物联网手持移动终端开发与应用(邵九洲)卓享科技思必拓物联43.docx

密级： 保密期限： 工程硕士研究生学位论文 题目：物联网手持移动设备开发与应用学 号： 05G0708 姓 名： 邵九洲 专 业： 电子与通信工程 导 师： 陈德荣 学 院： 网络/继续教育学院 二O一一年六月十日独创性或创新性声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何奉献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料假设有不实之处，本人承当一切相关责任。本人签名： 日期： 关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保存和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或局部内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后遵守此规定保密论文注释：本学位论文属于保密在 年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。本人签名： 日期： 导师签名： 日期： 摘要物联网IOT是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业又一次新的信息化浪潮，是将信息化技术的应用更加全面地为人类生活和生产效劳的信息化大升级。物联网技术的应用已成为推动信息化开展和产业变革的重要力量，开发应用前景巨大。本文首先介绍了物联网的概念、根本内涵和特征、物联网技术和根本应用；在此根底上，阐述了物联网手持移动设备的产品定义与设计方法，不同的应用环境与手持移动终端产品形态的对应关系，介绍了终端设备产品的市场定位与一般的效劳模式；在产品技术开发层面，从软硬件角度讨论和研究了物联网手持移动设备使用的嵌入式系统及其电路设计，包括3G与Wi-Fi无线通信、一维码与二维码条码识别、高频与超高频射频识别、低功耗系统电源管理和GPS技术等；最后，结合实际物联网系统的设计与实施，给出了物联网手持移动终端应用与解决方案案例，说明了物联网移动手持终端的应用领域及典型的业务逻辑，为物联网移动数据节点的设计和应用提供参考。关键词：物联网，无线传感器网络，手持移动设备，个人数字助理，射频识别。注：“思必拓为北京卓享智和科技简称“卓享科技 geofanci 注册商标，意为思索必先开拓，思必拓专注移动物联网。本文作者邵九洲为卓享科技创始人和执行董事。AbstractInternet of ThingsIOTis another wave of new information technology of the world information industry after the computer, Internet and mobile communication network. It is a large-scale update in applying information technology in the field of human life and production services. IOT technology has become an important force to make various industries more efficient and its according market prospects are huge.This paper firstly introduces the concept, basic characteristics, technology and application of IOT. Secondly, the product definition and design method of IOT hand-held mobile devices is analyzed, different types of products for different application fields. Then, the Embedded system and circuit design method of IOT hand-held mobile devices is studied, including 3G and Wi-Fi wireless communication, Code Identification of 1D and 2D barcode, HF and UHF RFID and GPS technology. Finally, take practical IOT systems for example; the paper studies the application and solutions of IOT hand-held mobile devices. This paper aims to provide reference for the design and application of mobile data nodes of IOT.Key words: Internet of Things, Wireless Sensor Networks, Handheld mobile devices, Personal Digital Assistant, Radio Frequency Identification.目录摘要III目录V第一章绪论1物联网概述1根本内涵和根本特征2物联网的应用4物联网技术6本文的结构和安排8第二章物联网手持移动设备的产品定义与设计9提供标准化的行业终端9二维码移动识读产品MT0610便携平板Smartbook系列13桌面媒体产品MID7015为专有需求客户提供定制效劳18专柜进销存终端、柜台会员媒体终端18多功能警务通终端20第三章物联网手持移动设备嵌入式系统及电路设计22软硬件平台介绍22Marvell PXA310处理器介绍22多功能移动数据终端MT02硬件系统介绍23Marvell最新通讯应用处理器PXA910介绍24手持移动设备关键技术与电路设计25Ev-Do无线数据通信26条码识读引擎27射频识别模组30GPS定位技术31电源管理与动态主频控制32手持移动设备特性总结34手持移动设备规格和编号35第四章物联网手持移动终端应用与解决方案37*酒店现场移动作业管理系统37工程背景37功能需求描述38网络传输与流量39网络架构图40系统架构图40快消品行业销售管家41工程简介41.2管理系统43GPS铁路巡检系统44工程简介44体系结构44技术路线45可视化管理45中国移动亲情通位置效劳47LBS在个人家庭中的应用47老年人操作平台窗口48儿童操作平台窗口49宠物宝平台界面50系统总体架构和平台设计51定位功能演示52第五章结束语54参考文献55致谢58第一章 绪论1.1 物联网概述物联网The Internet of things是新一代信息技术的重要组成局部。它是通过射频识别RFID、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络1-5。图1-1物联网示意“物联网起源于射频识别技术Radio Frequency Identification，RFID对客观物体进行标识并利用网络进行数据交换这一概念，并不断扩充、延展、完善而逐步形成。中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心主任刘海涛认为，物联网和传感网是从不同角度对同一概念的描述，从技术角度叫传感网，从用户和产业角度又叫物联网。物物互联的精髓是感知，感知包括传感器的信号采集、协同处理、智能组网、甚至信息效劳，以到达控制、指挥的目的。所谓“泛在网，也就是无所不在的网络社会，包括现在和未来的所有的网络互联、互通和共融。“智慧地球的核心，就是“更透彻的感知、更全面的互联互通和更深入的智能化。“泛在网和“智慧地球的核心内容是物联网6-9。2010年3月9日，我国物联网标准联合工作组筹备会议在北京召开。中国物联网标准联合工作组由工信部电子标签标准工作组、资源共享协同效劳标准工作组，以及全国信息技术标准化技术委员会传感器网络标准工作组、全国工业过程测量和控制标准化技术委员会共同倡导并发起1011。联合工作组将整合国内物联网相关标准化资源，联合产业各方共同开展物联网技术的研究，推进物联网标准化工作，加快制定符合我国开展需求的物联网技术标准，为政府部门的物联网产业开展决策提供全面的技术和标准化效劳支撑；紧紧围绕物联网开展需求，统筹规划，整合资源，坚持自主创新与开放兼容相结合的标准战略，加快推进物联网国家标准体系的建设和相关国家标准的制定，同时积极参与相关国际标准的制定，以掌握开展的主动权11。如今，物联网被看作是推动信息领域的一次重大开展和变革机遇，世界先进国家都对物联网技术开展高度重视，可以说物联网的广泛应用是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息革命。物联网被视为互联网的应用拓展，应用创新是物联网开展的核心，以用户体验为核心的创新是物联网开展的灵魂12。1.2 根本内涵和根本特征物联网就是“物物相连的互联网，第一，物联网的核心和根底仍然是互联网，是在互联网根底上延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。 图1-2物联网-“物物相连的互联网物联网是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别RFID技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合而形成的一个巨大网络13。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征2728： 首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。 其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要根底和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。 同时，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。这里的“物要满足以下条件才能够被纳入“物联网的范围： 1、要有相应信息的接收器； 2、要有数据传输通路； 3、要有一定的存储功能； 4、要有CPU； 5、要有操作系统； 6、要有专门的应用程序； 7、要有数据发送器； 8、遵循物联网的通信协议； 9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。1.3 物联网的应用目前，物联网最初的研发方向主要是条形码、RFID 等技术在商业零售、物流领域应用，而随着 RFID、传感器技术、近程通信以及计算技术等的开展，近年来其研发、应用开始拓展到环境监测、生物医疗、智能根底设施等领域14-23。 就目前而言，物联网的许多相关技术仍在开发测试阶段，距离不同系统之间融合、物与物之间的普遍链接的远期目标还存在一定差距。目前，物联网的应用主要有智能交通中的电子车牌及电子不停车收费系统ETC、智能电网、智能医疗的医疗监护、智慧城市、环境保护等方面29-35。电子车牌作为物联网在智能交通中的应用，它是一种新兴无线射频自动识别技术，具有高速识别、防拆、防磁、加密、储存等特点，公安交通管理部门应用该技术，能精确、全面地获取交通信息，标准车辆使用和驾驶行为，抑制车辆乱占道、乱变道、超速等违法违规行为，并能有效打击肇事逃逸、克隆、涉案等违法车辆智能电网在发电环节上对常规机组、水库、新能源风电机组等布置传感监测点；在输电环节上对雷电、线路气象环境、线路覆冰、线路在线增容、导地线微风振动、导线温度、输电线路风偏、输电线路图像与视频、杆塔倾斜在线监测与预警等方面充分利用传感技术。 配电环节上对配电设备状态监测、配电网现场作业管理，以及智能巡检也充分利用各类传感和识别技术。图1-3实时城市管理与整合的公共效劳在智能医疗的医疗监护应用中，医疗监护人身上可以安装不同的传感器，对人的健康参数进行监控，并且实时传送到相关的医疗保健中心，如果有异常，保健中心通过 ，提醒您去医院检查身体，到达实时监测、智能分析、自动预警。在智慧城市的、平安城市建设的应用中，利用部署在大街小巷的全球眼监控探头，实现图像敏感性智能分析并与 110、119、112 等交互，实现探头与探头之间、探头与人、探头与报警系统之间的联动，从而构建和谐平安的城市生活环境。图1-4整合的医疗平台电子健康档案系统通过可靠的门户网站集中进行病历整合和共享，这样各种治疗活动就可以不受医院行政界限而形成一种整合的视角。有了电子健康档案系统，医院可以准确顺畅地将患者转到其他门诊或其他医院，患者可随时了解自己的病情，医生可以通过参考患者完整的病史为其做出准确的诊断和治疗。环境保护应用中，使用无线传感技术应用于生态环境监测、生物种群研究、气象和地理研究、洪水、火灾检测。 如跟踪珍稀鸟类、动物和昆虫栖息，分区域监测水位及相关水资源与污染信息，铺设大量节点随时监控林区内部火险情况，生活环境-水质、大气、电磁辐射、噪声、降水、土壤、地质灾害检测等。电力电网，减少停电现象。智能电网中通过安装先进分析与优化引擎，电力提供商可以突破“传统网络的瓶颈，而直接转向能够主动管理电力故障的“智能电网。对电力故障的管理方案不仅考虑到了电网中复杂的拓扑结构和资源限制，还能够识别同类型发电设备，这样，电力提供商就可以有效地安排停电检测维修任务的优先顺序。如此一来，停电时间和频率可减少约 30%，停电导致的收入损失也相应减少，而电网的可靠性以及客户的满意度都得到了提升。 图1-5减少停电现象在智慧的电力设施的支持下，智能电表可以重新定义电力提供商和客户的关系。通过安装内容丰富且读取方便的设备，用户可了解任何时刻的电力费用，并且用户还可以随时获取一天中任意时刻的用电价格查看前后的记录，这样电力提供商就为用户提供了很大的灵活性，用户可以根据了解到的信息改变其用电模式。智能电表不仅可以测量用电量，它还是电网上的传感器，可以协助检测波动和停电。它还能储存和关联信息，支持电力提供商完成远程开启或关闭效劳，也能远程支持使用后支付或提前支付等付费方式的转换。总而言之，智能电表可大幅度减小系统的峰值负荷，转换电力操作模式，也能重新定义客户体验。图1-6智能电表系统1.4 物联网技术物联网是未来互联网的一个组成局部，可以被定义为基于标准的和可互操作的通信协议24。且具有自配置能力的，动态的全球网络根底架构。物联网中的“物都具有标识、物理属性和实质上的个性。使用智能接口实现与信息网络的无缝整合。本章主要讨论物联网的体系架构、关键技术和技术应用模式49-54。从技术架构上来看，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。 感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网识别物体，采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。 网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。 应用层是物联网和用户包括人、组织和其他系统的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。 物联网的行业特性主要表达在其应用领域内，目前绿色农业、工业监控、公共平安、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通和环境监测等各个行业均有物联网应用的尝试，某些行业已经积累一些成功的案例。1.5 本文的结构和安排本文首先介绍了物联网的概念、根本内涵和特征、物联网技术和根本应用；在此根底上，阐述了物联网手持移动设备的产品定义与设计方法，并研究了物联网手持移动设备嵌入式系统及电路设计技术，包括3G无线通信、条码识别、射频识别和GPS技术等；最后，结合实际物联网系统案例，给出了物联网手持移动终端应用与解决方案，为物联网数据节点的设计和应用提供参考。全文共分五章：第1章：绪论。简述了物联网的根本内涵、特征、物联网技术和应用。第2章：物联网手持移动设备的产品定义与设计。阐述了物联网标准化行业终端和为专有需求客户提供的定制效劳。第3章：物联网手持移动设备嵌入式系统及电路设计。首先介绍了物联网设备的软硬件平台，然后结合物联网设备的应用案例，研究了手持移动设备的关键技术与电路设计。第4章：物联网手持移动终端应用与解决方案。以*酒店现场移动作业管理系统、快消品行业销售管家、GPS铁路巡检系统和中国移动亲情通位置效劳等为例研究了物联网手持移动设备系统设计与开发技术，为物联网的数据节点的设计和应用提供参考。第5章：结束语。对全文的工作进行了总结，进一步指出了还有待深入和完善的内容。第二章 物联网手持移动设备的产品定义与设计在移动数据采集领域，数据来源类型多样，与效劳器的交互信息量不断增大，对移动终端的数据读取功能以及屏幕尺寸也提出新的要求。移动使用的物联网设备主要致力于商业、工业使用的无线智能终端的研发和制造，并为客户提供整体移动计算解决方案。通过物联网设备的产品和效劳，为客户实现了便捷的数据采集和高效的运算处理及传输。物联网设备开发者使用开放平台，包括Windows Mobile、WinCE、Android；在功能模块及电路方面提供定制、客制化效劳，为客户的业务逻辑的实施提供最正确载体。现有标准产品有一维、二维条码终端，RFID Reader终端，GIS终端以及行业平板电脑等。Mobile Computing是3G高带宽条件下的新亮点，各行业均能受益于移动互联互通。因此物联网设备开发人员关注的领域包括智能库管、分布式进销存、桌面媒体、移动人员管理、智能交通等，在移动公众网及局域Zigbee的连接方式下架设RFID、条码识读、传感器等数据节点，让智能物联更多地为客户所应用。图2-1物联网手持移动设备 “卓享科技 MT02系列2.1 提供标准化的行业终端经过几年移动数据产品研发的实践，我们渐渐总结出了这类产品市场层面的呈现方式，型号标准化与长期供货是一个重点。行业应用的智能设备种类很多，从功能模块来看，如一维条形、二维码识读终端，RFID标签读卡设备，高精度差分GPS/GIS终端，信息登入及数据处理的平板电脑等。不同应用领域使用到的功能很不相同，我们提供针对很多细分行业的标准化的硬件产品来满足不同领域客户的需求，针对每一个型号做一定数量的常备库存，以满足客户样机需求与小批量提货。系统方案开发者使用我们的标准型号产品，可以最短的时间完成选型、以最快的速度实现应用程序与终端的适配。这种模式就可以为物联网的移动数据应用的产业链提供很好的载体，降低客户与我们合作的门槛与本钱，使上下游都能受益。2.1.1 二维码移动识读产品MT06二维码与条形码相比较优势明显，但二维码的移动识读终端一直价格不菲，很难让相关行业进行大面积的使用，“卓享科技在二维码应用领域进行了广泛的市场调查，联合国内主要二维码识读引擎软件商，如“卓望信息、“银河传媒、“亿美软通、“意锐新创、“信码互通，共同进行产品筹划以及图像识别引擎适配，推出了本钱较低的MT06二维码识读产品，目前已广泛用于电子凭证识读领域与产品、物资溯源工程。其中比较典型的案例列举如下：中国科技馆数字科技馆的一项内容就是网上售票，而参观人员所取得的电子门票那么为字符形式的二维码短信，工作人员使用MT06进行查验票，将二维码对应的序列号读取后，实时与后台效劳器进行校验，来判断电子凭证真伪、是否过期。中国移动的用户可将话费积分兑换为电影票、优惠券等，相应的合作商家可供效劳或产品，一方面移动用户的积分得到消减，另一方面合作商家也获得了更多的客流与收入。因此这种合作还有广告的作用，吸引人流去商家消费，实际上很多大企业如信用卡公司、航空公司，都有这样的会员积分消减的需求，而高品质的连锁商户也可以得到大量的顾客的光临，二维码的电子凭证就是这个机制运转的核心。目前万达影院、哈根达斯、星巴克、驴妈妈合作景点都已经在使用MT06产品。不同的使用环境与操作业务逻辑使MT06的设计需要考虑很多因素，这款产品从创意到最终量产定型经过了8个月时间，可以从以下的图片示意看到其设计过程中的演进。图2-2物联网手持移动设备 “卓享科技MT06 创意手绘图图2-3物联网手持移动设备 “卓享科技MT06 平面效果图图2-4物联网手持移动设备 “卓享科技MT06 3D结构图图2-5物联网手持移动设备 “卓享科技MT06 快速成型手板图2-6物联网手持移动设备 “卓享科技MT06 工程样机图2-7物联网手持移动设备 “卓享科技MT06 定型量产产品2021年我们又在MT06增加13.56MHz的RFID读写功能，虽然紧凑的结构设计使天线空间与金属环境较为苛刻，经过细致的天线设计与匹配还是到达近距离稳定读写卡的要求，目前MT06是市场上极具本钱优势的Windows Moible操作系统的HF RFID的手持终端。2.1.2 便携平板Smartbook系列移动数据采集领域，数据来源类型多样，与效劳器的交互信息量不断增大，对移动终端的数据读取功能以及屏幕尺寸提出新的要求。SmarkBookIII为卓享科技第三代便携型平板产品，强化了GPS性能与长时间连续工作特性，工业化的结构设计使它巩固耐用。Smartrbook系列产品从2021的第一代到目前2021年的第三代，经过了不断的软硬件优化和性能的提升。电池容量从1900mAh、2400mAh改良到4000mAh，DDR从128M Byte、256M Byte改良到512M Byte；操作系统由Windows Mobile 6.1到WinCE6.0和Windows Mobile 6.5，目前也可以支持Android2.3运行在Marvell PXA910/920芯片组平台上。图2-8物联网手持移动设备 “卓享科技 SMARTBOOK 平面效果图图2-9物联网手持移动设备 “卓享科技SMARTBOOK ID手板与无线键盘图2-11物联网手持移动设备 5寸屏系列产品 系统由Mobile升级为Android增强型的SmartbookIII以其高灵敏度GPS与大容量电池的性能特点，目前已用于某军区光缆巡检工程，国家电网智能终端工程等，卡塔尔国家统计局普查终端工程等。增强型终端如以下图所示。 图2-12物联网手持移动设备 卓享科技 增强版的SMARTBOOKIII 为了满足局部客户条码、RFID的需求，增强型的设备在结构上设计了可选装模块，只需简单的拧螺钉的动作，就可以将选装模块安装上，这种灵活型号配置，让我们的代理商和软件集成商的库存本钱得到了明显的降低。 图2-13物联网手持移动设备 增加条码与RFID的SAMRTBOOKIII-F在SmartbookIII的根底上，我们已经在着手增加UHF频段RFID的产品，将命名为SmartbookIII3-EPC，为了提高其灵敏度和优化天线所处的金属环境，900MHz RFID模块与大尺寸陶瓷天线会设计在一个活动的面上，与本体通过转轴连接，在进行EPC标签扫码时将这个平面翻开，使这个面垂直于设备，以实现最正确场型。图2-14物联网手持移动设备 SMARTBOOKIII-EPC900MHz RFID结构图2.1.3 桌面媒体产品MID70随着终端产品屏幕尺寸的加大，能够展示的内容也越来越丰富，除了满足个人消费者信息的需求外，行业平板也逐渐出现在医疗、餐饮、证券、金融支付、彩票等领域，不同于消费电子级别Pad，作为物联网呈现与交互节点的工业/商业平板更加注重可靠性、业务使用配套性。MID70产品从2021年春天开始工程定义与设计，使用7寸WVGA屏幕，自带3G数据连接功能，增加433MHz近距离通信，并可从底座扩展出RFID读卡器、银联POS刷卡、人体感应雷达等外设。相比个人消费者使用的平板，虽然它在屏幕分辨率等参数上并不突出，但与物联网具体应用的业务逻辑紧密结合，却是常规产品不可比的。比方，433MHz的近距离通信，使防盗与功能扩展变得很简单，比方，考虑到大局部餐厅餐桌下没有电源插口又要满足14个小时的连续工作，所以在底座中配备了9000mAh的充电用电芯。2021年台北工业计算机展会上，这款产品以贴近行业的设计和稳定的性能，得到了众多国际客户的认可，目前日本已有大型的寿司连锁店将其批量用于顾客点餐效劳。而国内的应用更为广泛，除了用于顾客点餐外，还用于移动彩票销售、广告媒体播放、会员身份管理等领域。MID70产品的一些示意图片请见以下图。图2-15物联网手持移动设备 “卓享科技产品 MID70 平面效果图图2-16物联网手持移动设备 “卓享科技产品 MID70 ID手板图2-17物联网手持移动设备 “卓享科技产品 MID70实物及底座图2-18物联网手持移动设备 “卓享科技产品 MID70 底座2.2 为专有需求客户提供定制效劳虽然物联网移动终端的大局部功能都是相近的，条码、RFID、传感器、GPS等常规功能可以定义为大局部产品的根本配置，但一些大企业客户在面对特别的应用场景、非常规的性能指标、并且终端用量较大的情况下，提出了专属产品的定制要求，所以我们在提供标准型号产品外，还需要提供操作系统剪裁、功能模块增减、甚至设计全新电路的效劳。对于这种业务模式，我们的理念是，根据客户的具体需求，在应用最合理、本钱最合理、使用体验最正确的根底上，为客户搭建物联网移动终端的最正确载体。2.2.1 专柜进销存终端、柜台会员媒体终端国内最大的百货、超市、零售业ERP公司希望我们提供一款大屏幕的POS产品，要求使用此终端作为数据采集、通讯的节点，放置于客户柜台、货架或门店等处，并需要突出该公司的效劳品牌，同时需要能够识读USB密码器，以便专柜工作人员的身份识别。我们为其提供的根本参数为：l 处理器 Marvell ARM11 806MHzl 存储：ROM256MB DDR 128MBl 扩展内存微硬盘：ScanDisk的iNand，可选配，容量为2G32Gbytel 无线广域网：四频850/900/1800/1900、EDGEl /nl 屏幕：RGB接口10.1寸TFT LCD，分辨率 1024*600 或 1280*800l 电池：4000mAh或以上l 识读头：Symbol955l 按键数量：独立键盘，30个以上l USB Host同时从外观创意阶段开始就不断与客户讨论使用细节，并将这些细节反应到设计中。以下是第一个设计阶段的图片。 图2-19 10寸屏产品 设计阶段图纸图2-20 10寸屏产品 3D渲染后立体效果图图2-21 10寸屏产品 使用环境模拟示意在与客户进一步反复沟通讨论后，我们又为其增加了外置的3G天线与WiFi天线，以便客户的专柜无论在什么网络环境下，都能尽量保证数据畅通，同时可考虑到柜台外表光滑容易导致平板滑落，所以加上了四个防滑垫。如图示：图2-22 10寸屏产品 外置的3G天线与WiFi天线2.2.2 多功能警务通终端随着各行业信息化的不断深入与物联网实践的不断创新，军警领域也在不断提高信息化手段，警务通是近几年移动终端应用的一个新亮点。其主要功能是，信息核查包括身份查询、车辆查询、案件查询等，情报采集治安情报线索采集、苗头信息采集、警务日志登记，动态管控，应急联动紧急求助、上下岗签到、实时视频传输等。其中交警使用的终端功能要求较为全面，如下表所示。表2-1交通警察专用终端IC卡读卡器支持IC卡读写，采用接触式IC卡设计，IC卡设计符合中国人民银行要求。磁条卡读写支持双向1、2、3轨道刷卡一体打印机打印介质为通用58毫米热敏打印纸，打印纸卷直径大于30毫米，打印速度应满足现场使用需要 。银联认证无线POS可使用符合中国人民银行银联标准的所有磁条卡。而民警、刑警的要求相对偏向信息查询与采集。表2-2第二代身份证采集与识别功能a身份信息采集比对查询:系统自动识别二代居民身份证真伪,自动获取身份证包含照片在内的全部信息并即时显示；支持相关人员信息与业务信息库核查比对。 本地保存一定数量身份证信息，用于本地比照，也支持远程比照b支持移动业务办理:可以支持移动环境的人员信息远程稽核、指纹与身份信息远程比对查询等应用功能。指纹采集与识别功能a指纹信息比对与身份确认查询:根据采集的指纹信息与本机存储的业务信息库进行比对甄别,假设有查到,即时显示相应的身份信息。b支持移动业务办理:可以支持移动环境的人员信息远程稽核、指纹信息采集、指纹与身份信息远程比对查询等应用功能。第三章 物联网手持移动设备嵌入式系统及电路设计物联网核心技术包括射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、Internet 与移动网络，行业应用软件。在这些技术或应用中，又以底层嵌入式设备的系统平台开发最为关键，一套软硬件平台的生命周期至少为七年到十年。作为一个产品开发生产的实体，我们非常重视这方面上游资源的选择，并且制定清晰的研发主线，有了长期策略的基调，具体的产品开发与采购生产工作才能有效进行。3.1 软硬件平台介绍美满公司(Marvell)是全球通信与应用处理器领域长期领先供给商，在2006年Marvell以6亿美元收购Intel通信与应用处理器业务，Xscale系列芯片产品是其长期推广的核心产品。我们的技术团队从6年前开始使用Intel公司的PXA270芯片，到后来的Marvell公司的PXA300/PXA310，到现在最新型号的PXA910/PXA920/PXA955，一直都专注于低功耗移动处理器的软硬件系统研发。3.1.1 Marvell PXA310处理器介绍PXA310芯片别名Monahans，是一个基于Intel XScale微结构、在其前身PXA27X家族根底上、融入了移动技术最新成果的应用处理器。它分为Monahans L/LV处理器集成了Wireless MMX2，使用通用指令集实现高性能低功耗的多媒体加速。它支持7-8 stage pipeline、32Kbytes instruction cache、32Kbytes data cache、Extensive data buffering、265Kbytes of internal SRAM，并且有非常丰富的外设，如AC97音频接口、USB2.0 client、两路USB1.1 Host、三路高速串口。最高主频624MHz与806MHz可选等。其结构框图见下。图3-1 应用处理器 结构框图3.1.2 多功能移动数据终端MT02硬件系统介绍MT02V系列MT02V Series Wireless HandheId Barcode RFID是一款配备高性能处理器、Ev-Do无线数据通信、GPS、强光下可阅读半透屏幕的三防PDA。MT02V可以搭载不同功能模块，包括条形码识读器、RFID识读器。配置了蓝牙及Wi-Fi，它可与其他设备和网络方便接驳。它的应用领域很广，包括移动数据采集、库房管理、运输和物流管理、以GIS为根底的应用、电子凭证等等。 图3-2 MT02V系列手持移动设备MT02V系列采用Marvell公司PXA310处理器，主频为624MHz，内存使用256Mbyte Nandflash及128Mbyte LPDDR，通过动态主频管理实现高性能与低功耗的结合，并且充分发挥此芯片方案的扩展性，在有限的主板空间与结构尺寸限制下，集成尽量多类型的外设，并为将来的应用预留好了扩展接口。该设备的系统原理框图如下所示：图3-3 系统原理框图3.1.3 Marvell最新通讯应用处理器PXA910介绍Marvell Pantheon 910 与 920 通讯平台是高度整合的先进 3G 平台，适用于多媒体为主的手持装置。Pantheon 910 与 920 平台解决方案将 Marvell 移动应用处理器的高效能与 Marvell 广获认可的成熟 技术整合为一，提供低本钱的 Linux、Android 和 Windows Mobile 手持式装置平台。针对新一代的移动效劳，提供包括 Marvell 高效能低耗电应用处理器技术、分时同步分码多工存取(TD-SCDMA)/高速上下行封装存取(HSxPA)/GSM 环境增强资料 (EDGE) 通讯支援的各种种功能组合，为影像、HD视频、音乐、游戏和其他热门手持式装置应用带来突破性的使用者体验。结合Marvell的3G技术、顺畅的无线连接能力、应用处理及适用于新一代移动效劳，它将成为下一代低本钱手持数据终端的主力芯片。PXA910/PXA920平台应用示意图如下所示：图3-4 系统原