第1章 引言
基于S5PC100的仓储物联网管理系统
IOT Warehouse Management System Based on S5PC100
Development Platform
学生姓名： 杜诚 学生学号： 11710109
专业名称： 计算机科学与技术 指导教师： 费翔
计算机与信息工程学院 2014年10月14日
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第1章 引言 目 录
第1章 引言 .............................................................................................................................. 3
1.1 物联网的发展 ............................................................................................................. 3 1.2 嵌入式系统的发展 ..................................................................................................... 4 1.3 Zigbee技术 .................................................................................................................. 5 1.4 仓储物联网管理系统 ................................................................................................. 5 第2章 仓储物联网管理系统整体框架 .................................................................................. 4
2.1 总体框图 ..................................................................................................................... 4 2.2 前端数据中心 ............................................................................................................. 5 2.3 远端监控终端 ............................................................................................................. 5 2.4 客户端web页面 ........................................................................................................ 6 第3章 前端数据中心硬件平台 .............................................................................................. 7
3.1 前端数据中心的处理器选型 ..................................................................................... 7 3.2 S5PC100简介 .............................................................................................................. 8 第4章 前端数据中心软件平台 .............................................................................................. 9
4.1 前端数据中心软件平台的选择 ................................................................................. 9
4.1.1 嵌入式操作系统选择 ...................................................................................... 9 4.1.2 嵌入式Linux ................................................................................................... 9 4.2 前端数据中心软件平台的搭建 ................................................................................. 9
4.2.1 交叉编译 .......................................................................................................... 9 4.2.2 宿主机的配置 .................................................................................................. 9 4.2.3 BOOTLOADER .............................................................................................. 10 4.2.4 u-boot的配置 ................................................................................................. 10 4.2.5 嵌入式Linux内核的配置与编译 ................................................................ 11 4.2.6 根文件系统的移植与制作 ............................................................................ 11 4.2.7 jffs2文件系统制作 ......................................................................................... 12
第5章 系统测试 .................................................................................................................... 13
6.1 搭建测试环境 ........................................................................................................... 13 6.2 sqlite数据库测试 ...................................................................................................... 15 6.3 综合测试 ................................................................................................................... 16 总 结 .................................................................................................................................. 21 致 谢 .................................................................................................................................. 22 参考文献 .................................................................................................................................. 23
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第1章 引言
第1章 引言
1.1 物联网的发展
物联网的起源，“一九九零年施乐公司的出厂网络可乐贩售机——Networked Coke Machine可以说是物联网最早的身影”。在至今的二十四年间世界个各国都曾提出物联网这个概念，并逐步完善具体该概念。
“2009年8月，温家宝总理提出了‘感知中国’议题，同年‘感知中国’研究中心在无锡建成，中国科学院、运营商、以及多所大学建立的物联网研究院也在无锡落成，物联网在十一届全国人大三次会议中成为热议话题并最终正式成为国家五大新兴战略性产业同时被政府工作报告收录，在中国物联网的受关注度可想而知”。[1]
如今，物联网已经被贴上了“中国式”标签，他的覆盖面不断更新，远远超越了早年国外互联网教授Ashton和国外互联网权威组织所指出的范围。
物联网的定义：“最初在1999年提出：即通过射频识别（RFID）(RFID+互联网）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，简而言之，物联网就是‘物物相连的互联网’”。[2]
“中国物联网校企联盟将物联网的定义为当下几乎所有技术与计算机、互联网技术的结合，实现物体与物体之间：环境信息以及状态信息实时的实时共享以及智能化的收集、传递、处理、执行，从广义上说，当下涉及到信息技术的应用，都可以纳入物联网的范畴”。[3]
物联网的关键技术：关键技术有三个分别是传感器技术、RFID标签技术、嵌入式系统技术。
传感器技术：计算机应用领域不可或缺的技术，到目前为止计算机均能直接处理的都是数字信号，而外界的模拟信号它是不认识的，计算机要处理外界的模拟信号，就需要通过传感器把模拟信号转变成数字信号。[4]
RFID标签：传感器技术的一种，综合了无线射频和嵌入式技术。
嵌入式系统技术：融合了传感器技术，计算机技术以及集成电路技术的综合体。
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第1章 引言 1.2 嵌入式系统的发展
嵌入式系统的历史发展，从20世纪末期开始，单片机刚刚出现，一直到现如今40年的时间里各式各样的嵌入式微处理器层出不穷，嵌入式系统经久不衰，反而要在今天与未来绽放异彩。
世界上出现的第一块单片机8048是intel公司于1976年生产。同年Motorola与Zilog公司也分别推出了自己的单片机，这些早期的单片机拥有较小容量的RAM256字节，ROM4K字节，8位并口4个，串口一个，16位定时器两个。到八十年代，intel公司进一步完善了8048，在其基础上开发了8051,8051是单片机历史上的光辉一页是值得纪念的，迄今为止51系列单片机仍然是相当受欢迎的单片机芯片，并且衍生出了“超级51”，功能更加强大。[5]
到九十年代之后，实时核已经满足不了人们的需求，继而实时多任务操作系统（RTOS）应运而生，目前已经成为受到国际认可的主流嵌入式软件平台。期间出现了Palm OS，WinCE，嵌入式Linux，Lynx，Nucleux，Hopen，Delta Os等嵌入式操作系统。其中嵌入式Linux凭借其稳定的性能优良的前身及其开源性而深受国内嵌入式行业的喜爱。
嵌入式系统的定义，“嵌入式系统（Embedded system），是一种‘完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统’，根据英国电气工程师协会（ U.K. Institution of Electrical Engineer）的定义，嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备，与个人计算机这样的通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务，由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务，设计人员能够对它进行优化，减小尺寸降低成本”。[6]
“国内普遍认同的嵌入式系统定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪高，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统”。[7]
嵌入式系统的特点，系统内核小：由于系统资源有限，所以嵌入式系统的内核比起传统的计算机操作系统的内核要小的多，一般只有几K到几十K，对比Windows近十GB的内核，简直如同蚂蚁比大象。
1.强专用性：通常系统的硬件资源和系统的软件资源是紧密结合的，专注于解决一组任务。改变任务往往要对硬件软件进行较大规模的修改。
2.高实时性：嵌入式系统应用环境一般都要求较高的实时性，如航天器控制，生产车间机械臂控制等等。
3.专有的开发工具和环境：因为专用性的原因，嵌入式系统的硬件平台各异，没有完全同意的开发工具，只有相似的开发流程。
4.“为了提高运行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片中”。[8]
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第1章 引言 1.3 Zigbee技术
“Zigbee是一种无线网络协议，他的协议分为五层，分别是：物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)；物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准。Zigbee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适用于自动控制和远程控制领域，是为了满足小型廉价设备的无线联网和控制而制定的”。[9]
1.4 仓储物联网管理系统
在以往的对仓库管理实务中，仓库内部的管理都是有人们亲力亲为的管理的，而且需要在纸上做记录以表示仓库的出入库，这种非自动化的记录模式严重影响了管理的效率和限制了仓库的大小规模。现在随着科技的发展，计算机、网路和数据库的普及，如今人们对仓库的管理模式已经有了很大的改变。人们开始用计算机来就统计记录和管理仓库数据。不过对数据的录入还是有不足的地方：先记到纸上，再由人工的把纸上的内容输入到计算机中。这种方法效率依然低下，且容易出现人为的错误，导致数据不准确的问题出现。
随着网购的出现，许多仓储物流行业也面临了新的挑战，物品种类繁多，数量巨大，数据变化频繁。以往的人工管理仓库的模式已经无法适应现在纷乱复杂的仓库管理作业了。更难以满足一些对环境要求高的仓库，这些仓库往往需要对仓库环境进行实时监控一旦出现异常必须做出快速反应解决问题，避免对货物造成损害，而这要由人工来控制是需要耗费大量人力资源的。
在二十一世纪的物联网技术，嵌入式技术飞速发展的今天，传统仓库管理模式正在迎来一场空前的变革。仓储物联网系统应运而生，它利用RFID技术对物品进行编码识别，自动对分类货物，自动完成物品出入库、过期报废等记录工作，指导管理人员准确快速的存取货物并合理的控制仓库库存。在完成传统仓库管理的任务的同时，它还实时监测仓库内的环境状态，自动的进行环境信息采集分析，在有可能或已经发生危险的情况下做出自动应急反应并发出警报通知仓库管理人员，以在最大限度上保证仓库环境与物品的安全。通过本系统，管理员只要通过浏览器就能实时的了解各仓库的环境与货物信息并对仓库加以控制，避免了人工的巡视仓库，人工记录仓库货物信息，从根本上解决了传统仓库管理中人力资源耗费大的问题。
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