畢業論文-企業考勤系統的設計與實現(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 序部分；負責對 M0 和上層服務，另一部分網頁和網頁控制部分，用戶通過 WEB 服務器，來訪問 A8，向主程序發命令來控制。 采集數據終端模塊描述 采集數據端包括三個模塊： RFID 射頻模塊、 ZigBee 模塊、采集數據模塊。最主要的是采集數據端的操作各種傳感器模塊，對環境信息進行采集，還有一個重要的RFID 刷卡模塊，通過事先寫好的射頻卡，通過刷卡來實現倉庫的進出貨物功能，刷卡之后，直接會將卡內的信息讀出來，顯示到用戶網頁端。 為了項目實時性能夠得到相應的提高，整個數據采集端的程序中采用多個中斷，當中斷發生時設置相應的標志位，主程序輪詢根據相應的標志位，來執行相應的程序 系統時鐘中斷：實現 2 秒鐘發送一次環境信息數據。 RFID 中斷：有中斷來時讀取刷卡數據， ZigBee 中斷：有中斷時，讀數據。 用戶 PC 模塊描述 用戶可以通過網頁對倉庫信息進行監控，以及對硬件的控制，主要通過嵌入式 13 Web 服務器，也就是 boa 網頁服務器對 A8 服務器端進行控制， boa 服務器自帶 CGI程序處理功能，用戶可以通過網頁端，來運行事先放進服務器文件系統中的 CGI 程序，直接從網頁與 CGI 程序交互可以給 A8 服務器主程序發消息，并且來控制 A8，并通過 A8 中的 M0 線程來得到 M0 端采集到的環境信息的動態數據的顯示。 功能模塊設計與接口設計 采集數據端主程序 編碼內容 溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器。 輸入數據流 線程溫度、 濕度、光照。 輸出數據流 相關檢測值。 功能描述 檢測溫度濕度和光照傳感器的值。 處理說明 每隔 2 秒獲取當前倉庫中是溫讀、濕度、光照和光照強度等信息，采集數據端傳遞采集值并封裝傳給 A8， A8 判斷數據然后返回相應的指令，比如打開蜂鳴器， led 燈、或者打開風扇等等。 BEEP 報警系統 編碼內容 蜂鳴器及外設音響編碼。 輸入數據流 倉庫環境出現異常（著火）時，開啟蜂鳴器報警設備。 輸出數據流 蜂鳴器報警 led 燈亮提示代表有異常。 功能描述 通過 S5PC100 開發板蜂鳴器來模擬報警系統，完成相應的報警功 能。 處理說明 14 驅動程序的加載 編寫驅動程序，插入到內核，加載驅動程序。 創建設備節點 用 mkmod 命令創建設備節點，根據設備號來確定。 測試 首先交叉編譯測試程序，在開發板上執行主程序可執行程序，可以通過改變溫度傳感器的溫度值或者按鍵來測試是否能開啟報警功能。 當你聽到報警提示時，可在網頁上點擊關閉報警，即可可關閉蜂鳴器 。 LED 報警系統 編碼內容 LED 驅動 編碼 。 輸入數據流 LED 對應的開關打開 /關閉。 輸出數據流 需要控制的 LED 亮 /滅。 功能描述 通過 led 燈來模擬倉庫 燈具，完成控制燈具開閉的功能。 處理說明 LED 燈驅動的注冊 將 LED 驅動以模塊的形式插入到 linux 內核之中，完成設備注冊，并得到相應的主設備號。 創建設備節點 完成 LED 驅動的注冊之后，用 mknod 創建鍵盤的設備節點。 測試 在開發板上運行測試 LED 驅動，觀察能否控制 LED 編寫 LED 控制線程 將 LED 控制線程以消息隊列的形式來接收命令并控制 LED 燈的亮滅。 15 攝像頭線程 編碼內容 攝像頭 編碼 。 輸入數據流 LED 對應的開關打開 /關閉。 輸出數據流 得到的圖片，保存在相應日期目錄 下。 功能描述 如果有人闖入，或其他異常現象，抓拍現場照片，并把圖片保存在相應的目錄中，圖片格式為 jpg。 網絡視頻功能。 處理說明 獲取驅動程序 配置 Linux 內核 通過 make menuconfig 配置 Linux 內核，讓內核支持攝像頭。 編譯內核 通過 make zImage，編譯內核，并下載到開發板上運行。 將 USB 攝像頭接到開發板上 這個時候就攝像頭就能被驅動了。通過按鍵產生中斷來檢測是否可以拍照片。 如果有火災發生，或者有不法分子闖入（用按鍵來模擬紅外線報警系統），那么系統程 序通過 system 函數調用攝像頭應用程序來進行捕捉照片，連續拍幾張張并保存到指定位置。 16 第四章 詳細設計與實現 服務器主控程序端詳細設計 系統整體框架和線程間關系 系統整體框架 （ 1）通過采集數據端采集倉庫的環境信息和刷卡信息。 （ 2）采集到的數據再通過 ZigBee，把采集到的信息發送給服務器端； （ 3）主控程序的采集數據端線程來接收環境信息，并激活數息進行處理并發給采集數據端命令，用來控制采集數據終端； （ 4）攝像頭安裝到服務器上面用來采集圖片，并存儲到服務器下的某一個定義好 的文件夾下面； （ 5）通過在服務器上安裝 boa 網頁服務器，從而搭建嵌入式 web 服務器，使用戶通過網絡利用自己的計算機就能機進行隨時的監控； （ 6）在網頁頁面上設置控制按鈕，比如說，設置最高或最低溫濕度和光照值按鍵，關掉報警按鈕。用來監控設備，并識別用戶指令并進行相應動作； 線程間關系 服務器主控程序線程之間的關系框架圖如下圖 41 所示： 17 圖 41：服務器主控線程之間的關系構架圖 服務器主控程序中用到如下線程，分別編寫成不同的 .c 文件。 :主線程 . :處理消息隊列 里請求的線程 . :更新共享內存里的實時數據 . :數據庫操作線程 . :接收采集數據端數據線程 . :采集數據端數據分析線程 . :采集數據端控制命令發送線程 . :服務器蜂鳴器控制線程 . :服務器 LED 模塊線程 . :紅外 (按鍵模擬 )監測線程 . :攝像頭模塊控制線程 . 數據描述 結構體描述，如表 41 所示： 18 表 41：結構體描述 結構體名 成員類型 成員名 功能描述 storage_goods_info unsigned char goods_type 物品類型 unsigned int goods_count 物品數量 storage_info unsigned char storage_status 倉庫開關狀態 led_status 倉庫 LED 狀態 buzzer_status 倉 庫 Buzzer 狀態 fan_status 倉庫風扇狀態 signed char x 倉庫采集端三軸狀態 y z char samplingTime[20] 采集數據的時間 float temperature 倉庫當前溫度 temperatureMAX 倉庫溫度上限 temperatureMIN 倉庫溫度下限 humidity 倉庫當前濕度 humidityMAX 倉庫濕度上限 humidityMIN 倉庫濕度下限 illumination 倉庫當前光照 illuminationMAX 倉庫光照上限 illuminationMIN 倉庫光照下限 battery 倉庫采集端電池電壓 storage_goods_info goods_info[SIZE] 采集貨物信息 env_info_clien_addr storage_info storage_no[STORAGE_NUM] 所以倉庫實時信息 msg long type 消息隊列里的消息類型 19 部分全局變量描述，如表 42 所示： 表 42：部分全局變量描 述 類型 變量名 作用 pthread_cond_t cond_sqlite 數據庫線程被喚醒條件變量 cond_analysis 數據分析線程被喚醒條件變量 cond_uart_cmd M0 控制命令發送線程被喚醒條件變量 cond_client_request 處理消息隊列里請求的線程被喚醒條件變量 cond_infrared 紅外 (按鍵模擬 )監測線程被喚醒條件變量 cond_buzzer A8 蜂鳴器控制線程被喚醒條件變量 cond_led A8 LED 模塊線程被喚醒條件變量 cond_camera 攝像頭模塊控制線程被喚醒條件變量 cond_refresh 更新共享內存里的實時數據被喚醒條件變量 pthread_mutex_t mutex_slinklist 數據庫緩存互斥鎖 mutex_sqlite 數據庫線程互斥鎖 mutex_analysis 數據分析線程互斥鎖 mutex_uart_cmd M0 控制命令發送線程互斥鎖 mutex_client_request 處理消息隊列里請求的線程互斥鎖 mutex_buzzer A8 蜂鳴器控制線程互斥 鎖 mutex_led A8 LED 模塊線程互斥鎖 mutex_camera 攝像頭模塊控制線程互斥鎖 20 數據庫操作 數據庫模塊流程圖及結構圖 sqlite 數據庫流程圖 程序中各個任務線程開始運行之前，主控制程序已經開始運行了，數據庫的pthread_sqlite 線程就在其中 。用于存對數據庫操作的鏈表是由 pthread_sqlite 線程創建的，鏈表創建之后，立刻進入 while 循環。 循環過程當中， pthread_cond_wait 函數不做任何事情，進行睡眠等 待，等待喚醒函數 pthread_cond_signal 出現喚醒信號，喚醒之后再次進入 while 循環，循環過程中，還要判斷鏈表頭是不是為空。如果鏈表頭不為空，則讀取第一個節點的內容，把第一個節點中的內容拿出來，把拿出來的內容作為參數傳到 sqlite_task 函數中，數據庫操作完成之后并釋放節點，如此一直循環下去；如果鏈表頭為空，則直接跳出循環，等待其他線程下一次對它喚醒，數據庫操作流程圖如圖 52 所示： 圖 42：數據庫操作流程圖 21 sqlite_task 數據庫操作結構圖 在 pthread_sqlite 線程流程圖中，用到數據庫操作函數 sqlite_task 函數。用來讀完節點信息的數據庫操作。對數據庫的操作主要；讀取 sqlite_operation 中的成員變量來完成的。通過 sqlite_operation 中的 table_select_mask 來判斷對數據庫中的哪個表進行操作是的，通過下圖三個結構體成員來判斷，例如，更新、查看、插入等操作。如下圖 43 所示： 圖 43： sqlite_task()結構圖 數據庫表 數據庫表一，如表 43 所示： 22 表 43：倉庫環境表 temperatureMax 溫度最大值 當環境溫度大于最大值，需要發送報警信號 temperatureMin 溫度最小值 當環境溫度小于最小值，需要發送報警信號 humidityMax 濕度最大值 當環境濕度大于最大值，需要發送報警信號 humidityMin 濕度最小值 當環境濕度小于最小值，需要發送報警信號 illuminationMax 光照強度最大值 當環境光照強度大于最大值，需要發送報警信號 illuminationMin 光照強度最小值 當環境光照強度小于最小值，需要發送報警信號 username 姓名 倉庫管理者姓名 password 密碼 進入倉庫時的，需要密碼驗證 數據庫表二，如表 14 所示： 表 44：倉庫溫濕度表 temperatureVal 環境溫度值 這個一個實時數據， 1 秒采集一次 humidityVal 環境濕度值 這個一個實時數據， 1 秒采集一次 illuminationVal 環境光照強度值 這個一個實時數據， 1 秒采集一次 envTime 采集環境溫度的時間 采集環境溫度的時候，保存采集時間，方便管理者進行數據分析 數據庫表三，如表 45 所示： 表 45：倉庫貨物表 goodsId 貨物編號 貨物編號，是貨物的唯一標識 goodsCount 貨物數量 倉庫中所有貨物的數量 goodsTime 貨物入庫時間 記錄貨物入庫的時間 數據接收模塊 功能描述 用來接收采集數據端通過 Zigbee 無線傳輸設備傳輸過來的消息 ,經過服務器端接 23 收端的 Zigbee 模塊 ,再通過 USB 轉串口技術 ,而線程負責從串口讀取消息 ,并經過判斷時候把消息再傳給數據處理模塊 ,此線程并繼續從串口接收消息。 數據描述 表 46：數據接收端數據描述 類型 名稱 功能 Int dev_uart_fd 串口文件描述符 linklist linkHead 數據緩存鏈表頭 pthread_cond_t cond_analysis 數據處理模塊喚醒條件變量 pthread_m