基于ARM9嵌入式微处理器的远程仓库管理系统设计.doc
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基于ARM9嵌入式微处理器
的远程仓库管理系统
摘要
仓库管理是物流当中的一个重要环节，也在企业的整个管理流程中起着非常重要的作用，如果不能保证及时准确的进货、库存控制和发货，将会给企业带来巨大损失，这不仅表现为企业各项管理费用的增加，而且会导致客户服务质量难以得到保证，最终影响企业的市场竞争力．传统的人工仓库作业模式和数据采集方式早已不能满足仓库管理的快速、准确要求，因此，在20世纪70年代，通用计算机开始应用到仓库管理上，它带来了仓库管理的一次革命，但随之也带来了新的问题：
建设成本巨高，后期维护量大，硬件系统不可靠。
随着嵌入式技术的发展，人们似乎又找到了更加适合用于仓库管理的系统。
嵌入式系统以体积小，功耗低，运算能力强等优点著称，它一般被设计成某一场合专用的系统。
本文设计的远程仓库管理系统，客户机是以运行WindowsCE操作系统的手持式设备，服务器采用运行WindowsServer2003的PC机。
客户机的硬件平台以ARM9（S3C2410）微处理器作为核心，通过以太网与服务器建立连接组成一个远程仓库管理系统。
该系统可以实现到货检验、入库、出库、调拨、移库、库存盘点等各个作业环节。
关键词：
远程仓库管理系统，嵌入式系统，ARM9微处理器，WindowsCE.net
ABSTRACT
Warehousemanagementsystemtakeanimportantpartinlabourexchange ,butalsotheentirebusinessprocessmanagementplaysanimportantrole,ifitcannotguaranteetimelyandaccuratepurchasing,inventorycontrolandshipping,willbeagreatlosstobusinesses,notonlytheperformanceofthemanagementcostsforenterprisesincreases,andcustomerservicequalitywillleadtodifficulttobeassuredthattheultimateimpactofthemarketcompetitivenessofenterprises.Traditionalartificialstorageanddataacquisitionmodeofoperationhaslongwarehousemanagementcannotmeettherapidandaccuraterequest,therefore,inthe20thcentury,70's,begantoapplygeneral-purposecomputers,warehousemanagement,warehousemanagementwhichhasbroughtarevolution,butwiththeithasalsobroughtnewproblems:
theconstructionofhugehigh-cost,post-maintenance,andunreliablehardware.Withthedevelopmentofembeddedtechnology,thereseemstohavefoundamoresuitablesystemforwarehousemanagement.Embeddedsystemsaresmall,lowpowerconsumption,computingpower,saidthestrongadvantages,itisgenerallydesignedasaforumdedicatedsystem.Inthispaper,thedesignofaremotewarehousemanagementsystem,clientoperatingsystemisrunningWindowsCEhandhelddevices,serversrunningWindowsServer2003usingthePC.ClienthardwareplatformasacoreARM9microprocessors,serversviaEthernettoconnectaremotewarehousemanagementsystem.Thesystemenablesdeliveryinspection,storage,alibrary,allocate,transferdatabase,inventoryandotheroperationalaspectsofinventory.
Keywords：
RemoteWarehouseManagementSystem，EmbeddedSystem，ARM9Device，WindowsCE.net
ii
目录
第1章绪论 1
1.1 仓库管理系统的概述 1
1.2 仓库管理系统研究背景与意义 1
1.3 国内外同类软件的研究现状与发展趋势 2
第2章需求分析 3
2.1 设计目标 3
2.2 需求描述 3
2.2.1 功能需求 3
2.2.2 数据需求 3
2.3 可行性分析 4
2.3.1 远程数据库系统原理可行性分析 4
2.3.2 硬件平台的选择 5
第3章系统分析 6
3.1 整体硬件连接图 6
3.2 服务器软件环境分析 7
3.2.1 SQLServerMobile服务器代理 7
3.2.2 IIS6.0的应用 7
3.2.3 Microsoft®SQLServer™2000简介 8
3.3 客户端软件环境分析 8
3.3.1 SQLServerMobile客户端代理 8
3.3.2 ADO.NET的应用 8
3.3.3 客户端环境的操作系统定制 9
第4章服务器的实现 11
4.1 配置IIS服务对SQLServerMobile3.0的支持 11
4.1.1 配置服务器网络 11
4.1.2 创建共享文件夹 11
4.1.3 配置SQLServerMobileWeb同步向导 12
4.2 重新注册SQLServer 13
第5章客户端硬件设计 15
5.1 MagicARM2410教学实验开发平台概述 15
5.2 核心控制电路 16
5.3 存储器电路 18
5.3.1 NORFlash存储器 18
5.3.2 SDRAM存储器 19
5.3.3 NANDFlash存储器 20
5.4 时钟电路 21
5.5 复位电路 21
5.6 电源电路 22
5.7 以太网接口电路 22
5.8 JTAG调试接口电路 24
5.9 电源模块 24
第6章客户端软件设计 25
6.1 客户端软件功能模块 25
6.2 程序流程图 26
6.3 客户机界面 27
6.4 串口通信模块 29
6.4.1 接口电路设计 29
6.4.2 串口API函数使用 31
6.4.3 VB.net调用DLL文件 35
6.4.4 打印机驱动模块 36
6.5 本地数据库的访问 36
6.5.1 创建和组装本地数据库 37
6.5.2 与目标数据库建立连接 37
6.5.3 对记录集的添加、删除、查找和修改 38
6.6 远程数据库的访问 43
6.6.1 数据库的同步合并 44
6.6.2 向服务器申请或提交数据 45
参考文献 47
附录A打印机指令封装模块代码 48
2
第1章绪论
仓库管理系统属于管理信息系统（ManagementInformationSystem）的一种，在强调管理，强调信息的现代社会中它变得越来越普及。
高效可靠的仓库管理系统软件不仅可以提高企业的管理质量，而且可以提高生效效益。
随着计算机技术和嵌入式系统技术的发展，仓库管理系统的终端硬件平台出现了很大的变化，可以是通用计算机、专用的嵌入式计算机或者掌上电脑等。
多功能、低成本、高可靠的仓库管理系统产品将是未来的一个趋势。
1.1远程仓库管理系统的概述
本设计是一套功能齐全，使用简单的企业仓库管理软件产品。
远程仓库管理系统采用客户机/服务器架构，服务器采用通用计算机,负责存储和管理仓库产品信息。
客户机采用基于ARM9微处理器（S3C2410）为核心的硬件平台,负责仓库产品信息的管理，如入货，出货和日常管理等。
通过简单的采购管理，销售管理，库存管理等功能，让用户能够通过最轻松方便的数据录入，获得最快速最完善的报表输出，从而大大提高企业内部管理的效率，让企业管理者能够轻轻松松地做好企业的管理。
l实现基于嵌入式系统的客户机通过以太网与数据库服务器互联；
l实现通过无线WiFi系统实现与数据库服务器的无线连接；
l管理员可以通过可以机实现对仓库信息的管理和查询；
l基于帐户和密码的安全的仓库系统访问模式；
l通过客户机可以实现采购管理、销售管理、仓库管理、报表打印、基本资料、系统设置、权限管理等功能。
1.2远程仓库管理系统的研究背景
随着我国经济的飞速发展，各种类型规模的公司企业迅速崛起，许多从事生产和经营管理的企业都有自己生产和销售的产品，而这些产品都需要储存在仓库中，对于每个企业来说，随着企业规模的不断扩大，产品数量的急剧增加，所生产的产品种类也会不断地更新与发展，有关产品的各种信息量也会成倍增长，计算机技术应用于仓库信息管理早在上个世界七十年代已经开始了。
这些年来掀起了一股嵌入式系统应用热潮，其原因有几个方面：
一是芯片技术的发展；另一方面的原因就是对产品可靠性、成本、更新换代要求需要。
这使得嵌入式系统逐渐从纯硬件实现和使用通用计算机实现的应用中脱颖而出，成为近年来令人关注的焦点。
本设计中的远程仓库管理系统的概述针对目前国内仓库的功能要求而设计的，其客户机终端使用的是轻便的嵌入式系统，可以是本设计中的专用嵌入式计算机，也可以是PDA、PPC、POS机等可以运行WindowsCE操作系统的设备，管理人员可以方便地把客户机安装在仓库里任何有网络接口的地方，使用PDA、PPC、POS机等手持式设备的则更加方便，用户通过随身携带的手持式设备可随时随地通过无线WiFi网络连接到服务器。
1.3远程仓库管理系统的研究意义
面对庞大的产品信息量，如何有效地管理库存产品，对这些企业来说是非常重要的，仓库管理系统的重点是销售信息能否及时反馈，从而确保企业运行效益。
而库存管理又涉及入库、出库的产品、经办人员及客户等方方面面的因素，如何管理这些信息数据，是一项复杂的系统工程，充分考验着仓库管理员的工作能力，工作量的繁重是可想而知的，所以这就需要由库存管理系统来提高库存管理工作的效率，这对信息的规范管理、科学统计和快速查询，减少管理方面的工作量，同时对于调动广大员工的工作积极性，提高企业的生产效率，都具有十分重要的现实意义。
1.4同类型设备的研究现状与发展趋势
1.4.1国外发展状况与发展趋势
计算机在管理中的应用开始于1954年，当时美国首先用计算机处理工资单。
40多年来，计算机在处理管理信息方面发展迅速。
例如，60年代美国计算机在管理中应用项目不到300项，到了1975年达到2670项。
而用于企业仓库管理的计算机系统更是普及，但由于通用计算机本身的特性使得它在客户机/服务器架构的远程仓库管理系统中的使用遇到了瓶颈，如成本、可靠性、维护性、功能性等。
于是，随着嵌入式系统技术的发展，开发者开始把目光转向专用的嵌入式计算机。
高性能的32位ARM微处理器的出现更是引起了一股嵌入式系统应用的潮流，它具有低功耗、低成本、运算能力强、可靠性强等优点，许多厂家开始研制专用于各种环境嵌入式工业计算机。
但将其应用于基于客户机/服务器架构的远程仓库管理系统还是属于较少，因为整个系统的研发除了需要硬件平台的支持外还依赖于软件平台的操作系统、开发环境、开发工具、通信协议等的支持。
1.4.2国内发展状况与发展趋势
仓库管理对企业来说是一项繁琐复杂的工作，每天要处理大量的单据数据，为及时结清每笔业务，盘点库存和货物流动情况，保证企业生产用料以及货物安全，库管人员要花费大量人力物力和时间来做数据记录统计工作。
但由于我国的计算机技术发展落后，信息化的仓库管理系统普及非常迟。
我国在全国范围内推广计算机在管理中的应用，是在70年代末开始的，虽然起步较晚，但近几年发展却较快，特别是通用计算机的出现和普及在一段时间内为信息处理提供了非常好的手段，对于推动我国管理信息处理的现代化起了重要的作用。
目前国外的新的趋势是使用基于客户机/服务器架构的嵌入式远程仓库管理系统，我国的企业仓库管理将面临着有一次的升级。
但是，国内严重缺乏嵌入式系统的研发能力，通常只能买来国外的产品作二次加工，国内企业想使用先进的仓库管理系统还是需要购买外国人的产品。
第2章远程仓库管理系统分析
2.1远程仓库管理系统简介
2.1.1基本要求
本设计中，以基于ARM9嵌入式微处理器的设备作为客户机，以PC机作为数据库服务器，使用SQL数据库实现一个仓库管理系统。
客户机与服务器通过以太网进行连接。
客户机分为两类，一类是供仓库管理人员管理出货入货和查询库存产品信息专用的，另一类是仅供销售人员等查询库存产品信息使用的；服务器存放仓库所有产品的信息。
管理人员使用管理工作人员专用客户机对出货入货的商家和产品信息进行登记同时打印出货入货票据，销售人员等使用库存产品查询客户机查询库存产品数量等信息。
系统的架构如图2.1所示。
图2.1系统的架构图
2.1.2系统组成
本设计的硬件实现主要以MagicARM2410教学实验系统为智能终端，通过以太网与SQLServer服务器连接，实现远程数据库访问；通过RS232串行通信数据线与串口打印机连接，实现数据的打印。
而在真正的产品中，通常使用的是台式智能终端或无线的手持式智能终端，其硬件连接图如图2.2所示。
图2.2硬件连接原理图
2.1.3系统特点
本设计在计算机网络，数据库和先进的开发平台上，利用现有的软件，配置一定的硬件，开发一个具有开放体系结构的、易扩充的、易维护的、具有良好人机界面的仓库管理系统，实现产品信息管理，出货入货管理，远程数据库同步，数据安全备份，使用者权限管理等功能。
（1）数据录入和处理的准确性和实时性
数据的输入是否准确是数据处理的前提，错误的输入会导致系统输出的不正确和不可用，从而使系统的工作失去意义。
数据的输入来源是主要是手工输入。
在系统中，数据的输入往往是大量的，因此系统要有一定的处理能力，以保证迅速的处理数据。
（2）数据的安全性
本系统为企业仓库管理部门设计，涉及到各种重要信息，因此系统设有安全管理机制，对不同的操作人员可以设置不同的管理权限，对不同的浏览者可以设置开放不同的数据表。
（3）数据的备份和灾难恢复
定期对数据库中的数据进行全部或新增部分的备份工作，以保证在硬件出现故障或人为原因导致无法运行时是可以快速及时的还原到原来的正常状态。
2.1.4适用场合
2.2远程仓库管理系统方案选择
2.2.1可移动的嵌入式硬件平台
今天，微处理器已经无处不在，无论是录像机、智能洗衣机、移动电话等家电产品，还是汽车引擎控制，以及数控机床、导弹精确制导等都要嵌入各类不同的微处理器。
简单的单片机已经不能满足复杂的信号处理要求，但台式PC机的中央处理器的体积，功耗等也满足不了嵌入式设备的要求，因此，嵌入式微处理器应运而生。
Xscale是ARM体系结构的一种内核，基于ARMv5TE，由Intel公司开发，在架构扩展的基础上同时也保留了对于以往产品的向下兼容，相比于ARM处理器，XScale功耗更低，系统伸缩性更好，同时核心频率也得到提高，达到了400Mhz甚至更高。
但XScale的价格偏高，使用在一般的消费电子上会使成本增大。
ARM9系列处理器是英国ARM公司设计的主流嵌入式处理器，主要包括ARM9TDMI和ARM9E-S等系列。
目前使用广泛的是三星公司生产的S3C2440，通过全新的设计，采用了更多的晶体管，使它成为了一种高性能、低功耗和低成本的32位微处器，它被广泛应用于嵌入式系统中，已经在手持电话、机顶盒、数码像机、GPS、个人数字助理以及因特网设备等方面有了广泛的应用。
应此在本设计中选择使用ARM9微处理器。
2.2.2如何实现远程数据库系统
MicrosoftSQLServer2005MobileEdition（下面中简称SQLServerMobile）将MicrosoftSQLServer扩展到基于WindowsCE的移动设备，并为开发者的快速应用程序开发提供了一个一致的编程模型。
SQLServerMobile不同于WindowsCE操作系统本身的属性数据库，它是一个真正意义上的关系数据库，它具有强大的数据存储功能、优化的查询处理器，以及可靠、可伸缩的连接能力。
在MicrosoftVisualStudio2005中，提供了ADO.NET来编写SQLServerMobile数据库应用程序，ADO.NET为开发者使用VisualBasic.NET语言和VisualC#语言提供编写WindowsCE数据库应用程序一致的、高性能的高层接口。
我们可以使用System.Data.SqlServerCe命名空间实现在智能设备上进行SQLServerMobile数据库的创建与管理。
SQLServerMobile客户端并不能像SQLServer客户端一样通过在连接字符串中指定SQLServer服务器的IP而直接连接到SQLServer服务器，而需要通过SQLServerMobile代理来间接进行连接。
SQLServerMobile客户端已经包含了SQLServerMobile客户端代理，而在SQLServerMobile服务器端，则需要用户另外安装SQLServerMobile作为服务端代理。
SQLServerMobile数据库引擎（SQLServerMobileEngine）管理SQLServer数据库在WindowsCE设备上的存储。
SQLServerMobile客户端代理（SQLServerMobileClientAgent）通过复制对象、远程数据访问对象和引擎对象来通过应用程序编程控制与MicrosoftSQLServer连接。
SQLServerMobile服务器代理（SQLServerMobileServerAgent）处理来自SQLServerMobile客户端代理的HTTP请求。
SQLServerMobile客户端代理驻留在基于WindowsCE的设备上，并应用HTTP或HTTPS与驻留在Web服务器上的SQLServerMobile服务器代理进行通信；而SQLServerMobile服务器代理驻留在运行IIS的计算机上，并通过复制或远程数据访问与MicrosoftSQLServer进行通信。
SQLServerMobile与SQLServer进行通信的原理如图2.3所示。
图2.3SQLServerMobile与SQLServer进行通信原理图
2.3服务器环境分析
服务器环境由SQLServerMobile服务器代理、MicrosoftInternet信息服务（IIS）和SQLServer组成。
SQLServerMobile服务器代理主要处理由SQLServerMobile客户端代理发出的请求。
之所以需要IIS，是因为SQLServerMobile需要IIS来提供HTTP协议，客户端通过HTTP协议连接到服务器并通过RDA和复制技术尽心数据的交互。
Microsoft®SQLServer™2000是企业级解决方案中的数据库系统，在SQLServerMobile中它提供对客户机上的存储，备份和管理等。
2.3.1SQLServerMobile服务器代理
通常，SQLServerMobile作为应用程序的一部分应用。
在这种应用程序中，数据是在台式机上的MicrosoftSQLServer和支持的设备上的SQLServerMobile之间进行分发的。
但是，SQLServerMobile也可以用作个人信息管理（PIM）工具或者所支持设备上的其他应用程序的独立数据库。
SQLServerMobile通常用作完整Microsoft.NETCompactFramework应用程序部署的一部分，但也可以单独安装在智能设备上。
远程数据访问（RDA）与合并复制确保可以将来自SQLServer数据库的数据传递到支持的设备上的SQLServerMobile。
可以脱机操作这些数据，并在以后将其同步到服务器。
其体系结构如图2.4所示。
图2.4SQLServerMobile体系结构
2.3.2利用Internet信息服务建立连接
Internet信息服务器（IIS）提供了集成Web服务器功能。
在与SQLServerMobile一起使用时，IIS可以提供一种协议。
通过这种协议，设备可以连接到服务器以便通过RDA或复制技术来传输与交换数据。
用户编程时只需要把提交的信息交给SQLServerMobile客户端代理,客户端代理与服务器代理成功建立连接后就会把信息发送到应用程序池。
IIS6.0包括许多新功能，它们旨在帮助企业、IT专业人士和Web管理员实现其网站（他们可能拥有位于单个IIS服务器或多个服务器上的数千个网站）在性能、可靠性、可伸缩性和安全性方面的目标。
2.3.3Microsoft®SQLServer™2000
Microsoft®SQLServer™2000数据库组件是基于结构化查询语言（SQL）的可伸缩的关系数据库，集成了对Internet应用程序的可扩展标记语言（XML）支持。
Microsoft®SQLServer™2000的特性包括：
lInternet集成
l可伸缩性和可用性
l企业级数据库功能
l易于安装、部署和使用
l数据仓库
尽管SQLServer2000被设计为用作通过网络连接的成千上万并发用户的数据存储引擎，它仍可作为一个独立的数据库，像应用程序一样直接在同一台计算机上运行。
SQLServer2000卓越的可伸缩性和便于使用的诸多功能使其能够在单个计算机上高效运行，既不占用过多的系统资源，也不需要专门的用户来管理。
这些功能还使SQLServer2000得以动态地获取支持上千用户所需的资源，同时将数据库的管理和调节工作减到最少。
SQLServer2000关系数据库引擎动态调节自身以获取或释放适当的计算机资源，以支持在任何特定时间访问SQLServer2000实
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