基于ARM的嵌入式POS系统研究与实现

论文摘要

随着电子产业和零售业的蓬勃发展,POS机的需求也在大幅度增长。嵌入式Linux等新技术的不断加入,推动了POS机的多元化和集成化,POS终端被广泛应用于百货、超市、连锁店、餐饮等行业。本文基于ARM-Linux嵌入式系统设计实现了POS终端的基本功能,通过对嵌入式POS系统的需求分析,设计规划了系统软、硬件的整体架构。通过对Qt/Embedded图形开发库的应用性研究,设计完成了终端的图形界面系统。利用Linux的Socket通信机制,实现了POS终端与后台PC机的数据通信。论文的研究工作可以归纳为以下三个方面：1、以W90P950微处理器为核心,设计了POS终端的硬件总体方案。根据POS终端的功能需求进行了Linux内核裁剪及应用软件的功能模块划分；2、采用了Qt的模型/视图模式对POS机终端的应用软件进行了分层设计,并重点对系统数据库、销售流程和系统网络接口进行了设计。提出了系统的通信模型,针对不同的数据传输方案,设计了标准串口和局域网传输的通信帧格式。3、通过分析POS终端研发过程中的技术难点,提出了基于QT/Embedded的多线程并行处理方法,并结合Nand Flash的物理特性和内存数据库文件挂载技术,采用延时提交和数据分级的思想降低Nand Flash的擦写频率。系统已成功应用于长沙市的多个零售点,运行结果表明,该终端运行稳定可靠,与用户的交互方便快捷,各方面性能都达到了课题的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的来源
• 1.2 嵌入式系统特点及发展现状
• 1.3 基于ARM-Linux的嵌入式系统
• 1.4 课题来源及POS终端设备组成
• 1.5 主要内容及组织结构
• 第二章 嵌入式POS系统总体设计
• 2.1 系统需求分析
• 2.1.1 功能性需求
• 2.1.2 非功能性需求
• 2.2 系统开发的硬件平台
• 2.2.1 ARM处理器模块
• 2.2.2 存储器模块
• 2.2.3 外部接口模块
• 2.3 系统开发的软件平台
• 2.3.1 交叉编译开发环境
• 2.3.2 软件开发工具
• 2.3.3 内核配置与移植
• 2.4 本章小结
• 第三章 POS终端核心模块设计与实现
• 3.1 软件设计模式的选择
• 3.1.1 QT的模型/视图模式
• 3.1.2 系统软件分层设计
• 3.2 嵌入式数据库设计
• 3.2.1 数据库的选取
• 3.2.2 表结构设计
• 3.3 商品销售模块
• 3.3.1 动态模型分析
• 3.3.2 商品销售流程
• 3.3.3 销售模块的实现
• 3.4 网络接口设计
• 3.4.1 通信帧格式设计
• 3.4.2 通信流程分析
• 3.4.3 网络通信的实现
• 3.5 本章小结
• 第四章 POS终端关键技术研究
• 4.1 POS终端的多线程控制
• 4.1.1 问题描述
• 4.1.2 线程同步与控制
• 4.2 POS终端GUI管理方法
• 4.2.1 问题描述
• 4.2.2 基于信号与槽机制的GUI管理
• 4.3 延时提交与数据分级技术
• 4.3.1 问题描述
• 4.3.2 镜像数据库设计
• 4.3.3 基于统计的数据项替换策略
• 4.4 本章小结
• 第五章 工作总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间的研究成果