細(xì)經(jīng)過(guò)：當(dāng)信息處理中心要將填充好的構(gòu)造體傳送給信息采集中心，會(huì)首先建立分享內(nèi)存和鏈表來(lái)存儲(chǔ)要操作的設(shè)備和設(shè)備狀態(tài)，然后利用時(shí)鐘分頻的定時(shí)器定時(shí)1S,當(dāng)定時(shí)器時(shí)間到的時(shí)候，進(jìn)行串口的讀操作，看能否有信息傳送過(guò)來(lái)，進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，在判定數(shù)據(jù)的類(lèi)型，假如是存放的是貨物進(jìn)出信息，則信息來(lái)自刷卡中斷，讀取構(gòu)造體內(nèi)信息并喚醒數(shù)據(jù)庫(kù)線程，更新數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的數(shù)據(jù)信息。假如是環(huán)境信息，則信息來(lái)自信息采集中心的環(huán)境采集模塊的，假如環(huán)境數(shù)據(jù)沒(méi)有超過(guò)環(huán)境條件的警戒線，則喚醒GPRS、LED、Beep線程將信息傳遞給移動(dòng)終端。假如環(huán)境數(shù)據(jù)超出環(huán)境條件的警戒線，則更新設(shè)備鏈表的信息，并將計(jì)數(shù)器清零。當(dāng)定時(shí)器時(shí)間到的同時(shí)，鏈表中假如出現(xiàn)超時(shí)沒(méi)有進(jìn)行操作的設(shè)備，會(huì)經(jīng)該設(shè)備從鏈表中傷處，然后所有設(shè)備時(shí)間計(jì)數(shù)器加一。5.4信息采集中心功能模塊介紹5.4.1DHT11溫濕度傳感器DHT11是一款反響快、成本低、溫濕度測(cè)量范圍大、抗干擾能力強(qiáng)的數(shù)字式溫濕度傳感器，輸出含有數(shù)字信號(hào)校準(zhǔn)，主要含有一個(gè)8位的單片機(jī)、一個(gè)NTC測(cè)溫原件和一個(gè)電阻式感濕原件。原理圖如下：由于DHT11傳感器使用的是單總線通信方式，即與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交換僅采用一根數(shù)據(jù)線，所以DHT11連接在Cortex-M0的GPIO端口。但Cortex-M0和DHT11不存在信息交換的時(shí)候總線將進(jìn)入閑置狀態(tài)，此時(shí)DPIO處于高電平狀態(tài)，DTH11只要主從一種形式，即cortex-M0呼叫DTH11,DHT11進(jìn)行應(yīng)答形式。Cortex-M0訪問(wèn)DHT11時(shí)應(yīng)遵守其固有的單總線序列。當(dāng)呼叫序列出現(xiàn)錯(cuò)誤，DHT11將不能響應(yīng)Cortex-M0.Cortex-M0和DHT11之間一次能夠傳輸40位數(shù)據(jù)，例如0011010100000000000110000000000001001101.頭八位表示濕度的整數(shù)位，第二個(gè)八位表示濕度的小數(shù)位，第三個(gè)八位表示溫度的整數(shù)位，第四個(gè)八位表示溫度小數(shù)位，第五個(gè)八位表示校準(zhǔn)位,即前四個(gè)八位數(shù)相加后結(jié)果去末八位.將四個(gè)八位數(shù)相加后得到01001101=35H即為53%RH,溫度為00011000=18H=24度。DHT11開(kāi)場(chǎng)時(shí)處于閑置狀態(tài)，GPIO線為高電平，當(dāng)Cortex-M0發(fā)出一個(gè)低電平常，表示開(kāi)場(chǎng)接收信息，DHT11從開(kāi)場(chǎng)的的低功耗形式轉(zhuǎn)入高功耗形式，迅速將40bit的數(shù)據(jù)信息發(fā)送出去，并進(jìn)行下一次信息采集。由數(shù)據(jù)時(shí)序圖可知，DHT11第一次發(fā)送的溫濕度信息總是上一次采集的信息，所以要進(jìn)行屢次采集，防止兩次溫濕度測(cè)量相隔太長(zhǎng)的時(shí)間而造成較大的誤差。第一步：由于DHT11有一個(gè)電阻式感濕原件，在芯片上電以后需要有1S的等待時(shí)間，來(lái)使電阻值穩(wěn)點(diǎn)，在這里期間Cortex-M0不發(fā)送任何指令，然后DHT11會(huì)采集溫濕度的數(shù)據(jù)信息，存入指定托存器，DTH11的DATA引腳在不停的檢測(cè)能否有外部信號(hào)產(chǎn)生。第二步：Cortex-M0的GPIO端同時(shí)輸出低電平，并且將低電平的時(shí)間保持18微秒以上，然后把GPIO的狀態(tài)改為輸入狀態(tài)，此時(shí)電平變?yōu)楦唠娖?，DHT11的DATA電平也變成高電平，Cortex-MO進(jìn)入接收狀態(tài)等待DHT11的信息發(fā)送。第三步：當(dāng)Cortex-M0通過(guò)GPIO端口發(fā)送低電平信號(hào)時(shí)，DHT11的DATA就能夠檢測(cè)到，當(dāng)?shù)碗娖叫盘?hào)結(jié)束以后，DHT11的DATA引腳會(huì)輸出80微秒的高電平信號(hào)給GPIO端，作為回應(yīng)。第四步：DHT11的DATA將托存器中存儲(chǔ)的40位溫濕度信息輸出，Cortex-M0根據(jù)GPIO高低電平的變化來(lái)接收這40位數(shù)據(jù)，持續(xù)50微秒的低電平再持續(xù)28微秒的高電平表示輸出0,持續(xù)50微秒的低電平然后再持續(xù)70微秒的高電平，表示輸出1.5.4.2光照強(qiáng)度傳感器ISL29003是一款16位集成ADC和I2C標(biāo)準(zhǔn)接口的光敏傳感器，連接在Cortex-M0的I2C總線上，內(nèi)部含有50HZ至60HZ的人工閃爍光源，在正常操作的經(jīng)過(guò)中，功耗消耗約為300?a,還有一種低功耗形式，在I2C接口控制降低功耗，此時(shí)功耗小于1a,ISL29003支持一個(gè)硬件中斷，需2.5V電壓提供支持。ISL29003包含兩個(gè)二極管，一個(gè)為光敏二極管、一個(gè)為紅外二極管，這兩個(gè)二極管的光譜是相對(duì)獨(dú)立的，二極管將光轉(zhuǎn)換成電流，然后通過(guò)16位的模擬轉(zhuǎn)換器ADC將電流再轉(zhuǎn)換成數(shù)字并輸出。ISL29003共有8個(gè)8位托存器能夠使用，華而不實(shí)兩個(gè)托存器存儲(chǔ)高、低閥值，當(dāng)光照超過(guò)或低于閥值，例如照相機(jī)閃光燈曝光，會(huì)引起硬件中斷，華而不實(shí)四個(gè)托存器為只讀托存器，兩個(gè)只讀存儲(chǔ)器存儲(chǔ)光照強(qiáng)度值，另兩個(gè)只讀托存器用于計(jì)數(shù)，一個(gè)為ADC近期一次的輸出值，一個(gè)為以前技術(shù)的集成。I2C接口的地址為內(nèi)部固定地址1000100.當(dāng)發(fā)送條件知足的時(shí)候，接收讀/寫(xiě)命令，芯片會(huì)比照第一次收到的7位信息。以下圖為讀時(shí)序和寫(xiě)時(shí)序。Cortex-M0的I2C端口與ISL29003相連以后，進(jìn)行I2C初始化，ISL29003開(kāi)場(chǎng)循環(huán)將光照強(qiáng)度信息寫(xiě)入寫(xiě)托存器，I2C端口通過(guò)高低電平的變化讀取采集到的光照強(qiáng)度信息，存入Cortex-M0和Cortex-A8通用構(gòu)造體。5.4.3三軸加速度傳感器三軸加速度傳感器采用MMA7455芯片，該芯片是由飛思卡爾公司生產(chǎn)的。與Cortex-M0采用I2C進(jìn)行信息傳遞，所以在進(jìn)行連接后要首先進(jìn)行I2C總線初始化。然后進(jìn)行芯片初始化，進(jìn)入acc_init〔〕函數(shù)，調(diào)用acc_read〔〕函數(shù)進(jìn)行讀操作，三軸的數(shù)據(jù)分別存放在三個(gè)不同的托存器，只具備讀權(quán)限。讀取數(shù)據(jù)時(shí)，要先將上次數(shù)據(jù)清空，然后移位存儲(chǔ)后讀取。三軸加速度傳感器的電路圖如下：5.4.4RFID刷卡貨物登記系統(tǒng)RFID刷卡貨物登記系統(tǒng)，采用CY-14443A系列的射頻讀寫(xiě)器，該模塊支持UART、I2C和SPI三種接口，考慮到傳輸效率和產(chǎn)生中斷的時(shí)鐘分配問(wèn)題，本系統(tǒng)采SPI接口連接方式。初始化默認(rèn)自動(dòng)尋卡形式。[41-42]當(dāng)卡片靠近辨別區(qū)，會(huì)自動(dòng)的產(chǎn)生中段信號(hào)。該模塊采用內(nèi)置天線，進(jìn)而具有高集成度，缺點(diǎn)是沒(méi)有外置天線的高敏感度，辨別距離在6厘米以?xún)?nèi)，[43-45]但大大減小了所占面積。該芯片有內(nèi)置的讀寫(xiě)程序，讀寫(xiě)經(jīng)過(guò)可直接調(diào)用函數(shù)完成。功能框架圖如下：連接圖如下：由于采用SPI連接方式，