基于S3C2440處理器Linux平臺的物流配送系統設計

引言

現代的物流系統已經(jīng)進(jìn)入了信息化的階段。信息化配送系統對信息化物流有著(zhù)重要的影響。物流配送信息化，就是運用現代信息系統與電子化手段加強對企業(yè)物流鏈管理，形成企業(yè)物流的支撐體系，進(jìn)而實(shí)現物流配送的高效率與高效益。本文通過(guò)嵌入式系統模塊與GPS定位技術(shù)的融合，加上計算機控制中心，形成一個(gè)比較完善的物流配送系統。在物流配送過(guò)程中，通過(guò)這個(gè)系統對整個(gè)物流配送過(guò)程進(jìn)行監控與管理。

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(lèi)：

① 利用衛星進(jìn)行后方交匯的定位技術(shù)，即GPS（Global Positioning System，全球定位系統），是由美國建立的一個(gè)衛星導航定位系。利用該系統，用戶(hù)可以在全球范圍內實(shí)現全天候、連續、實(shí)時(shí)的三維導航定位和測速；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，小區識別碼)，通過(guò)識別網(wǎng)絡(luò )中哪一個(gè)小區傳輸用戶(hù)呼叫，并將該信息翻譯成緯度和經(jīng)度來(lái)確定用戶(hù)位置，從而實(shí)現定位。確保終端在GPS定位失去信號的情況下, 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域能提供相對高的精度, 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。由于GSM(Global System for Mobile Communications，全球移動(dòng)通信系統)相對于CDMA具有更小的小區半徑, 因此具有相對較高的CellID定位精度。

③ 利用射頻設備記錄位置的定位技術(shù)，即RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別）。通過(guò)讀取用于標識地理坐標的標簽數據來(lái)獲取定位信息。其定位精度僅取決于標簽存儲定位信息的精確性, 理論上可以達到任意高精度。RFID可用于倉庫、碼頭等需要高精度定位信息的場(chǎng)所,來(lái)提供定位信息和其他輔助功能。RFID現在廣泛用于公交報站系統，公交車(chē)上的設備檢測到站點(diǎn)的射頻設備后就自動(dòng)報站，免去了公交司機到人工開(kāi)啟開(kāi)關(guān)報站的麻煩。

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

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)主要包括藍牙技術(shù)、GPRS接入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、構筑在GPRS基礎上的無(wú)線(xiàn)數據傳輸技術(shù)等。

藍牙技術(shù)是一種支持設備短距離通信（一般10 m內）的無(wú)線(xiàn)電技術(shù)。藍牙采用分散式網(wǎng)絡(luò )結構以及快跳頻和短包技術(shù)，支持點(diǎn)對點(diǎn)及點(diǎn)對多點(diǎn)通信，工作在全球通用的2.4 GHz ISM（即工業(yè)、科學(xué)、醫學(xué)）頻段。其數據速率為1 Mbps，采用時(shí)分雙工傳輸方案實(shí)現全雙工傳輸。

GPRS技術(shù)是一種新的GSM數據業(yè)務(wù)，它可以給移動(dòng)用戶(hù)提供無(wú)線(xiàn)分組數據接入服務(wù)。GPRS主要是在移動(dòng)用戶(hù)和遠端的數據網(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(hù)提供高速無(wú)線(xiàn)IP和無(wú)線(xiàn)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(hù)共享某些固定的信道資源。

2 系統設計

2.1 物流配送系統模塊設計

物流配送系統物理結構設計如圖1所示。

圖1 系統物理結構設計

2.2 物流配送控制中心的功能設計

控制中心由GPRS/GSM通信服務(wù)器、GIS服務(wù)器、Web服務(wù)器、地圖數據庫服務(wù)器、業(yè)務(wù)服務(wù)器組成，通過(guò)路由器連接至Internet。GPRS/GSM通信服務(wù)器處理與各個(gè)終端之間的一對多雙向數據通信;GIS服務(wù)器主要實(shí)現電子地圖的功能，并負責地圖數據的傳輸;Web服務(wù)器則是將電子地圖和各目標信息結合起來(lái)，為控制用戶(hù)提供監控界面;地圖數據庫和業(yè)務(wù)數據庫分別存儲電子地圖數據和監控業(yè)務(wù)數據。

控制中心軟件部分主要包括10部分，結構圖如圖2所示。

圖2 控制中心軟件結構圖

2.3 移動(dòng)終端的硬件設計

移動(dòng)終端可以實(shí)現個(gè)人用戶(hù)的實(shí)時(shí)信息查詢(xún)，用戶(hù)可以通過(guò)GPS輔助定位系統獲得本機的位置描述，并通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )將本機的位置描述實(shí)時(shí)地傳送到物流配送控制中心，實(shí)現控制中心對移動(dòng)終端的監控，同時(shí)，也可以通過(guò)GPRS從控制中心平臺獲得查詢(xún)對象的所在位置描述。這些操作均利用GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )以Web Service的方式實(shí)現。

基于S3C2440的移動(dòng)終端硬件設計如圖3所示。S3C2440模塊（包括各種硬件接口及嵌入式Linux軟件等）負責對GPS信號的接收處理、視圖顯示及對數據的處理。從GPS模塊中獲取定位數據，從RFID模塊與CellID模塊獲得更詳細的定位信息作為補充，然后將位置信息通過(guò)GPRS發(fā)送給控制中心。實(shí)現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)終端硬件設計