基于嵌入式Ｌｉｎｕｘ設備的物流配送系統設計

摘要：針對目前物流系統信息化的需求，文章首先介紹了嵌入式Linux的關鍵技術及其在物流配送系統中的應用，繼而提出了一種基于嵌入式Linux設備的物流配送解決方案，并簡要說明了在嵌入式Linux下無線網絡接口程序的設計以及物流配送系統的實現過程。該系統采用AMD Au1100TM處理器，能在Linux環境下實現無線網絡通信和交換電子票據功能。這一設計通過嵌入式Linux技術和無線網絡技術，提高了系統運作效率和可靠性，使物流管理更加方便。

關鍵詞：嵌入式Linux設備；無線網絡；電子票據；物流配送

中圖分類號：F253文獻標識碼：A

文章編號：1002-3100(2007)10-0019-03

Abstract: Aiming at the demand in informationization of logistics system， this article introduces the key technology and application in logistics system of embedded Linux， then puts forward a logistics distribution solution which is based on embedded Linux device and explains the interface software development of the Wireless LAN and the realization process of the logistics distribution system under Linux operating system in brief. The AMD Au1100TM microprocessor is adopted in the system， and the function of Wireless LAN communication and electron note exchanging are realized under Linux operating system. This design improves the efficiency and the reliability of system through the technique of Embedded Linux and Wireless LAN， which makes logistics management more convenient.

Key words: embedded linux device; wireless LAN; electron note; logistics distribution

近年來隨著社會發展的日益信息化，計算機和網絡已經滲入到社會生活的每一個角落，各種嵌入式技術產品小到微型數字化產品，大到網絡家電、智能家電、車載設備等已經成為人們生活密不可分的部分。各種各樣的嵌入式設備在應用數量上已經遠遠超過了通用計算機，其在工業、服務業、消費電子、物流等領域的應用范圍都不斷擴大。我國的物流配送系統與西方發達國家相比，總體發展水平還很低，特別是信息化建設上有很大的差距，基礎設施和配套設施都比較薄弱，物流技術落后，運營成本高。本文針對這一問題論述了在進行嵌入式開發時選用Linux作為嵌入式操作系統的優勢，以及基于Linux的嵌入式系統在物流配送系統中開發及應用的關鍵技術。

1嵌入式Linux設備概述

嵌入式設備與通用計算機不同，嵌入式設備的軟件硬件都必然和具體的應用結合在一起，它的升級換代往往也與產品同步進行。僅從軟件而言，嵌入式系統設備的軟件一般只實現一個或幾個專用的功能，這些功能在其對應的產品的銷售、使用、維護期間通常都不會有任何改動。因為嵌入式系統通常使用昂貴的Flash作為存儲設備，對軟件大小有嚴格的要求。當前Linux操作系統已經日益成為一個成熟的操作系統，獲得了廣泛的使用與認可。隨著Linux內核的發展特別是加入的對實時任務的支持，進一步增強了Linux在嵌入式應用方面的競爭力。Linux作為嵌入式操作系統的主要優勢是：可應用于多種硬件平臺——Linux已經被移植到多種硬件平臺，原型就可以在標準平臺上開發后移植到具體的硬件上，加快了軟件與硬件的開發過程，這對受開銷、時間限制的研究與開發項目是很有吸引力的；其次，Linux基于開放源代碼的特性使用戶可以根據自己需要對其進行定制、裁剪以達到所需的特殊功能；并且，Linux的內核小、效率高，更新速度快，再加上是免費的OS，這就使得嵌入式Linux設備在價格上極具優勢。

2嵌入式Linux設備關鍵技術

2.1硬件平臺

本案例硬件平臺采用AMD Au1100TM處理器。Au1100TM處理器是一個完整的、集成了LCD控制器的片上系統（SOC），可以用于開發低功耗、高性能的移動信息設備（IA），包括Web手寫板、遠程信息處理設備、PDA等嵌入Linux設備。

2.2嵌入式Linux操作系統

嵌入式系統是把計算機的硬件與軟件嵌入到各種應用產品中。嵌入式操作系統是在嵌入式系統上運行的基本軟件平臺。在網絡設備開發中，嵌入式操作系統應具有如下特性：

（1）代碼效率高，代碼量小，容易嵌入到ROM系統；

（2）系統模塊化好，組態靈活；

（3）具有處理雙字節字符的能力，能夠很好地支持中文；

（4）網絡功能強，具有分布式處理能力；

（5）實時性好；

（6）穩定性和可用性高；

（7）具有很好的安全特性。

目前市面上出現的嵌入式操作系統，比較著名的有Vxwork、pSOS、Neculeus和Windows CE。但這些專用操作系統大都是商業化產品，其高昂的價格使許多低端產品的小公司望而卻步；而且，源代碼封閉性也大大限制了開發者的積極性。而與此相反，作為源碼開放的Linux操作系統正日益受到各大廠家的支持。Linux為嵌入操作系統提供了一個極有吸引力的選擇，它是個和Unix相似、以核心為基礎的、完全內存保護、多任務多進程的操作系統。支持廣泛的計算機硬件，包括X86， Alpha， Sparc， MIPS， PPC， ARM， NEC， MOTOROLA等現有的大部分芯片。程式源碼全部公開，任何人可以修改并在GNU通用公共許可證（GNU General Public License）下發行。Linux帶有Unix用戶熟悉的完善的開發工具，幾乎所有的Unix系統的應用軟件都已移植到了Linux上。Linux還提供了強大的網絡功能，有多種可選擇窗口管理器（X windows）。其強大的語言編譯器gcc、g++等也可以很容易得到。不但成熟完善，而且使用方便。

2.3基于嵌入式Linux的軟件平臺

采用Qt/Embedded作為軟件平臺，Qt/Embedded是Qt庫開發商Trolltech公司開發的面向嵌入式系統的Qt版本，是針對高端嵌入式圖形領域的應用而設計的，完全采用C＋＋封裝，便于開發，并且具有優良的跨平臺性，支持許多操作系統，如Windows、Linux、FreeBSD、Solaris、SunOS、HP-UX等。Qt/Embedded的底層圖形引擎基于framebuffer，framebuffer出現在2.2.x以上內核的版本當中的一種驅動程序接口。Qt/Embedded提供了豐富的應用軟件編程接口，使用戶可以很方便地進行應用軟件的開發。

2.4無線網絡技術

無線網絡在現代物流管理系統中快速發展并普遍應用，這取決于物流系統的移動運輸工具的移動性，無線網絡系統能夠很好地滿足此需求。特別是近年來在國內，支持802.11a/b/g的無線網絡已經日漸普及，無線網卡價格大幅跌落，給設計和開發者提供了更多的選擇，極大豐富了設計和開發的想象空間。

移動運輸工具、不方便布線的庫房和配送中心需要通過無線網絡與其他設備或中心服務器互聯?；?02.11a

/b/g無線網絡是普遍采用的標準，基于藍牙和射頻的無線通信系統應用也較普遍，需要選擇合適的位置建立無線接入點，為無線接入提供可靠連接。

車載移動嵌入式Linux設備采用無線網卡可以與無線網絡建立穩定的連接，通過無線網絡，相互通信，共享資源。例如TP-LINK的TL-WN321G是一款很不錯的無線網卡，采用RT73芯片，USB接口，并且驅動也比較容易尋找下載。傳輸距離室內最遠100米，室外最遠300米。

修改編譯RT73驅動，生成rt73.ko，根據具體網絡環境配置無線網卡配置文件，運行：

/sbin/insmod rt73.o

/sbin/ifconfig rausb0 inet yourip up

/sbin/route add default gw yourgateway

運行后，嵌入式linux設備可以連入無線網絡，為系統提供服務。

3嵌入式Linux設備在物流配送系統中的應用

3.1基于嵌入式Linux 設備的物流配送系統結構設計

在移動運輸工具上、庫房和其它配送中心裝備嵌入式Linux設備，通過有線聯網和無線聯混合模式布網。有些庫房的環境不適合安裝PC機，并且工作功能比較單一，采用嵌入式Linux設備是一種很好的選擇。而且嵌入Linux設備的成本也比PC機要低很多。在移動運輸工具上裝備嵌入式Linux設備可以很方便地互相交換電子憑證，與傳統的紙質證比，具有工作人員方便攜帶，易于處理，快速交換等優點。配送系統組織結構如圖1所示。

3.2系統運作模式

當工作人員接到了運輸貨物的任務后，把車開進庫房后裝載貨物，同時庫管值班人員把相應的電子票據通過地面PC機或嵌入式Linux設備傳輸到車載移動嵌入式Linux設備上。貨物運輸到下一個目的地后，把電子票據下傳給目的地的接收貨物的工作人員的PC或相應嵌入式設備。運輸工作人員接到多個運輸任務時，車載移動嵌入式Linux設備可以按順序提醒工作人員下一個目的地和工作任務。工作模式如圖2所示。

4結束語

提出的基于嵌入式Linux設備的物流配送系統，通過無線網絡交換物流過程中的電子票據以及其它的數據，提供了通過相應地面和車載嵌入式設備，以及專業軟件實現物流系統信息化的有效途徑，從而減小了物流管理難度，降低了運營成本，提高了管理效率，實現了信息化管理。總而言之，使用單一的處理器內核就可以實現物流配送系統所需要的大部分功能，極大地減小了設備體積和系統的復雜程度。基于嵌入式Linux設備以其低成本、高效率和高可靠性，在物流領域有著美好的前景。

參考文獻：

[1] Haung Y R， Lin， Y B， Ho J M. Performance Analysis for Voice/data Integration on a Finite Buffer Mobile System[J]. IEEE Trans. Veh. Technology， 2000，49(2):367-378.

[2] AMD Co. The Alchemy Au1100TM from AMD Internet Edge Processor Data Book[Z]. AMD Co， April 2002.

[3] 韓文強，胡立德. 軍地物流發展現狀及其對策[J]. 重慶大學學報：社會科學版，2004(6):17-19.

[4] 于寶琴，趙家俊. 現代物流信息管理[M]. 北京：北京大學出版社，2004.

[5] 陳罕琳. 信息技術讓物流貨暢路通[J]. 計算機周刊，2001(37):14.