基于S3C2440處理器Linux平臺(tái)的物流配送系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引言

現(xiàn)代的物流系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入了信息化的階段。信息化配送系統(tǒng)對(duì)信息化物流有著重要的影響。物流配送信息化，就是運(yùn)用現(xiàn)代信息系統(tǒng)與電子化手段加強(qiáng)對(duì)企業(yè)物流鏈管理，形成企業(yè)物流的支撐體系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)物流配送的高效率與高效益。本文通過嵌入式系統(tǒng)模塊與GPS定位技術(shù)的融合，加上計(jì)算機(jī)控制中心，形成一個(gè)比較完善的物流配送系統(tǒng)。在物流配送過程中，通過這個(gè)系統(tǒng)對(duì)整個(gè)物流配送過程進(jìn)行監(jiān)控與管理。

1 相關(guān)核心技術(shù)概述

1.1 移動(dòng)定位技術(shù)

目前的移動(dòng)定位技術(shù)已經(jīng)非常成熟，最主要的有3類：

① 利用衛(wèi)星進(jìn)行后方交匯的定位技術(shù)，即GPS（Global Positioning System，全球定位系統(tǒng)），是由美國(guó)建立的一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系。利用該系統(tǒng)，用戶可以在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)全天候、連續(xù)、實(shí)時(shí)的三維導(dǎo)航定位和測(cè)速；另外，還能夠進(jìn)行高精度的時(shí)間傳遞和精密定位。

② 利用移動(dòng)通信技術(shù)提供位置服務(wù)的定位技術(shù)，即CellID (Cell Identification，小區(qū)識(shí)別碼)，通過識(shí)別網(wǎng)絡(luò)中哪一個(gè)小區(qū)傳輸用戶呼叫，并將該信息翻譯成緯度和經(jīng)度來確定用戶位置，從而實(shí)現(xiàn)定位。確保終端在GPS定位失去信號(hào)的情況下, 保持最低限度的定位信息的提供。CellID方式在城市及人口密集區(qū)域能提供相對(duì)高的精度, 與GPS在城市高層建筑、林蔭道、地下隧道等遮蔽情況下性能降低形成較好的互補(bǔ)。由于GSM(Global System for Mobile Communications，全球移動(dòng)通信系統(tǒng))相對(duì)于CDMA具有更小的小區(qū)半徑, 因此具有相對(duì)較高的CellID定位精度。

③ 利用射頻設(shè)備記錄位置的定位技術(shù)，即RFID（Radio Frequency Identification，射頻識(shí)別）。通過讀取用于標(biāo)識(shí)地理坐標(biāo)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)來獲取定位信息。其定位精度僅取決于標(biāo)簽存儲(chǔ)定位信息的精確性, 理論上可以達(dá)到任意高精度。RFID可用于倉(cāng)庫(kù)、碼頭等需要高精度定位信息的場(chǎng)所,來提供定位信息和其他輔助功能。RFID現(xiàn)在廣泛用于公交報(bào)站系統(tǒng)，公交車上的設(shè)備檢測(cè)到站點(diǎn)的射頻設(shè)備后就自動(dòng)報(bào)站，免去了公交司機(jī)到人工開啟開關(guān)報(bào)站的麻煩。

本文在物流配送網(wǎng)絡(luò)中采用GPS輔助定位系統(tǒng)(GPS十CellID+RFID三者結(jié)合)的定位技術(shù),以保證在任何時(shí)刻都能達(dá)到比較好的精度。

1.2 移動(dòng)終端通信技術(shù)

目前，常用的移動(dòng)終端技術(shù)主要包括藍(lán)牙技術(shù)、GPRS接入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、構(gòu)筑在GPRS基礎(chǔ)上的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)等。

藍(lán)牙技術(shù)是一種支持設(shè)備短距離通信（一般10 m內(nèi)）的無線電技術(shù)。藍(lán)牙采用分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及快跳頻和短包技術(shù)，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信，工作在全球通用的2.4 GHz ISM（即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段。其數(shù)據(jù)速率為1 Mbps，采用時(shí)分雙工傳輸方案實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸。

GPRS技術(shù)是一種新的GSM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，它可以給移動(dòng)用戶提供無線分組數(shù)據(jù)接入服務(wù)。GPRS主要是在移動(dòng)用戶和遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（如支持TCP/IP、X.25等網(wǎng)絡(luò)）之間提供一種連接，從而給移動(dòng)用戶提供高速無線IP和無線X.25業(yè)務(wù)。GPRS采用分組交換技術(shù)，它可以讓多個(gè)用戶共享某些固定的信道資源。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 物流配送系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

物流配送系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.2 物流配送控制中心的功能設(shè)計(jì)

控制中心由GPRS/GSM通信服務(wù)器、GIS服務(wù)器、Web服務(wù)器、地圖數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、業(yè)務(wù)服務(wù)器組成，通過路由器連接至Internet。GPRS/GSM通信服務(wù)器處理與各個(gè)終端之間的一對(duì)多雙向數(shù)據(jù)通信;GIS服務(wù)器主要實(shí)現(xiàn)電子地圖的功能，并負(fù)責(zé)地圖數(shù)據(jù)的傳輸;Web服務(wù)器則是將電子地圖和各目標(biāo)信息結(jié)合起來，為控制用戶提供監(jiān)控界面;地圖數(shù)據(jù)庫(kù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)分別存儲(chǔ)電子地圖數(shù)據(jù)和監(jiān)控業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

控制中心軟件部分主要包括10部分，結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 控制中心軟件結(jié)構(gòu)圖

2.3 移動(dòng)終端的硬件設(shè)計(jì)

移動(dòng)終端可以實(shí)現(xiàn)個(gè)人用戶的實(shí)時(shí)信息查詢，用戶可以通過GPS輔助定位系統(tǒng)獲得本機(jī)的位置描述，并通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將本機(jī)的位置描述實(shí)時(shí)地傳送到物流配送控制中心，實(shí)現(xiàn)控制中心對(duì)移動(dòng)終端的監(jiān)控，同時(shí)，也可以通過GPRS從控制中心平臺(tái)獲得查詢對(duì)象的所在位置描述。這些操作均利用GPRS無線網(wǎng)絡(luò)以Web Service的方式實(shí)現(xiàn)。

基于S3C2440的移動(dòng)終端硬件設(shè)計(jì)如圖3所示。S3C2440模塊（包括各種硬件接口及嵌入式Linux軟件等）負(fù)責(zé)對(duì)GPS信號(hào)的接收處理、視圖顯示及對(duì)數(shù)據(jù)的處理。從GPS模塊中獲取定位數(shù)據(jù)，從RFID模塊與CellID模塊獲得更詳細(xì)的定位信息作為補(bǔ)充，然后將位置信息通過GPRS發(fā)送給控制中心。實(shí)現(xiàn)終端和控制中心的信息上傳和下傳功能。

圖3 基于S3C2440的移動(dòng)終端硬件設(shè)計(jì)