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物流管理无线PDA终端系统设计

发布时间:2023-03-24 发布时间:
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  技的发展带来了物流业的巨大变化,从机械化向自动化、智能化发展。我国物流业起步较晚,目前还处于人工管理或半自动管理状态,效率不高。随着物流业的发展,仓储规模不断扩大,货物种类不断增多,带来一系列连锁反应,导致传统的物流业日渐吃力。
  设计将嵌入式扩展技术系统应用于物流控制领域,采用嵌入式处理器以及丰富的外围扩展接口,用液晶触摸屏显示货物信息,实现了人机交互。结合条码采集器,实现实时实地采集数据信息,并通过无线传输实时连接服务器数据库;实现的功能有:货物实时出入库;实时查询货物信息及时调度;简便快捷、避免人为错误、精简人力、管理库存、缩短繁杂程序、节省时间、提高服务质量等。
  系统实现了一个仓储物流管理系统,由上位机程序、单片机、无线通信模块、PDA 终端组成。上位机程序具有登录、系统设置、个人信息修改、入库登记、入库浏览、出库登记、出库浏览、库存登记、库存浏览和查询等功能。
  同时 PDA 终端具有登录、入库、出库、查询的功能。货物、管理员及存货人信息全部通过条形码扫描仪录入 PDA 终端。通过触摸屏进行人机交互。PDA 终端通过无线通信模块与上位机进行必要的数据交互。
  1 系统组成
  系统由 PC、MSP430 单片机、RF24L01 无线模块、ARM 处理器、触摸屏、SD 卡、条形码扫描仪组成,如图 1 所示。


  2 PC 上位机软硬件设计
  2.1 上位机软件设计概述
  系统应用于仓库的物流管理,需要较好的应用程序界面,同时需要满足跨平台的要求,因而使用 C#程序设计语言和 Access 数据库,在 Visual Studio 2010 下使用。NET 开发环境完成上位机程序及数据库的设计 NET 环境具有良好的跨平台性和的 GUI 界面交互能力。
  上位机软件主要实现的功能是组织和保存数据库。系统管理员进行系统管理、个人信息修改、出库、入库、查询以及处理 PDA 通过无线发送的处理请求。
  2.2 上位机软件总体架构
  首先管理员登录进入主界面,创建系统操作主线程。在本机可以实现系统没置、个人信息更改、查询、出库、入库和浏览等功能。同时创建副线程上,实现和 MSP430 的串口通信处理 PDA 发来的处理请求,和主线程的数据交互使用事件和委托技术。使用多线程可以避免处理下位机请求时造成 GUI 失去响应。软件架构如图 2 所示。


  2.3 上位机通信程序模块
  上位机通过配置计算机串口,接收和发送单片机数据和请求。通过多线程和事件委托技术实现数据交互。
  当串口收到单片机数据时,会在副线程引发事件,然后剐线程通过委托函数,将数据交给主线程处理,从而实现了 PDA 终端的登录、入库、出库、查询的请求,并通过串口将处理的结果发送给单片机,实现流程如图 3 所示。


  2.4 上位机操作模块
  上位机也可以实现系统管理、个人信息修改、出库、入库、查询及浏览的功能。这是在主线程上接收用户的操作,引发事件,从而执行相应的响应函数。


  2.5 系统数据库设计
  系统数据库分为两部分;数据库使用 Access 数据库;驱动使用 ADO.NET.
  一是管理员表,字段有用户名“ID”,用户密码“PWD”,用户角色“RoleName”,用户真实名“RealName”,用户联系方式“Phon e”. 主键为用户“ID”.
  二是货物信息表单,字段有入库编号“InID”,货物条码“MID”,入库时间“InDate”,送存人“InDealer”,入库管理员“InSav er”,备注“Remark”,出库日期“OutDate”,领取人“OutDealer”,出库管理员“OutSaver”,库存状态“IsOut”. 主键为“InID”.
  2.6 单片机软件流程
  单片机软件主要有两个功能:一是实现无线模块 RF24L01 的发送和接收;二是实现和上位机的通信,框图如图 5 所示。


  3 PDA 端软硬件设计
  3.1 PDA 端设计概述
  PDA 端以 S3C6410 高性能嵌入式处理器为硬件平台,以嵌入式 Linux 为操作系统。终端系统采用“硬件平台+嵌入式操作系统+应用软件”的系统架构来设计。硬件平台以 s3c6410 为,采用板加主板的设计方式,并辅以必要的外围电路。软件部分包括嵌入式操作系统和驱动、应用软件。采用模块化的设计,GUI 界面采用 QT/E 进行设计,实现了 3D 效果。应用软件将条形码扫描枪得到的数据处理后,通过无线模块与上位机进行数据交互,完成操作员登录、货物入库、出库、查询等功能。图 6 为 PDA 端简单的软硬件框图。


  3.2 软件设计
  系统选用 Linux 操作系统的原因是其在嵌入式方面有着低成本、易移植、内核可裁剪、稳定高效等优势。
  设计采用 Linux2.6.36.2 的内核,调试阶段使用 NFS(网络文件系统)方便调试,调试结束使用 cramfs 的形式将文件系统烧录到 NAND Flash 中。GUI 界面使用嵌入式 QT 平台进行编写。
  PDA 端的软件设计主要包括 QT 应用程序,C 语言程序和内核模块 3 个层面。内核模块程序主要是对 ARM 开发板 GPIO 口的驱动,实现了对 GPIO 口 12 个引脚的读写操作的封装。C 语言程序使用交叉编译工具 arm-linux-gcc 编译,通过调用内核模块中的内容,实现了条形码扫描枪和 nRF24L01 无线模块的驱动,以供 QT 应用程序调用。QT 应用程序通过外部调用相应的 C 语言程序,实现了对条形码扫描枪和 nRF24L01 无线模块两个模块的控制。并使用 3D 的主界面实现与用户的交互。系统工作流程图如图 7 所示。


  3.3 硬件驱动设计
  系统的硬件驱动主要包括 nRF24L01 无线模块和条形码扫描枪两个部分:条形码扫描枪使用 PS/2 协议,通过 ARM 开发板的 GPIO 口实现与 ARM 处理器的交互;nRF24L01 使用 SPI 协议,通过 ARM 开发板的 GPIO 口实现与 ARM 处理器的交互。通过与上位机协定好的通信格式,实现与上位机的通讯。


  4 结束语
  系统采用嵌入式 ARM 处理器,功能强大、外围借口丰富,可实现多种功能,并有无线收发模块,可以实现采集信息在 PDA 端和主机之间的交换,实时查询货物信息,方便数据处理。嵌入式移动无线 PDA 终端的诞生改进了物流盘点的繁杂程度和数据的实时性,使调度和管理更加。将条码扫描仪与移动 PDA 的巧妙结合,实现了集数据采集、数据处理、数据显示、数据修改等功能于一体的移动终端。与其他设备相比较,具有面向物流、简便、小巧的特性,功能强大,可以随时随地采集数据、传输数据、查询数据,使物流数据实时化、调度及时、错误减少、人力物力递减。

关键词:物流

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