基于嵌入式的物流盤點(diǎn)PDA無線終端設(shè)計(jì)

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步帶來了物流業(yè)的巨大變化，從機(jī)械化向自動(dòng)化、智能化發(fā)展。我國物流業(yè)起步較晚，目前還處于人工管理或半自動(dòng)管理狀態(tài)，效率不高。隨著物流業(yè)的發(fā)展，倉儲(chǔ)規(guī)模不斷擴(kuò)大，貨物種 類不斷增多，帶來一系列連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致傳統(tǒng)的物流業(yè)日漸吃力。

　　嵌入式擴(kuò)展技術(shù)的發(fā)展可為物流MA控制領(lǐng)域提供強(qiáng)大靈活的解決方案。本文研究方案將嵌入式擴(kuò)展技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用于物流控制領(lǐng)域，采用嵌入式處理器以及豐富的外圍擴(kuò)展接口，配以液晶觸摸屏，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互。結(jié)合條碼采集器，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)信息，通過無線傳輸實(shí)時(shí)連接服務(wù)器數(shù)據(jù)庫；實(shí)時(shí)盤點(diǎn)貨物、出入庫；實(shí)時(shí)查詢信息及時(shí)調(diào)度；還具有存儲(chǔ)語音數(shù)據(jù)、簡(jiǎn)便快捷、避免人為錯(cuò)誤、精簡(jiǎn)人力、管理庫存、縮短繁雜程序、節(jié)省時(shí)間、提高服務(wù)質(zhì)量等特點(diǎn)。

　　1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　1.1 硬件系統(tǒng)組成

　　目標(biāo)硬件平臺(tái)主要分3部分：處理器核心、芯片內(nèi)的外圍電路、板級(jí)外圍電路。本系統(tǒng)主要包括ARM處理器、存儲(chǔ)器、條碼掃描儀、無線收發(fā)芯片、LCD顯示及觸摸屏。其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

　　1.2 主要硬件的選型及電路設(shè)計(jì)

　　1.2.1? 嵌入式處理器

　　本系統(tǒng)采用Samsung公司的S3C44BOX處理器，該處理器是專門為手持設(shè)備和一般應(yīng)用提供的高性價(jià)比微處理器 ，使用ARM7TDMI核，工作在66 MHz。該芯片含有非常豐富的片上資源，幾乎所有常用的芯片級(jí)總線結(jié)構(gòu)都有對(duì)應(yīng)的硬件控制器，外圍擴(kuò)展非常方便。

　　1.2.2? 外部存儲(chǔ)器

　　為了滿足物流PDA的應(yīng)用需要，本系統(tǒng)采用Flash、SDRAM、NAND Falsh存儲(chǔ)器。

　　閃速存儲(chǔ)器(Flash Memory)的主要特點(diǎn)是掉電保存信息。它既有ROM的特點(diǎn)，又有高存取速度，且易于擦除和重寫，功耗小。在系統(tǒng)中通常用于存放操作系統(tǒng)和程序代碼，以及一些在系統(tǒng)掉電后需要保存的用戶數(shù)據(jù)等[2]。系統(tǒng)上電或復(fù)位后從此獲得第一條指令并開始執(zhí)行。本系統(tǒng)選用一片16 bit AM29LV160B線性Flash存儲(chǔ)器，單片存儲(chǔ)容量為2 MB。Flash與S3C44BOX通過一電阻與片選端nGCS0連接，外接上拉電阻；數(shù)據(jù)線與地址線分別相連；讀出寫入端分別接nOE、nWE。

　　SDRAM具有存儲(chǔ)容量大、價(jià)格便宜、掉電不保存的特點(diǎn)，本系統(tǒng)中主要用于存放運(yùn)行程序及數(shù)據(jù)堆棧等。本系統(tǒng)采用現(xiàn)代公司的57V系列HY57V641620，它是4 Banks×1 M×16 bit的SDRAM芯片,單片存儲(chǔ)容量為4組×16 M bti(8 MB)。為了滿足復(fù)雜物流數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的需求，充分發(fā)揮32位CPU的數(shù)據(jù)處理能力，系統(tǒng)用2塊8 ns的HY57V641620并聯(lián)組成32 bit SDRAM存儲(chǔ)器系統(tǒng)[3]。通過nSCS選通，再由nSRAS、nSCAS來分別選通行地址和列地址尋址。

　　NAND Flash價(jià)格便宜、存儲(chǔ)量大、性價(jià)比高，并且十分輕便、抗震性也好，適合用于做數(shù)碼產(chǎn)品。本文采用K9F2808U0B 16 M×8位存儲(chǔ)芯片,電壓范圍2.7 V～3.6 V，當(dāng)USB控制芯片處于SLAVE模式時(shí)，就可以從PC機(jī)下載文件，存儲(chǔ)在NAND Flash中。當(dāng)盤點(diǎn)人員拿著PDA盤點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)可直接調(diào)用存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)文件，盤點(diǎn)人員清點(diǎn)完畢時(shí)，也可以在NAND Flash中保留一份數(shù)據(jù)，以供隨時(shí)查詢，還可以保存語音數(shù)據(jù)。通過GPC15來選通NAND Flash,相應(yīng)的nOE、nWE 進(jìn)行讀寫操作。各個(gè)存儲(chǔ)器與處理器的連接電路圖如圖2所示。

　　1.2.3? LCD液晶顯示及觸摸屏模塊

　　ARM處理器S3C44BOX包括LCD控制器，可支持灰度LCD和彩色LCD。本設(shè)計(jì)通過譯碼器選通2個(gè)74HC245分別來控制LCD像素輸出和控制信號(hào)。本文選用分辨率為320×240的TFT彩色3.9寸顯示器LQ039Q2DS54及ADS7843觸摸屏驅(qū)動(dòng)芯片。S3C44BOX通過端口PG模擬串行的SIO接口與用觸摸屏控制芯片ADS7843進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，完成對(duì)觸摸屏觸摸位置坐標(biāo)的讀取。ADS7843主要完成電極電壓的切換，接觸點(diǎn)處電壓值的采集以及A/D轉(zhuǎn)換[4]。接口電路圖如圖3所示。

　　1.2.4? 接口設(shè)計(jì)

　　(1)RS232接口設(shè)計(jì)

　　由于S3C44BOX只有2通道UART，并沒有集成RS-232C接口，因此選用MAX202作為UART到RS-232C的電平轉(zhuǎn)換芯片，以便其與PC 機(jī)等其他設(shè)備進(jìn)行串行通信，獲取數(shù)據(jù)及語音信息，方便更新數(shù)據(jù)。選用9針的DB9頭，用到3條線:GND、RXD、TXD。

　　(2)JTAG接口

　　因?yàn)镾3C44BOX中集成了JTAG信號(hào)，只需將信號(hào)線引出便可對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。

　　(3)音頻接口設(shè)計(jì)

　　為了存儲(chǔ)語音信息，選用Philips公司的UDA1314芯片完成聲音信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換。該芯片在單片芯片上集成立體聲模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器，芯片的模數(shù)轉(zhuǎn)換部分包括可編程的增益放大器和數(shù)字自動(dòng)增益控制器，采用位元流轉(zhuǎn)換技術(shù)進(jìn)行信號(hào)處理。鑒于其低功耗、低電壓的特性，UDA1341TS非常適用于PDA等便攜式設(shè)備。