物流系統(tǒng)中移動POS終端的設(shè)計與實現(xiàn)

文章出處：http://m.dipdnbxp.cn 作者：許德剛孫會峰甄彤   人氣： 發(fā)表時間：2011年12月08日

　　引言 

　　在物流管理中．信息系統(tǒng)越來越強(qiáng)化物流企業(yè)和貨主之間的聯(lián)接，以實現(xiàn)高品質(zhì)服務(wù)和低成本的運(yùn)作。對此，推廣手持式數(shù)據(jù)終端(移動POS機(jī))和條形碼在流通領(lǐng)域的應(yīng)用，既可以實現(xiàn)高質(zhì)量的配送管理，又可對配送中心的貨物進(jìn)行隨時動態(tài)追蹤管理．并可以根據(jù)所獲知的數(shù)據(jù)進(jìn)行市場分析和市場預(yù)測等方面的信息支持。 

　　文章是以河南省圖書批發(fā)中心的移動電子商務(wù)系統(tǒng)為背景，該系統(tǒng)利用了條形碼作為物流信息的載體，將經(jīng)銷網(wǎng)絡(luò)中的圖書以本為單位進(jìn)行貼標(biāo)，從而實現(xiàn)了對圖書物流信息的跟蹤，并利用移動POS機(jī)作為信息采集設(shè)備，對物流信息和圖書經(jīng)銷網(wǎng)點(diǎn)需求進(jìn)行收集、整理和分析預(yù)測的。 

　　1 業(yè)務(wù)流程 

　　以WAP協(xié)議應(yīng)用模型為基礎(chǔ)，將現(xiàn)有的POS機(jī)升級為支持WAP協(xié)議的無線移動終端。利用現(xiàn)用的無線通信網(wǎng)絡(luò)。通過WAP協(xié)議應(yīng)用網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)與連在Internet上業(yè)務(wù)服務(wù)器進(jìn)行交互。為了完成支付功能，作為可信任的第三方的安全認(rèn)證中心由中國金融認(rèn)證中心CA來承擔(dān)。原有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)將通過虛擬專有網(wǎng)VPN來與本地銀行支付網(wǎng)關(guān)建立連接。系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程如圖1。
  

圖1 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

　　系統(tǒng)的整個業(yè)務(wù)流程是以本地業(yè)務(wù)服務(wù)器為中心的。服務(wù)的對象也是本地的圖書經(jīng)銷商。從持有無線移動終端設(shè)備的圖書銷售人員來看，整個無線支付系統(tǒng)可以實現(xiàn)以下功能： 
　　1．銷售人員打開WAP無線終端設(shè)備，首先校驗操作員開機(jī)PIN碼，成功則無線終端設(shè)備進(jìn)入工作狀態(tài)； 
　　2．銷售人員選擇無線支付菜單，進(jìn)入無線支付功能模塊： 
　　3,WAP無線終端設(shè)備向本地WAP應(yīng)用服務(wù)器發(fā)起連接請求，請求與服務(wù)器建立WTLS第二類服務(wù)連接，如果成功建立連接，可以利用WAP無線終端設(shè)備微瀏覽器瀏覽服務(wù)器頁面； 
　　4．頁面提示錄ev(掃描1網(wǎng)點(diǎn)編號，提交信息； 
　　5．瀏覽器進(jìn)入圖書經(jīng)銷商信息頁面，選擇應(yīng)繳費(fèi)用選項； 
　　6．進(jìn)入填寫繳費(fèi)單頁面，輸ev(錄入1圖書經(jīng)銷商銀行卡賬 號，密碼；提交表單： 
　　7．返回提交結(jié)果，成功則打印成功支付收據(jù)，不成功，打印不成功收據(jù)。 

　　2 框架結(jié)構(gòu) 

　　整個系統(tǒng)包括無線部分和有線部分兩部分，無線終端經(jīng)過WAP網(wǎng)關(guān)透明地與Web服務(wù)器進(jìn)行通信，訪問本地圖書銷售系統(tǒng)的web業(yè)務(wù)服務(wù)器。圖2給出了一個無線支付系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)，從圖可以看出，整個系統(tǒng)是一個易擴(kuò)展的平臺，支付應(yīng)用只是系統(tǒng)可以支持業(yè)務(wù)的一部分，其他業(yè)務(wù)可以很容易的擴(kuò)展到這個系統(tǒng)中：并且，利用XML技術(shù)我們可以實現(xiàn)對不同接人設(shè)備瀏覽器的自動適配。圖中還給出了無線支付應(yīng)用的結(jié)構(gòu)。 

　　整個系統(tǒng)的安全是基于WPKI的，WAP終端設(shè)備、WAP網(wǎng)關(guān)以及WAP應(yīng)用服務(wù)器都保存著各自的證書；從WAP終端設(shè)備到WAP網(wǎng)關(guān)可以實現(xiàn)WTLS協(xié)議的安全連接，同時利用無線認(rèn)證中心：WAP網(wǎng)關(guān)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)Web服務(wù)器利用SSL協(xié)議進(jìn)行安全連接，同樣可以利用雙方的證書保證身份。

圖2系統(tǒng)框架

　　3 WAP終端設(shè)備實現(xiàn) 

　　3．1 WAP終端設(shè)備硬件 

　　WAP終端設(shè)備硬件使用的是杭州中恒出品的移動POS機(jī)一LU3210型條形碼移動數(shù)據(jù)采集終端機(jī)，產(chǎn)品體積小，重量輕便于攜帶．抗震防摔，防塵防水，穩(wěn)定可靠耗電量低，并可以兼用5號電池。它在條形碼圖象信號濾波技術(shù)方面，采用了分形插值方法，提高了邊緣效應(yīng)和峰值重現(xiàn)能力：在二維碼數(shù)據(jù)編碼生成和識讀器匹配的糾錯技術(shù)方面．采用了RS控制碼算法，提高了識讀匹配的容錯性。在本系統(tǒng)中要實現(xiàn)無線功能，需在LU3210的基礎(chǔ)上，我們進(jìn)行相應(yīng)的硬件升級，如：增加GSM(支持GPRS，WAP協(xié)議棧)射頻通信模塊，熱敏打印機(jī)，磁條卡識讀器。 
   
　　系統(tǒng)中GSM射頻通信模塊是一個新硬件，并且在本系統(tǒng)中有很大的作用．GSM 模塊由幾個不同功能的模塊組成．大部分都是基本模塊：包括電源管理。語音編解碼器，電路接口，GSM核心模塊．象WAP協(xié)議模塊和GPS等模塊屬于可選模塊．當(dāng)然還可以根據(jù)需要擴(kuò)展其他如藍(lán)牙等。對于GSM模塊，選擇合適的物理尺寸也是很重要的。對于手持設(shè)備，合適的尺寸是指易于攜帶的。適于安裝的。圖3中給出的是Xircom公司的一種GPRS模塊。對于手持無線終端設(shè)備，我們還要考慮的是電力的消耗。通常的手機(jī)電池可以使手機(jī)帶電大約～ 周時間．對于移動設(shè)備至少應(yīng)該達(dá)到這個水平。如果帶電時間太短會給用戶帶來很多不必要的麻煩，降低了設(shè)備的可用性。這里的SIM卡首先是GPRS終端設(shè)備的用戶識別卡，并且應(yīng)該是實現(xiàn)WAP協(xié)議安全保證的根本。內(nèi)存和Flash R0M是成本考慮的另一個方面。對于手持無線終端設(shè)備，對數(shù)據(jù)存儲和運(yùn)算量都不是很大，可以酌情考慮系統(tǒng)的要求。 

　　3．2 WAP終端設(shè)備軟件系統(tǒng) 

　　隨著微處理器的產(chǎn)生，價格低廉、結(jié)構(gòu)小巧的CPU和外設(shè)連接提供了穩(wěn)定可靠的硬件架構(gòu)，那么限制嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸就突出表現(xiàn)在了軟件方面。嵌入式系統(tǒng)(Embedded Systems1被定義為：以應(yīng)用為中心，以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁減，適應(yīng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng)。實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)，我們可以選擇相應(yīng)體系的微控制器(Microcontroller Unit：MCU)，這里，我們可以直接使用X86體系的編譯器對Linux核心源代碼直接進(jìn)行編譯及剪裁。
 
　　通常嵌入式Linux被燒錄在Flash Memory中．可以避免掉電 的影響。系統(tǒng)加電啟動后．程序?qū)腇lash Memory加載到RAM中 執(zhí)行。由于Linux是開放原代碼的自由軟件，我們可以根據(jù)應(yīng)用系 統(tǒng)設(shè)計的具體需要對Linux內(nèi)核源代碼進(jìn)行修改并重新編譯。系 統(tǒng)實現(xiàn)步驟：重新編譯Linux內(nèi)核．去掉內(nèi)核中的模塊：編 寫B(tài)oot Loader．制作Boot R0M用于加載嵌入式Linux內(nèi)核到內(nèi) 存中；重新設(shè)計各種設(shè)備驅(qū)動程序；設(shè)計嵌入式Linux應(yīng)用程序， 負(fù)責(zé)指定的功能。嵌入式Linux系統(tǒng)執(zhí)行流程如圖所示。 

圖３嵌入式Linux系統(tǒng)執(zhí)行流程圖

　　這里．整個的開發(fā)工作涉及到以下三個方面：1．16位和32 位嵌入式處理器硬件應(yīng)用設(shè)計技術(shù)；2．嵌入式處理器上的嵌入 式操作系統(tǒng)軟件的定制；3．應(yīng)用程序開發(fā)。 

　　針對我們的系統(tǒng)。我們還需要安裝一個微瀏覽器，作為 WAP應(yīng)用中的客戶端?；谇度胧絃inux的微瀏覽器產(chǎn)品有很 多．這里采用移軟科技(南京1有限公司的基于嵌入式Linux微瀏 覽器。這是一個專為移動終端、掌上電腦等移動設(shè)備開發(fā)的微 型瀏覽器．可同時瀏覽Web和WAP兩種內(nèi)容的網(wǎng)頁，全面支 持HTML和WML標(biāo)準(zhǔn)。極容易移植到其它操作系統(tǒng)中；核心代 碼由標(biāo)準(zhǔn)C語言寫成適用于存儲空間較小的移動終端，內(nèi)核占 用空間僅250K，運(yùn)行內(nèi)存只需32K RAM；支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸安全可 靠．支持HTrP 1．1及WSP，WTP等所有WAP協(xié)議；與硬件結(jié)合 的兼容性強(qiáng)，底層WDP可支持GSM／CDMA；不但適合現(xiàn)在的移 動設(shè)備．也適合未來的移動設(shè)備．隨著無線傳輸帶寬增加，移動 設(shè)備將可瀏覽傳統(tǒng)的Web站點(diǎn)．本產(chǎn)品二者兼容。
 
　　4 WAP網(wǎng)關(guān)的實現(xiàn)
 
　　在WAP的編程模型中，客戶端f無線終端)與服務(wù)器分別處 在不同的網(wǎng)絡(luò)中．并使用不同的通信協(xié)議，為此引入了WAP網(wǎng) 關(guān)以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連及協(xié)議轉(zhuǎn)換等其它功能。WAP被設(shè)計成一 個有著廣泛的適用性和充分的包容性的應(yīng)用協(xié)議，這其中重要 的一點(diǎn)就是它能適用于任何現(xiàn)有的、或計劃中的無線承載業(yè)務(wù)。不同承載業(yè)務(wù)有著不同的服務(wù)質(zhì)量，其傳輸吞吐量、誤碼率及時延等指標(biāo)各不相同，WAP必須能補(bǔ)償或容忍這些不同。因目前移動網(wǎng)絡(luò)大多為GSM 系統(tǒng)． 因此，實現(xiàn)時我們主要考慮WAP網(wǎng)關(guān)在GSM 網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用。WAP網(wǎng)關(guān)在網(wǎng)絡(luò)中處于連接GSM與Internet的位置。它一方面通過GSM 的承載業(yè)務(wù)．如短消息業(yè)務(wù)、GPRS等，以連接客戶端：另一方面連接Internet，以訪問內(nèi)容服務(wù)器。各大手機(jī)廠商都有自己的WAP網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，在國內(nèi)電信部門使用較多是Nokia，Motorola和Phode．corn的網(wǎng)關(guān)，它們的功能比較完善，技術(shù)支持力量雄厚，但價格極高，對于普通的企業(yè)來說是無法承受的。這里采用國際流行的Infinite網(wǎng)關(guān)作為可選的方案 Infinite Enterprise Server是從1999年8月開始商業(yè)化的．提供最流行和廣泛使用的WAP Server，已經(jīng)被歐洲和亞洲許多大型企業(yè)和移動商選用。Inifinite WAPServer可以同時支持ISP、移動用戶和企業(yè)用戶?？梢蕴峁╇娮余]件和其他Intemet或者Intranet的服務(wù)。最新的版本支持WML Script和可選的WTLS加密。
 
　　5 結(jié)束語
 
　　本文作者的創(chuàng)新點(diǎn)是：根據(jù)本系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程，以及嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的具體特點(diǎn)，給出了系統(tǒng)所用的軟、硬件終端以及WAP網(wǎng)關(guān)的解決方案。本系統(tǒng)應(yīng)用靈活、體積小、通用性高和可靠性強(qiáng)，有很強(qiáng)的實用性和經(jīng)濟(jì)價值。下一步的工作主要是針對圖書批發(fā)中心的需求進(jìn)行功能擴(kuò)展，并且把整個系統(tǒng)納入批發(fā)中心的信息系統(tǒng)中。