智慧物联仓储可视化管理系统

介绍

1.项目名称：基于cortex-A7的智慧物联仓储可视化管理系统

2.开发语言：C、HTML

3.开发平台：Ubuntu-18.4 Windows10

4.linux内核版本 5.10

5.硬件平台：STM32MP157a(cortex-A7 & cortex-M4)

​ STM32MP157a由 意法半导体提供

6.开发工具：VIM、arm-linux-gnueabihf-gcc 、VSCode

关于项目：

​ 项目主要实现了 客户端登录 boa 服务端实现对仓库的信息掌握和仓库的管理 ；客户端主要由网页提供人机交互支持(HTML) ；服务端主要由 BOA 服务器提供数据交互支持，网页后台由 CGI 处理；

​ 项目主要实现了对仓库温湿度、光照、货物数量的监控(可拓展视频监控) ；实现了对环境阈值设置的功能(温度上/下限 湿度上\下限 光照强度上\下限 等) ； 实现了对仓库设备节点操作的功能(灯光、风扇、警报、数码管等设备) ； 客户端通过网页登录服务器(客户信息由sqlite3数据库管理)，可以实现对1号仓库(157a) 进行监控管理 ；

​ 当用户设置阈值时 ，通过网页传输给服务器，服务器接收到用户指令后 ，由指定CGI程序处理用户网页指令数据交由 数据处理 进程 来 处理用户指令，

以设置阈值为例：

​ 数据处理 进程 会分配对应的 线程 来处理阈值设置事件，设置完阈值后，仓库设备会根据阈值的上下限 来控制仓库设备节点(如设置温度上\下限为 30-5 摄氏度 仓库温度超过 30 摄氏度则风扇开启(降温)，低于5摄氏度led灯亮起(升温) ，并向用户发出高温警报(蜂鸣器响起) ）；

​ 用户查看仓库环境时 ，仓库要实时为用户提供当前仓库的环境数据 ， 用户控制仓库设备节点时 ，要反馈给用户操作结果

1.BOA移植

BOA 服务器是一个小巧高效的web服务器

移植步骤在 /01-boa移植/boa移植及错误解决

boa开机自启动配置 
进入~/nfs /rootfs/etc/init.d 目录下    
打开 rcS 最后一行添加  /etc/boa/boa 
1
2
3

2.SQlite3移植

移植步骤在 /02-sqlite3移植/sqlite的移植

最重要的是配置gcc编译器，链接才不会报错gcc -lsqlite3

我们参考 手册对 sqlite3 源码进行了编译 sqlite3 要运行在 157a 平台上(ARM 架构)
所以我们需要修改 Makefile 对应的编译器   ./config --host arm-linux-gnueabi --prefix ./install
--host:指定运行主机平台的  指定编译器编译源码
--prefix:指定编译好的类库二进制文件的安装路径
1
2
3
4

配置gcc编译器，链接gcc -lsqlite3不报错:

污染交叉编译器
1.将 include 目录下的 所有 .h 文件拷贝到 ~/toolchain/gcc-7.5.0/arm-linux-gnueabihf/include 下
此操作解决包含头文件的问题cp ./*.h ~/toolchain/gcc-7.5.0/arm-linux-gnueabihf/include

2.将 install 目录下的 lib 目录下的 libsqlite3.* 所有文件 拷贝到 ~/toolchain/gcc-7.5.0/arm-linux-gnueabihf/lib 下
​ 在 install/lib cp libsqlite3.* ~/toolchain/gcc-7.5.0/arm-linux-gnueabihf/lib -arf
​ 此操作解决的是 使用sqlite3 时 链接库的问题 arm-linux-gnueabihf-gcc xxx.c -o xxx -lsqlite3

3.代码构成

www :HTML网页交互

一定要注意在 拷贝 www 文件时，要注意.html文件的可执行权限

driver :驱动、设备树、内核

4.获取代码路径

解析都在代码中，帮助文档也在 1.tar.gz

1.git智慧物联仓储可视化管理系统

2.有道云：智慧物联仓储可视化管理系统

5.成果展现

1.登录页面：192.168.1.10

2.

2.1查看

按键1[KEY1]为入库操作，商品数量++，同时LED1、LED2状态发生改变

按键3[KEY3]为出库操作，商品数量–，同时LED3状态发生改变

按键2[KEY2]为切换温湿度显示操作

2.2设置阈值,超过阈值会有相应操作，如警报

2.3控制

6.分析

本项目的实现思路：
由A7主程序 读取 [ 设备节点 ] 从A7发送过来的环境信息数据和货物信息数据 写入共享内存中，
然后 网页程序(CGI)读取 共享内存 中的信息显示在网页上，
{		
	处理上层 下发的控制命令主线程: 读取消息队列msgid中的控制消息 到queuemsg,唤醒->读取数据线程1[pthr_t1]

	线程1[pthr_t1]		：通过ioctl，读取A7内核的环境信息，写入buf中，		唤醒->仓库1处理线程pthr_t2

	仓库1处理线程pthr_t2 ：存放处理后的数据到envmsg，					唤醒->共享内存线程pthr_t4

	共享内存线程pthr_t4 ： 将处理完的数据拷贝到共享内存addr，		唤醒->接收网页下发的阈值的线程pthr_t6	
	
	接收网页下发的阈值的线程pthr_t6	：  将读取息队列的(节点200)，网页设置阈值 赋值给限定阈值，便于报警线程pthr_t5使用  唤醒->报警线程pthr_t5

	报警线程pthr_t5 : 处理过限阈值，唤醒->主线程

	线程3 数码管显示温湿度 不使用信号量，不然代码执行太慢，余辉就灭了[msg.c的228行]
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------	
0.   主 线程  ->读取消息队列msgid中的控制消息 到queuemsg     唤醒->读取数据线程1[pthr_t1]

1.   读取数据线程1[pthr_t1]     ->从内核 读取数据     -> 唤醒 仓库1处理线程

		线程3 数码管显示温湿度 不使用信号量，不然代码执行太慢，余辉就灭了[msg.c的228行]

2.   仓库1处理线程       ->将内核读取的数据处理     -> 唤醒 共享内存线程

3.   刷新共享内存的线程        ->将处理完的数据拷贝到共享内存addr(上传到网页的数据,节点100) -->唤醒  接收网页下发的阈值的线程   

4.   接收网页下发的阈值的线程   ->将读取息队列的(节点200)，网页设置阈值 赋值给限定阈值    ->唤醒 报警线程

5.   报警线程                ->处理超阈值                        ->唤醒主线程
--------------------------------------------------------------	
}		
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33

本项目面试问答

1. 这个项目还可以怎么优化？

1.加装火焰传感器，

2.在msg.c文件中186行加入，实现商品数量、阈值，掉电不丢失；也就是第一次读取内核时，需要先从数据库读取商品数量，使用ioctl写入内核（在按键中断驱动key_irq.c中使用copy_from_user,初始化商品数量）

3. 本项目最大的坑:

因为我不是直接在开发板启动根目录 rootfs/ 下写代码，而是写完一个功能后，再拷贝到 rootfs/ ，
而拷贝后会改变 .html、.cgi文件的 可执行权限，这个问题坑了我整整3天
最后使用 cp -p 解决，为了保险起见又 使用 chmod +x
所以我的copy.sh 脚本文件才全是 chmod +x

#!/bin/bash
cd /home/linux/hqyj/14project/02仓储/www/cgisource

arm-linux-gnueabihf-gcc login.c cgic.c -o login.cgi  -lsqlite3  
arm-linux-gnueabihf-gcc store1.c cgic.c -o store1.cgi -lsqlite3 
arm-linux-gnueabihf-gcc operation.c cgic.c -o operation.cgi -lsqlite3 
arm-linux-gnueabihf-gcc store1_set.c cgic.c -o store1_set.cgi
arm-linux-gnueabihf-gcc store1_ctl.c cgic.c -o store1_ctl.cgi

cp login.cgi ../cgi-bin/
cp store1.cgi ../cgi-bin/
cp operation.cgi ../cgi-bin/
cp store1_set.cgi ../cgi-bin/
cp store1_ctl.cgi ../cgi-bin/

cd /home/linux/hqyj/14project/02仓储/www

arm-linux-gnueabihf-gcc project.c msg.c -o pro -lsqlite3 -lpthread

rm -rf  /home/linux/nfs/rootfs/www

cp -rfp /home/linux/hqyj/14project/02仓储/www /home/linux/nfs/rootfs/

cd /home/linux/nfs/rootfs/www/

chmod +x *

cd /home/linux/nfs/rootfs/www/cgi-bin/

chmod +x *

cd /home/linux/nfs/rootfs/www/cgisource/

chmod +x *
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34

看看这问题别人如何解决的：
1.修改其权限，这一步非常重要，我就是因为这一步走了很多弯路
2.cp -p命令保留文件权限

4. 使用全局变量的坑

共享的全局变量，在头文件里声明为extern的：不要初始化值

extern int g; // 注意，不要初始化值！
1

extern int g=0;错误

5. shmat返回值

// create_mem()函数用于创建共享内存，首先使用ftok函数生成一个key，然后使用shmget函数创建一个共享内存段，最后使用shmat函数将共享内存段映射到进程的地址空间，并返回指向共享内存段的指针。
char*create_mem()
{
    key_t key = ftok("/root/",'z');
    int shmid = shmget(key,sizeof(char)*128,IPC_CREAT);
    char* share_me =(char *)shmat(shmid, 0, 0);
    return share_me;
}

char* share_me=create_mem();
//在函数create_mem()中，share_me指针是一个局部变量，在函数结束后，share_me指针所指向的内存空间会被释放，但是由于share_me指针指向的是共享内存段，所以即使函数结束，share_me指针仍然可以访问共享内存段，因此不会报错。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

• create_mem()函数返回的是 指向共享内存段的指针，也就是一个地址值
• 区分：

char *GetMemory(void)
{
    char p[] = "hello world";
    return p; /* char *p = (char *)malloc(100);strcpy(p,"Hello World!");这才是对的*/
}//因为p的生命周期在GetMemory函数执行完了就被销毁了，str指向的是个野指针
void Test(void)
{
    char *str = NULL;
    str = GetMemory();
    printf(str);
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11