基于S3C2440处理器Linux平台的物流配送系统设计（1） GPS定位, 处理器, 计算机, 物流配送, 控制中心

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引言
现代的物流系统已经进入了信息化的阶段。信息化配送系统对信息化物流有着重要的影响。物流配送信息化，就是运用现代信息系统与电子化手段加强对企业物流链管理，形成企业物流的支撑体系，进而实现物流配送的高效率与高效益。本文通过嵌入式系统模块与GPS定位技术的融合，加上计算机控制中心，形成一个比较完善的物流配送系统。在物流配送过程中，通过这个系统对整个物流配送过程进行监控与管理。
1 相关核心技术概述
1.1 移动定位技术
目前的移动定位技术已经非常成熟，最主要的有3类：
① 利用卫星进行后方交汇的定位技术，即GPS(Global Positioning System，全球定位系统)，是由美国建立的一个卫星导航定位系。利用该系统，用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速;另外，还能够进行高精度的时间传递和精密定位。
② 利用移动通信技术提供位置服务的定位技术，即CellID (Cell Identification，小区识别码)，通过识别网络中哪一个小区传输用户呼叫，并将该信息翻译成纬度和经度来确定用户位置，从而实现定位。确保终端在GPS定位失去信号的情况下, 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区域能提供相对高的精度, 与GPS在城市高层建筑、林荫道、地下隧道等遮蔽情况下性能降低形成较好的互补。由于GSM(Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统)相对于CDMA具有更小的小区半径, 因此具有相对较高的CellID定位精度。
③ 利用射频设备记录位置的定位技术，即RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)。通过读取用于标识地理坐标的标签数据来获取定位信息。其定位精度仅取决于标签存储定位信息的精确性, 理论上可以达到任意高精度。RFID可用于仓库、码头等需要高精度定位信息的场所,来提供定位信息和其他辅助功能。RFID现在广泛用于公交报站系统，公交车上的设备检测到站点的射频设备后就自动报站，免去了公交司机到人工开启开关报站的麻烦。
本文在物流配送网络中采用GPS辅助定位系统(GPS十CellID+RFID三者结合)的定位技术,以保证在任何时刻都能达到比较好的精度。
1.2 移动终端通信技术
目前，常用的移动终端技术主要包括蓝牙技术、GPRS接入互联网技术、构筑在GPRS基础上的无线数据传输技术等。
蓝牙技术是一种支持设备短距离通信(一般10 m内)的无线电技术。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4 GHz ISM(即工业、科学、医学)频段。其数据速率为1 Mbps，采用时分双工传输方案实现全双工传输。
GPRS技术是一种新的GSM数据业务，它可以给移动用户提供无线分组数据接入服务。GPRS主要是在移动用户和远端的数据网络(如支持TCP/IP、 X.25等网络)之间提供一种连接，从而给移动用户提供高速无线IP和无线X.25业务。GPRS采用分组交换技术，它可以让多个用户共享某些固定的信道资源。
2 系统设计
2.1 物流配送系统模块设计

2.2 物流配送控制中心的功能设计
控制中心由GPRS/GSM通信服务器、GIS服务器、Web服务器、地图数据库服务器、业务服务器组成，通过路由器连接至Internet。GPRS /GSM通信服务器处理与各个终端之间的一对多双向数据通信;GIS服务器主要实现电子地图的功能，并负责地图数据的传输;Web服务器则是将电子地图和各目标信息结合起来，为控制用户提供监控界面;地图数据库和业务数据库分别存储电子地图数据和监控业务数据。
控制中心软件部分主要包括10部分。
2.3 移动终端的硬件设计
移动终端可以实现个人用户的实时信息查询，用户可以通过GPS辅助定位系统获得本机的位置描述，并通过GPRS网络将本机的位置描述实时地传送到物流配送控制中心，实现控制中心对移动终端的监控，同时，也可以通过GPRS从控制中心平台获得查询对象的所在位置描述。这些操作均利用GPRS无线网络以Web Service的方式实现。
基于S3C2440的移动终端硬件设计如图3所示。S3C2440模块(包括各种硬件接口及嵌入式Linux软件等)负责对GPS信号的接收处理、视图显示及对数据的处理。从GPS模块中获取定位数据，从RFID模块与CellID模块获得更详细的定位信息作为补充，然后将位置信息通过GPRS发送给控制中心。实现终端和控制中心的信息上传和下传功能。
RFID模块主要负责对当前物流载体的数据采集，以获得RFID定位信息，并将采集到的RFID信息通过蓝牙模块传输给S3C2440。GPS模块根据卫星定位获得当前位置信息，同样通过蓝牙模块进行传输(如距离比较近，也可以有线传输)。CellID模块主要通过无线数据传输获得定位信息，然后通过 GPRS模块传输给中心控制器。LCD模块主要提供人机交互的功能，除了显示屏外还需配备键盘等输入设备，或者直接采用液晶屏。存储器模块除了扩展的片外 RAM外，还需给嵌入式数据库提供一定的存储空间。
2.4 软件设计
2.4.1 软件总体设计
如图4所示，按照功能可以将软件分为以下4部分。
① 用户界面。要实现一个友好的用户界面，以便用户在S3C2440 LCD屏上直观地获得图文并茂的信息，以及选择服务功能和输入信息。
② 地图数据处理。主要实现电子地图的数据组织、地图显示、地图标图功能、定位导航功能，便于用户使用地理信息的服务功能。终端处理的数据包括GPS数据、GIS数据、文本数据、多媒体数据。
③ GPS通信模块。S3C2440模块通过蓝牙与GPS模块相连接，对接收到的GPS数据进行处理，才能得到所需要的定位信息(比如经纬度数据等)。利用篮牙进行串口通信的编程，包括打开串口、配置串口、发送接收数据、关闭串口4个步骤。
④ GPRS通信模块。利用GPRS无线物流在S3C2440和控制中心之间进行双向通信。本文采用Web Service的方式来进行。
2.4.2 GPS与RFID数据提取
GPS接收机只要处于工作状态，就会源源不断地把接收并计算出的GPS导航定位信息通过串口传送到计算机中。从串口接收数据后将其放置于缓存内，在没有进一步处理之前缓存中是一长串字节流，这些信息在没有经过分类提取之前是无法加以利用的。因此，必须通过程序将各个字段的信息从缓存字节流中提取出来，将其转化成有实际意义的、可供使用的定位信息数据。例如，“$GPRMC”帧结构的1、2、3、5、9段是我们需要得到的数据，分别是时间、数据的可信度、纬度、经度、日期。从“$GPRMC”帧中获取定位数据的代码如下：