1、項目組員：項目組員： 董亞軍董亞軍 郝賢森郝賢森 趙星達趙星達 姜兆勇姜兆勇 張超張超 劉繼琛劉繼琛 張立東張立東匯報人：匯報人：董亞軍董亞軍項目分工：項目分工：n主線程：董亞軍郝賢森n系統移植：趙星達nM0：張立東 姜兆勇nWeb、CGI：劉繼琛 張超物聯網介紹物聯網介紹n物聯網是新一代信息技術的重要組成部分。其英文名稱是“The Internet of things”。由此，顧名思義，“物聯網就是物物相連的互聯網”。這有兩層意思：第一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。物聯網就是“物物相連

2、的互聯網”。物聯網通過智能感知、識別技術與普適計算、泛在網絡的融合應用，被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮。物聯網是互聯網的應用拓展，與其說物聯網是網絡，不如說物聯網是業務和應用。因此，應用創新是物聯網發展的核心，以用戶體驗為核心的創新2.0是物聯網發展的靈魂。物聯網定義物聯網定義n最初在1999年提出：即通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器、氣體感應器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。簡而言之，物聯網就是“物物相連的互聯網”。物聯網定義物聯網定義n 中

3、國物聯網校企聯盟將物聯網的定義為當下幾乎所有技術與計算機、互聯網技術的結合，實現物體與物體之間：環境以及狀態信息實時的實時共享以及智能化的收集、傳遞、處理、執行。廣義上說，當下涉及到信息技術的應用，都可以納入物聯網的范疇。項目總流程項目總流程項目簡介項目簡介n 通過web端遠程訪問服務器，達到對數據的采集，查看實時的倉庫信息。發生異常時進行報警、做出相應的處理。n 通過web端遠程控制，當貨物的進出倉庫時進行記錄。n n 這個方案主要用到了下面的技術：物聯網倉儲系統設計的技術物聯網倉儲系統設計的技術 Linux設備驅動 Zigbee無線技術與RFID技術 傳感器技術（溫度、光線、濕度、重力感應

4、等） Cortex-M0 ARM 微控制器技術 I2C、SPI、中斷、單總線、A/D、PWM、UART等多種接口技術 監控及視頻流處理技術 GPRS遠程報警技術（未完成） 嵌入式Web服務器技術 處理客戶請求（CGI）技術 數據庫技術（sqlite3） wifi技術（sqlite3）（未完成） html頁面顯示技術全局結構體定義全局結構體定義n/倉庫貨物信息nstruct storage_goods_infonnunsigned char goods_type;/貨物類型，用數字表示nunsigned int goods_count;/貨物數量n;全局結構體定義全局結構體定義n/某個倉庫的全部

5、信息nstruct storage_infonnunsigned char storage_status; nunsigned char led_status;nunsigned char buzzer_status;nunsigned char fan_status;nunsigned char seg_status;nsigned char x;nsigned char y;nsigned char z;nfloat temperature;nfloat temperatureMIN;全局結構體定義全局結構體定義nfloat temperatureMAX;nfloat humidity;n

6、float humidityMIN;nfloat humidityMAX;nfloat illumination;nfloat illuminationMIN;nfloat illuminationMAX;nfloat battery;nfloat adc;nstruct storage_goods_info goods_infoGOODS_NUM;n;全局結構體定義全局結構體定義n/所有倉庫的信息結構體nstruct env_info_clien_addrnnstruct storage_info storage_noSTORAGE_NUM;n;n/消息隊列結構體nstruct msgnnl

7、ong type;/從消息隊列接收消息時用于判斷的消息類型nlong msgtype;/具體的消息類型nunsigned char textQUEUE_MSG_LEN;/消息正文n;用到的線程用到的線程n其中用到的線程如下：npthread_client_request():處理消息隊列里請求的線程.npthread_refresh():更新共享內存里的實時數據.npthread_sqlite():數據庫線程.npthread_transfer():接收M0數據線程.npthread_analysis():M0數據分析線程.npthread_sms():短信模塊控制線程.（未使用）npthre

8、ad_buzzer():A9蜂鳴器控制線程.npthread_led():A9LED模塊線程.npthread_camera():攝像頭模塊控制線程.線程和進程的區別：線程和進程的區別：n線程：是一種輕量級進程，線程存在于進程中。n 線程和進程一樣都會被操作系統調度（時間片）n 通常線程指的是共享相同地址空間的多個任務。n線程優勢：線程運行時，相互切換效率高；線程之間共享數據很方便。n進程擁有獨立的運行空間，一個進程崩潰后，在保護模式下并不會影響其他的進程。一個進程中可以包含有多個線程，而一個線程只能包含在進程中。一個線程擁有自己獨有的局部變量棧，但是沒有獨立的空間，一個進程中多個線程共同共享

9、一塊資源，因此當一個線程崩潰后此進程也會崩潰。因此多進程要比多線程健壯性要好，但是，多進程效率比較低。當需要并行操作和共享某些變量最好使用多線程的模式。線程線程n創建：創建一個線程nint pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t n *attr, void * (* routine)(void *), void *arg)n參數：thread, 線程的標識符（類似于進程的pid號）n attr, 用于指定創建的線程的屬性， 通常為NULL（不需要設置）n routine， 函數指針，該函數就是線程主體n arg, 就是傳遞給

10、函數的參數。n返回值：成功返回0， 失敗返回非負的錯誤號線程線程n int pthread_exit(void *value_ptr) n 功能：只會導致當前線程的退出函數n 參數：就是傳遞的退出狀態（指針）n 通常使用： pthread_exit(0); n返回值：成功返回0， 失敗返回非負的錯誤號n進程對已經退出的線程必須要做回收線程資源的操作（否則會產生僵尸線程）nint pthread_join(pthread_t thread, void *value_ptr) n功能：阻塞等待回收退出的線程的資源n參數： thread, 就是指定要回收的線程資源n value_ptr, 就是接收到

11、線程的退出狀態。n返回值：成功返回0， 失敗返回非負的錯誤號 線程的控制線程的控制n控制線程： n互斥鎖 ：主要用來保護臨界資源（可是變量，后者是代碼段）n 任何時刻最多只能有一個線程能訪問該資源n相關函數接口：nint pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, pthread_mutexattr_t *attr)n功能：鎖的初始化函數，即生成一把鎖n參數： mutex, 是鎖的標識符n attr， 設置鎖的屬性， 通常為NULL。n返回值： 返回值：成功返回0， 失敗返回非負的錯誤號 線程控制線程控制nint pthread_mutex_lock(

12、pthread_mutex_t *mutex)p功能：阻塞等待直到這把鎖申請成功為止，對臨界資源進行上鎖操作p參數： mutex， 就是指定的一把鎖 p返回值：成功返回0， 失敗返回非負的錯誤號nint pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex) p功能：對臨界資源進行解鎖操作p參數： mutex， 就是指定要解開的鎖 p返回值：成功返回0， 失敗返回非負的錯誤號 nint pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);p功能：銷毀一把指定的鎖p參數： mutex， 就是指定要銷毀的鎖 p返回值：成功返

13、回0， 失敗返回非負的錯誤號注意： 為了避免死鎖：在申請多把鎖時，所有的線程都按照同樣的順序去申請。線程之間的通信線程之間的通信-條件變量條件變量 int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond,const pthread_condattr_t *restrict attr);n 功能：初始化一個條件變量n 參數：cond, 就是條件變量的標識符n attr, 通常為NULL即可n 返回值：成功返回0， 失敗返回非負的錯誤號 nint pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond, pth

14、read_mutex_t *restrict mutex);n功能：條件睡眠，直到被指定的條件喚醒為止n參數： cond, 就是指定睡眠 條件，將來被喚醒時也必須滿足該條件n mutex, 該函數睡眠時必須提前加上一把鎖n 注意：該睡眠函數調用之前必須先加上一把鎖，然后進入睡眠，然后該函數內部n 將鎖解開；當該函數被喚醒時，需要重新加上這把鎖，如果發現這把鎖被其他線程n 占用，那么該函數的喚醒操作就失敗了，繼續睡眠。 n返回值：成功返回0， 失敗返回非負的錯誤號 線程之間的通信線程之間的通信-條件變量條件變量nint pthread_cond_signal(pthread_cond_t *co

15、nd);n功能：就是喚醒睡眠在cond條件上的線程，但是只能喚醒一個線程n參數： cond, 就是指定要喚醒的條件n返回值：成功返回0， 失敗返回非負的錯誤號 nint pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);n功能：喚醒所有睡眠這個條件上的線程nint pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);n功能：就是銷毀條件變量 處理消息隊列請求線程處理消息隊列請求線程消息對列消息對列n創建/打開消息隊列對象nint msgget(key_t key, int flag);n參數：key, ftok()函數的

16、返回值，用于確保多個進程操作同一個消息隊列n flag, IPC_CREAT IPC_EXCL 和共享內存一樣n返回值：成功返回消息隊列的標識符， 失敗-1n比如：msgget(key, IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666)；消息對列消息對列nint msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);n參數：msgid, msgget的返回值n msgp, 要發送的數據的指針，有指定的數據格式。n struct msgbuf n long mtype; /* message type, must be 0 *

17、/n 數據類型，可以自定義； /* message data */n int a; char b; float f;n ;n msgsz, 發送的消息的正文的長度 = sizeof(struct msgbuf) - sizeof(long)n msgflg,IPC_NOWAIT 以非阻塞方式發送消息，如果發送不成功，那么不會阻塞，立刻返回。n 0（常用）， 以阻塞方式發送消息，如果發送不成功，那么阻塞等待，直到發送成功為止。n返回值：成功0， 失敗-1消息隊列消息隊列nssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp

18、, int msgflg);n參數：msqid, msgget的返回值n msgp, 用于接收讀取到的消息，固定格式，必須和發送的類型保持一致。n msgsz, 仍然要接收的消息的正文長度n msgtyp, n 0, 表示讀取第一條消息n 0, 表示讀取指定類型消息(最常用)n 0, 接收消息隊列中類型值不小于msgtyp的絕對值且類型值又最小的消息n msgflg,n IPC_NOWAIT 以非阻塞方式接收消息，如果接收不成功，那么不會阻塞，立刻返回。n 0（常用）， 以阻塞方式接收消息，如果接收不成功，那么阻塞等待，直到接收成功為止。n返回值：實際接收到的消息的正文的字節個數 ， 失敗-1

19、. 消息對列消息對列n消息隊列的控制函數nint msgctl ( int msgqid, int cmd, struct msqid_ds *buf );n參數：n msgqid, 就是控制的消息隊列n cmd : n IPC_STAT (獲取對象屬性), 屬性保存在第三個參數上n IPC_SET (設置對象屬性)，第三個參數保存的是要修改的屬性n IPC_RMID (刪除對象)， 此時第三個參數為NULL即可n返回值：返回值和cmd有關系， 失敗-1.共享內存共享內存共享內存共享內存n共享內存：是一種最為高效的進程間通信方式，進程可以直接讀寫內存，而不需要任何數據的拷貝n注意：由于多個進程

20、共享一段內存，因此也需要依靠某種同步機制來控制對它的寫操作，如互斥鎖和信號量等 n#include nkey_t ftok(const char *pathname, int proj_id);n功能：就是生成key值。n參數：pathname, 任意一個存在的路徑都可以n proj_id, 只要低8位（二進制）不全為0的數都可以n返回值：成功key值， 失敗-1. n比如：key = ftok(., a);共享內存共享內存n創建/打開共享內存：創建于當前系統上，保存到系統關閉為止。nint shmget(key_t key, int size, int shmflg);n參數：key, 用于

21、唯一的標識一塊共享內存，將來其他進程需要使用一樣的key值。n IPC_PRIVATE，表示該物理空間只能自己用，無法和其他進程共享。n ftok()函數的返回值n size, 要申請的共享內存物理空間， /usr/inclue/linux/shm.h中包含限制n shmflg, IPC_CREAT IPC_EXCLnIPC_CREAT 如果共享內存不存在，則創建一個共享內存，否則打開操作。n IPC_EXCL 只有在共享內存不存在的時候，新的共享內存才建立，否則就產生錯誤。n返回值：就是共享內存的標識符（大于0），失敗-1. n比如：key = ftok(., a);nint shmid;n

22、shmid = shmget(key, 512, IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666)；共享內存共享內存n映射共享內存，即把指定的共享內存映射到進程的地址空間用于訪問nvoid *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);n參數：shmid, 就是shmget的返回值n shmaddr, 用于指定共享內存映射到當前進程的那個起始地址上n 如果為NULL， 那么系統幫助進程分配（最常用）n 如果非NULL， 那么就是自己指定（必須保證這塊空間沒有被使用）n shmflg, 指定進程對該內存區域的讀寫權限n 如果為SHM_RDO

23、NLY ，那么當前進程只讀n 如果為0， 那么當前進程可讀可寫（最常用）n返回值：返回當前進程和共享內存映射后的起始地址n 失敗返回的為（void*）（-1）共享內存共享內存n撤銷共享內存映射nint shmdt(const void *shmaddr);p參數：shmaddr, 就是shmat的返回值p返回值：成功0， 失敗-1p操作共享內存對象nint shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf); / 獲取共享內存的狀態，并把相關的屬性賦值給bufp功能：控制共享內存對象p參數： shmid, shmget的返回值n cmd : IPC

24、_STAT (獲取對象屬性), 屬性保存在第三個參數上n IPC_SET (設置對象屬性)，第三個參數保存的是要修改的屬性n IPC_RMID (刪除對象)， 此時第三個參數為NULL即可p返回值：返回值和cmd有關系， 失敗-1.n比如：shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL); 訪問共享內存訪問共享內存n創建/打開信號量集合nint semget(key_t key, int nsems, int semflg);n參數：n key, ftok()返回值n nsems, 指定的信號量集合中的信號量個數n semflg, n IPC_CREATn IPC_EXCLnIPC_

25、CREAT 如果共享內存不存在，則創建一個共享內存，否則打開操作。n IPC_EXCL 只有在共享內存不存在的時候，新的共享內存才建立，否則就產生錯誤。n返回值：返回該集合的標識符，失敗-1. nint semctl(int semid, int semnum, int cmd, .);p功能：信號量集合的控制p參數：semid, 指定要操作的集合n semnum, 要操作的信號量的編號，編號從0開始n cmd,GETVAL：獲取信號燈的值, 返回值是獲得值。n 比如：value = semctl(semid, 0, GETVAL)；n SETVAL：設置信號燈的值，需要用到第四個參數。因此在

26、設置信號燈的值時應該及時的設置共用體semun的值n 第四個參數類型如下： n union semun n int val; /* Value for SETVAL */n struct semid_ds *buf; /* Buffer for IPC_STAT, IPC_SET */n unsigned short *array; /* Array for GETALL, SETALL */n struct seminfo *_buf; /* Buffer for IPC_INFOn (Linux-specific) */n ;nint semop ( int semid, struct s

27、embuf *opsptr, unsigned nops);n功能：就是對信號量集合中的信號量進行PV操作n參數： semid, 指定要操作的集合n opsptr,n struct sembufn unsigned short sem_num; /* semaphore number */n short sem_op; /* semaphore operation */n short sem_flg; /* operation flags */n ;n 成員分析：n sem_num 表示要操作的信號量的編號n sem_op, 表示進行P或者V操作， 比如：sem_op = 10(+10)n s

28、em_op = -10(-10)n sem_op = 0, 那么semop函數會等到該信號量的值變為0為止。n sem_flg, 0(最常用的)，表示semop函數的操作是阻塞的，直到成功為止。n IPC_NOWAIT，表示semop函數的操作是非阻塞的，如果操作沒有成功，立刻返回。n SEM_UNDO（不常用），設置只對當前進程有效，不會保存到系統的信號量集合中。n nops, 調用一次semop要操作的信號量的個數n返回值：成功0， 失敗-1 linux 管道、消息隊列、共享內存的對比管道、消息隊列、共享內存的對比 n管道的優點是不需要加鎖，缺點是默認緩沖區太小，只有4K，同時只適合父子進

29、程間通信，而且一個管道只適合單向通信，如果要雙向通信需要建立兩個。而且不適合多個子進程，因為消息會亂，它的發送接收機制是用read/write這種適用流的，缺點是數據本身沒有邊界，需要應用程序自己解釋，而一般消息大多是一個固定長的消息頭，和一個變長的消息體，一個子進程從管道read到消息頭后，消息體可能被別的子進程接收到linux 管道、消息隊列、共享內存的對比管道、消息隊列、共享內存的對比 n消息隊列也不要加鎖，默認緩沖區和單消息上限都要大一些，在我的suse10上是64K，它并不局限于父子進程間通信，只要一個相同的key，就可以讓不同的進程定位到同一個消息隊列上，它也可以用來給雙向通信，不過稍微加個標識，可以通過消息中的type進行區分，比如一個任務分派進程，創建了若干個執行子進程，不管是父進程發送分派任務的消息，還是子進程發送任務執行的消息，都將type設置為目標進程的pid，因為msgrcv可以指定只接收消息類型為type的消息，這樣就實現了子進程只接收自己的任務，父進程只接收任務結果linux 管道、消息隊列、共享內存的對比管道、消息隊列、共享內存的對比 n