嵌入式物流信息終端定位功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

引言 　　定位技術(shù)是物流信息化的重要信息基礎(chǔ)，是實(shí)施物流信息化控制的主要信息依據(jù)。物流的定位方案與技術(shù)的選擇對(duì)提高現(xiàn)代物流配送管理效率，減少運(yùn)營(yíng)成本具有重要的影響。物流終端定位要求較高的定位精度，能提供全天候連續(xù)不間斷的定位信息支持，能滿(mǎn)足復(fù)雜地形條件的定位需求。

本文針對(duì)當(dāng)前物流行業(yè)終端定位功能的需求進(jìn)行分析，針對(duì)當(dāng)前定位技術(shù)現(xiàn)狀，提出相適應(yīng)的物流終端定位功能實(shí)現(xiàn)方案，并在基于嵌入式linux和arm9硬件核心的物流信息化終端平臺(tái)上對(duì)終端定位功能進(jìn)行了初步的實(shí)現(xiàn)。
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案 移動(dòng)定位技術(shù)的現(xiàn)狀分析 　　目前，移動(dòng)定位技術(shù)已經(jīng)非常成熟，較廣的應(yīng)用主要可以分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是gps等利用衛(wèi)星進(jìn)行后方交匯的定位技術(shù)；另一類(lèi)是利用移動(dòng)通信網(wǎng)技術(shù)提供位置服務(wù)的定位技術(shù)。常用的有：基于cell-id的定位技術(shù)；基于aflt(advanced forward link trilateration)的定位技術(shù)；gps定位技術(shù)；gps輔助定位技術(shù)（a-gps）等。

　　gps是當(dāng)前在物流信息化中研究最廣泛的定位技術(shù)之一，但是，當(dāng)gps終端在建筑密集的地方或在隧道等定位信號(hào)難以接收的地理位置時(shí)，往往不易獲取有效的定位信息。而且，gps定位功能無(wú)法滿(mǎn)足倉(cāng)儲(chǔ)等高精度定位需求的場(chǎng)合，還需要進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)充與完善。 本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案 　　基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的總體情況及物流管理過(guò)程中對(duì)定位數(shù)據(jù)的需求分析，并綜合考慮各種定位技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)成熟度、實(shí)現(xiàn)成本等因素，擬在物流配送網(wǎng)絡(luò)中采用gps輔助定位系統(tǒng)（gps+cell-id+rfid+圖形道路匹配相結(jié)合）的定位技術(shù)。其主要考慮如下： 　　1)充分利用現(xiàn)有硬件資源。gps、gsm、rfid模塊為本物流信息終端課題已擬定的硬件平臺(tái)，除gps專(zhuān)為定位功能服務(wù)外，gsm和rfid模塊同時(shí)具有通信和標(biāo)簽信息采集的功能。在不擴(kuò)充硬件資源的前提下，最大限度地提高定位功能的服務(wù)質(zhì)量。

　　2)cell-id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。cell-id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的降低有較好的互補(bǔ)。由于gsm相對(duì)于cdma具有更小的小區(qū)半徑，因此具有相對(duì)高的cell-id定位精度。在本方案中擬采用gsm的cellid定位方式。

　　3)rfid定位。通過(guò)讀取用于標(biāo)識(shí)地理坐標(biāo)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)來(lái)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?？捎糜趥}(cāng)庫(kù)、碼頭等需要高精度定位信息的場(chǎng)所，來(lái)提供定位信息和其它輔助功能。

　　4)圖形道路匹配。當(dāng)前物流運(yùn)輸主要是利用汽車(chē)等運(yùn)輸工具在固定的路線(xiàn)上進(jìn)行，當(dāng)路線(xiàn)基本確定的情況下，可通過(guò)圖形道路匹配對(duì)定位信息進(jìn)行適當(dāng)糾正。但是，這一般適用于道路不太密集的區(qū)域或路線(xiàn)固定的情況，可在本方案中作為可選功能模塊提供，適用于鐵路、高速公路等道路信息明確的場(chǎng)合，尤其適用于鐵路運(yùn)輸。 軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 　　系統(tǒng)硬件開(kāi)發(fā)板cpu采用的是三星公司的內(nèi)部集成arm920t處理器核的s3c2410芯片。gps模塊提供衛(wèi)星定位信號(hào)；gsm/gprs模塊提供通信與cellid定位信息獲取；rfids模塊提供標(biāo)簽信息采集和rfid定位功能。終端通過(guò)gsm/gprs通信網(wǎng)絡(luò)與物流信息控制中心建立聯(lián)系，提交相關(guān)數(shù)據(jù)采集信息和接收物流信息控制中心指令。

　　系統(tǒng)軟件采用嵌入式linux操作系統(tǒng)，移植qt/embedded 3.3.4和sqlite數(shù)據(jù)庫(kù)，采用qt嵌入式編程實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。


軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 　　本文的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要以s3c2410平臺(tái)為核心，將從gps模塊、gsm/gprs模塊、rfid模塊提取的定位信息進(jìn)行相應(yīng)分析處理，完成物流信息終端導(dǎo)航定位功能。 宿主機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境建立 　　由于目標(biāo)平臺(tái)資源所限，需要搭建交叉編譯環(huán)境，本系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中采用的平臺(tái)如下： 　　宿主機(jī)：red hat 9.0； qt/embedded 3.3.4；sqlite 2.8.16；cross-2.95.3.
tar.bz2 　　目標(biāo)機(jī)：linux kernel 2.4.18；qt/embedded 3.3.4；sqlite 2.8.16 為了正確交叉編譯qt/embedded，需要確保uuid、zlib、jpeg、gif、png、sqlite等qt中所需要的頭文件 、庫(kù)文件在交叉編譯前正確安裝，并移植相應(yīng)的庫(kù)文件至目標(biāo)機(jī)中。在交叉編譯qt/embedded 3.3.4前正確設(shè)置環(huán)境變量，本系統(tǒng)qt/embedded 3.3.4交叉編譯選項(xiàng)為：./configure -embedded arm -shared -debug -no-cups -thread -plugin-sql-sqlite -no-ipv6 -qt-mouse-linuxtp，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)裁減。 軟件關(guān)鍵技術(shù)分析 1)gps定位信息提取 　　目前常用的gps-oem模塊均支持nmea-0183的數(shù)據(jù)格式。nmea-0183是以語(yǔ)句來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)的，每條語(yǔ)句都相對(duì)獨(dú)立并有完整意義。語(yǔ)句包含若干由ascii文本字符組成的字段， 每條語(yǔ)句都以“$”開(kāi)頭，以回車(chē)換行