毕业设计论文-基于arm架构单片机开发智能仓储系统中的传感采集单元

毕业设计论文-基于arm架构单片机开发智能仓储系统中的传感采集单元内容摘要：

口中断 } void InitTimeFlag(void) { To10msFlag=FALSE。 To10msCnt=1。 基于 ARM 架构的单片机开发智能仓储系统中的传感采集单元 6 To100msFlag=FALSE。 To100msCnt=10。 To1SFlag=FALSE。 To1SCnt=100。 } void InitAllSensor(void) { InitMyAdc()。 // ADC InitKey()。 // KEY InitLight()。 // LIGHT InitAxis3()。 // AXIS3 InitDHT11()。 // DHT11 InitRfid()。 // RFID memset(amp。 EnvMsg, 0, 24)。 } void InitAllDevice(void) { InitFan()。 // FAN InitSpeaker()。 // SPEAKER InitLed()。 // LED Seg7Led_Init()。 // SEG InitZigbee()。 // 初始化 ZIGBEE InitOled()。 FanSpeed(0)。 Speaker(0)。 // 1 开 0 关 Led1Show(0)。 // 1 开 0 关 Seg7Led_Put(39。 39。 )。 BeepRingCnt = 0。 DeviceStatus = 0。 } void InitControl(uint8_t *title) { GoodsTypeIndex = GOODSTYPEMIN。 // 最少 1 种货物 GoodsNumCount = GOODSNUMBERMIN。 //货物最小总 量 AddOrDecOptFlag = 0。 // 加减操作标志 Titile = title。 //标题 InitEnvDisp()。 //初始化环境 InitStoDisp()。 //初始化货物 CleanScreenFlag = 0。 //清屏标志 } 2. M0的数据接收流程 基于 ARM 架构的单片机开发智能仓储系统中的传感采集单元 7 1．接收 Zigbee 传输上来的信息； 2．判断消息类型 ,并读取相应长度的消息 3．插入到链表 说明：这里增加接收消息的消息头为 st:,随后才是消息正文 ,其中 e 为环境消息 ,r 为货物消息 ,读取消息正文的时候需要睡眠 500ms,防止消息丢失。 3． 数据分析的线程 如图 读 取 链 表判 断 信 息 类 型环 境 信 息 处 理货 物 信 息 处 理将 货 物 数 据 加 入 数据 库 链 表提 取 环 境 信 息 参 数链 表 是 否 为 空环 境 货 物等 待 被 唤 醒N O更 新 共 享 内 存 数 据 线 程数 据 库 操 作 线 程L E D 线 程蜂 鸣 器 线 程短 信 线 程唤 醒唤 醒将 货 物 数 据 加 入 数据 库 链 表唤 醒Y E S 图 其中环境信息结构体为： struct env_info_package { unsigned char sto_no。 unsigned char tem[2]。 unsigned char hum[2]。 unsigned char x。 unsigned char y。 unsigned char z。 基于 ARM 架构的单片机开发智能仓储系统中的传感采集单元 8 unsigned int ill。 unsigned int battery。 unsigned int adc。 }。 货物信息结构体为： struct goods_info_package { unsigned char sto_no。 unsigned char io。 unsigned char goodsno。 unsigned char goodsnum。 }。 pthread_cond_wait ( cond_analysis, )。 get_receive_cache_node ( ) env_info_analysis ( ) get_env_package (amp。 buf)。 get_goods_package (amp。 buf)。 说明：在函数 env_info_analysis ( )中对环境信息进行提取比较 ,如果超出了相应的阈值范围会向消息队列中发送相应的消息 ,去控制 M0 或者 A9 上的设备。 M0终端设备的功能描述 DHT11 传感器对温湿度信息进行采集 ISL29003 传感器对光照强度信息进行采集 MMA7455L 传感器采集三轴加速度 CY14443 对 RFID 信息采集 ADC 3 通道对电池电量信息采集 ADC 0 通道对电位器信息采集 ZICM2410 无线通信 基于 ARM 架构的单片机开发智能仓储系统中的传感采集单元 9 第三章 M0 的数据采集及发送 硬件简介及选择原因 ARM 公司的 CortexM0 处理器 ,其核心是冯 诺依曼体系结构运用的是ARMv6M 架构 ,是 CortexM 家族中的 M0 系列 ,作为新一代处理器 ,它有很多的改革和创新 ,让技术开发人员可 以用 8 位处理器的价格获得 32 位处理器的性能。 与同类型的处理器相比较 ,CortexM0 的功耗更低 ,CortexM0 内核处理器 LPC11C14最高能达到 50MHz,而性能方面却毫不逊色 ,就是他的优点。 而且在抗干扰方面 ,抗干扰能力强 ,完全可以用于仓库中的数据采集。 对于应用方面 ,它可以被多种编译器支持 ,适用于 C 语言的编写 ,同样支持多种嵌入式系统。 综合考虑 ,CortexM0的高性价比 ,低能耗 ,抗干扰能力强 ,支持多操作系统 ,所以选择了此款处理器作为本项目的数据采集重任。 硬件的主要模块 主要模块如图所 示 图 图 硬件的主要接口与功能 处理器 LPC11C14 主频最高 50MHz,外接 12MHz 晶体 ,实际工作 48MHz 基于 ARM 架构的单片机开发智能仓储系统中的传感采集单元 10 32KB FLASH 8KB SRAM 1 个 I2C 接口 256B EEPROM 1 个 SPI 接口 256KB FLASH 2 个扩展 UART 接口 1 个 I2C 接口 2 个 SPI 接口 1 个 CAN 总线接口 1 个 RS485/RS422 可选双功能接口 2 路 ADC 输入 1 个 128x64 点阵 OLED 双色（黄和蓝 )显示屏 1 个八段 LED 数码管 2 个 LED 灯 1 个蜂鸣器 1 个温湿度传感器 1 个三轴加速度传感器 1 个光敏传感器 1 个可调电阻 1 个可控电风扇 1 个 RFID 模块 1 个 ZigBee 模块 1 个电源开关 1 个复位键（ Reset) 1 个可控制四个方向和确定功能的五向摇杆键 1 个功能键（ Esc) 1 个时钟输出 1 个 20Pin JTAG 调试接口 1 个 1000mAh 锂电池 2 根 USB 线 1 个 RFID 存储卡 1 个 CoLink 仿真器 基于 ARM 架构的单片机开发智能仓储系统中的传感采集单元 11 硬件的微控 制器 LPC1114 采用的是 CortexM 系列架构的为处理器的芯片 ,是 ARM 公司前几年发布 ,它具有非常低的功率 ,但又拥有比普通单片机高数倍的性能 ,它是继 51 单片机之后的绝佳替代品。 在与以往的 8 位和 16 位单片机相比中 ,它又有显著的优势 ,32 位微控制器具有更强的运算能力和处理速度。 因为它的指令集简单 ,编制寻址统一 ,所以他能够有效的降低编码的难度和长度 ,对于编码的阅读有很大的便利。 另外基于 CortexM0 的 LPC1114 的工作频率能够达到 50 兆赫兹 ,它的主要外围器件有： 32kb 的海量存储空间 ,8kb 的数据存储 空间 ,经过增强的 I2C 协议接口 ,基于 RS485 标准的收发器 ,即通用异步串行收发器 ,拥有两个高性能的 SPI 接口 ,四个比 51 单片机功能更全的定时器 ,一个 10 位的 ADC 模数转换器 ,还有 42 个GPIO（多功能复用输入输出 )引脚。 CortexM0 的结构图 如图 图 M0的工作流程 M0的工作流程 M0 上电后首先初始化各个设备 ,使得处理中断函数可以达到一秒一次 ,这样有助于接下来的项目进行。 然后开始主程序轮询判断 ,在没有外部中断的干扰下进行数据的采集 ,打包并且发送给 A9,这是正常的运行状态。 当有中断时 (ZigBee中断或者 RFID 刷卡 ),那么就要进行处理了。 比如当收到 ZigBee 中断时一方面要进行模式的转换 ,由 M0 主动地控制转变为 A9 服务器控制 M0 模式 ,另一方面要根据 A9 发来的数据 ,进行操作对应的设备。 为了保障整个环境的运行 ,还设置了一些异常处理 ,当发生异常时会有蜂鸣器的报警。 基于 ARM 架构的单片机开发智能仓储系统中的传感采集单元 12 M0的工作流程图 如图 图 M0 的工作流程图 M0 在本项目中的主要功能是信息的采集 ,所以下面主要介绍 M0 的各个模块是如何收集和处理信 息的 DHT11 1. DHT11的基本概述 DHT11 是一种复合型的温湿度数字传感器 ,它可以实时的通过自身的采集单元反馈需要测量的温度和湿度。 DHT11 内部包括一个通过电阻测量来确定潮湿度的元件和一个测量温度的元件。 产品可靠性高 ,稳定性好 ,信号传输方面可以达20 米以上 ,仅此这点 ,就可以在很多同等价位的传感器中脱颖而出。 因为是集成化 ,所以是单线制串行接口 ,与 M0 的 PIO3_2 引脚连接。 对于每一个 DHT11 在出厂之前都经。