“賽佰特杯”全國(guó)大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)競(jìng)賽設(shè)計(jì)報(bào)告——基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的倉庫管理自動(dòng)化系統(tǒng)

1、2013“賽佰特杯”第三屆全國(guó)大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)用大賽作品設(shè)計(jì)報(bào)告基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的倉庫管理自動(dòng)化系統(tǒng)store management automatic system based on internet of things technology設(shè)計(jì)報(bào)告隊(duì)伍編號(hào)：cyb-js-083參賽學(xué)校：河海大學(xué)作 者：謝昱勃 朱前明 趙沛然 胡曉飛 指導(dǎo)教師：蔡昌春 倪建軍組別：本科組 高職組 目 錄課題摘要1第一章 緒 論1第二章 系統(tǒng)方案2第三章 功能與指標(biāo)2第四章 實(shí)施原理及過程4第五章 硬件框圖7第六章 系統(tǒng)方案論證與比較7第七章 調(diào)試與結(jié)果8第八章 軟件設(shè)計(jì)9第九章 特色與創(chuàng)新點(diǎn)11結(jié) 論1

2、1參考文獻(xiàn)12附錄：各模塊硬件電路原理圖13課題摘要基于rfid技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、紅外發(fā)射機(jī)及接受技術(shù)、射頻ic識(shí)別技術(shù)，構(gòu)建基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的倉庫管理自動(dòng)化系統(tǒng)。系統(tǒng)由上位機(jī)信息處理和下位機(jī)信息采集兩大部分構(gòu)成。其中下位機(jī)由貨柜信息模塊、車載無線設(shè)備識(shí)別模塊、小車行駛控制模塊、藍(lán)牙無線信號(hào)傳輸模塊等構(gòu)成，利用紅外技術(shù)實(shí)現(xiàn)小車行駛控制，利用小車自動(dòng)跟蹤貨柜信息并利用無線rfid技術(shù)采集貨柜信息，并通過無線藍(lán)牙技術(shù)將信息處理并上傳。上位機(jī)由信號(hào)接收模塊、信息處理模塊，并實(shí)現(xiàn)信息的存儲(chǔ)、查詢、校驗(yàn)等功能；另外可以通過上位機(jī)對(duì)智能小車進(jìn)行信息采集控制。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路清晰，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，適

3、用范圍廣。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) rfid 藍(lán)牙技術(shù) 無線傳感網(wǎng)絡(luò)第一章 緒 論1.1 概 述隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，全世界范圍內(nèi)貿(mào)易量的不斷加大，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效率提出了更高的要求。企業(yè)必須利用各種先進(jìn)制作技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的支持下，不斷改進(jìn)現(xiàn)有生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式套路和組織結(jié)構(gòu)，才能適應(yīng)不斷提高的生產(chǎn)節(jié)奏，贏得更多的市場(chǎng)份額。倉儲(chǔ)在企業(yè)的整個(gè)供應(yīng)鏈中起著至關(guān)重要的作用，特別是如今隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)模的擴(kuò)大，全球化的趨勢(shì)日益加深。如果不能保證正確的進(jìn)貨和庫存控制及發(fā)貨，將會(huì)導(dǎo)致管理費(fèi)用的增加，服務(wù)質(zhì)量難以得到保證，從而影響企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。傳統(tǒng)、簡(jiǎn)單與靜態(tài)的倉儲(chǔ)管理已無法保證企業(yè)各種資源的高效利用，僅靠人工記憶

4、和手工錄入，不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且容易出錯(cuò)，給企業(yè)帶來巨大損失。此項(xiàng)作品的出現(xiàn)恰好解決了此問題。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的倉庫管理自動(dòng)化系統(tǒng)能夠有效地實(shí)現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品管理的系統(tǒng)化、規(guī)范化和智能化，從而提高企業(yè)管理效率。它可以完全取代原來一直人工檢查校驗(yàn)倉庫各項(xiàng)貨物庫存量的方式，避免由于工作人員的工作疏忽以及管理質(zhì)量問題所造成的各種錯(cuò)誤，為及時(shí)、準(zhǔn)確、高效的完成倉庫管理提供了強(qiáng)有力的工具和管理手段。整個(gè)系統(tǒng)由硬件部分和上位機(jī)數(shù)據(jù)庫軟件兩部分構(gòu)成。下位機(jī)硬件部分主要貨柜信息模塊、車載無線設(shè)備識(shí)別模塊、小車行駛控制模塊、藍(lán)牙無線信號(hào)傳輸模塊構(gòu)成。以單片機(jī)為控制核心，利用無線紅外技術(shù)識(shí)別貨柜位置及行車線路，在行車過程中，就

5、是發(fā)現(xiàn)貨柜位置，利用無線射頻技術(shù)識(shí)別貨柜現(xiàn)有信息模塊，并通過藍(lán)牙技術(shù)及時(shí)上傳至上位機(jī)，上位機(jī)通過無線通信模塊接收信息并處理信息。小車可以于任意時(shí)間通過接收到上位機(jī)發(fā)送的啟動(dòng)指令開始運(yùn)行。上位機(jī)通過c#開發(fā)信息系統(tǒng)，一方面將采集信息及時(shí)存入基于mysql的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，同時(shí)利用serialport控件實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與硬件設(shè)備之間的通信。在運(yùn)輸工人對(duì)貨物進(jìn)行存取時(shí)，可通過基于單片機(jī)的手持設(shè)備更改相應(yīng)ic卡中的相應(yīng)信息。本設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)對(duì)倉庫信息的快速、高效、省時(shí)、省力的檢查校驗(yàn)。在完成了一次全庫檢查之后，只需在終點(diǎn)處防止標(biāo)志物車輛就可以自動(dòng)掉頭、停車并且進(jìn)入空閑模式，在下次需要檢查全庫時(shí)，可通過上位機(jī)發(fā)送指

6、令將其喚醒，便可進(jìn)入正常運(yùn)行，符合低功耗要求。本設(shè)計(jì)程序思路清晰，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)穩(wěn)定性高，適合大多數(shù)情況下的倉庫信息管理。第二章 系統(tǒng)方案2.1 系統(tǒng)方案結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)?zāi)M環(huán)境為我們自行制作模擬的倉庫環(huán)境，考慮到實(shí)際倉庫中規(guī)模和具體環(huán)境上的差異，所以這里的方案只是一個(gè)大體流程。根據(jù)不同倉庫的不同環(huán)境，行車路線設(shè)計(jì)可能會(huì)有所不同。圖1 系統(tǒng)整體方案 由圖1所示，循跡車通過紅外蔽障模塊識(shí)別路徑，沿固定路線行駛做到遍歷貨物，行駛過程中當(dāng)無線射頻識(shí)別設(shè)備尋卡成功時(shí)，循跡車停車并讀取卡中數(shù)據(jù)。讀取成功后，車輛啟動(dòng)繼續(xù)行駛，同時(shí)將讀取到的貨物信息傳送至上位機(jī)，當(dāng)車輛檢測(cè)至終點(diǎn)時(shí)可以自動(dòng)停車，整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入空閑

7、狀態(tài)以盡量減小功耗。上位機(jī)收到的貨物信息可以存入數(shù)據(jù)庫中，并生成excel格式報(bào)表，管理員可以在任意時(shí)刻閱覽某一日期或者某一周的報(bào)表信息。在貨物進(jìn)出存取時(shí)，運(yùn)輸工人可通過手持設(shè)備更改ic卡中的信息。第三章 功能與指標(biāo)3.1 電源模塊系統(tǒng)需要統(tǒng)一的5幅的直流穩(wěn)壓電源，利用蓄電池提供7.2v直流電源，并利用lm2940穩(wěn)壓芯片和濾波電路，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定的5v直流穩(wěn)壓電，為單片機(jī)、射頻電路以及無線傳輸電路提供電源。3.2 藍(lán)牙通訊模塊利用藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)串口線的代替，室內(nèi)50米范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)0誤差信息傳輸，藍(lán)牙核心模塊不加任何外圍電路（比如led，max3232等），室內(nèi)10米范圍內(nèi)，無明顯隔離障礙（比

8、如密封墻，金屬墻），無強(qiáng)烈電磁干擾（比如超過100個(gè)藍(lán)牙同時(shí)工作的環(huán)境），藍(lán)牙模塊與適配器頻點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)一致（假設(shè)廠家的藍(lán)牙適配器的頻點(diǎn)是非常統(tǒng)一精準(zhǔn)的情況下，一般正規(guī)的手機(jī)藍(lán)牙以及正品的藍(lán)牙適配器的藍(lán)牙頻點(diǎn)認(rèn)為是符合標(biāo)準(zhǔn)的），藍(lán)牙模塊天線附近無吸收信號(hào)的走線、裝置等（如天線下方pcb板有鋪地的情況是不在測(cè)試范圍內(nèi)的）。3.4 非接觸式讀卡器mfrc522可以隨時(shí)對(duì)mifare 1型ic卡進(jìn)行讀寫操作，在循跡車行駛時(shí)，經(jīng)過存儲(chǔ)著對(duì)應(yīng)貨物信息的ic卡時(shí)在50ms內(nèi)讀出相應(yīng)數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)格式為：六位字符貨物編號(hào) 六位字符貨物名稱 三位字符倉儲(chǔ)量3.5 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)芯片為l9110兩通道推挽式功率放大專

9、用集成電路器件，輸入信號(hào)電流為150ma，最大輸出電流為800ma。微控制器與其信號(hào)端連接需加10k強(qiáng)上拉電阻，信號(hào)為pwm（脈沖寬度調(diào)制）信號(hào)，做到對(duì)小車行駛動(dòng)作的控制。3.6 紅外對(duì)管檢測(cè)模塊可實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊發(fā)射方向中物體的出現(xiàn)及消失，比較器參考電壓可調(diào)節(jié)的特點(diǎn)使之可以改變其要監(jiān)測(cè)的距離，信號(hào)為ttl電平。3.7 循跡車行駛控制使車在不同的倉庫環(huán)境中根據(jù)貨物擺放有著不同的固定行駛路線，小車中線與車輛兩端貨柜的距離不超過10cm，以保證無線射頻讀寫模塊準(zhǔn)確無誤的讀取ic卡內(nèi)信息。本設(shè)計(jì)中我們模擬的倉庫環(huán)境如圖所示。貨柜貨柜貨柜貨柜圖 2 行車線路3.8 軟件上位機(jī)可以將收到的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中

10、。其后，為了方便管理，添加了一個(gè)可以生成報(bào)表的模塊，即生成一個(gè)data.xls文件。然后，通過進(jìn)一步的思考，我們認(rèn)識(shí)，既然是做一個(gè)倉庫管理系統(tǒng)，那么我們就應(yīng)該可以準(zhǔn)確的獲取倉庫庫存量的信息，最終我們決定以時(shí)間為參考，基于每天的時(shí)間來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分開處理。第四章 實(shí)施原理及過程4.1 非接觸式讀卡技術(shù)mc rc522是應(yīng)用于13.56mhz非接觸式通信中高集成度讀寫卡系列芯片中的一員，是nxp公司針對(duì)“三表”應(yīng)用推出的一款低電壓、低成本、體積小的非接觸式讀寫卡芯片，是只能儀表和便攜是手持設(shè)備研發(fā)的較好選擇。mc rc522利用了先進(jìn)的調(diào)制和解調(diào)概念，完全集成了13.56mhz下所有類型的被動(dòng)非接觸

11、式通信方式和協(xié)議。支持iso1443a的多層應(yīng)用。其內(nèi)部發(fā)送器部分可驅(qū)動(dòng)讀寫器天線與iso 1443a/mifare卡和應(yīng)答機(jī)的通信，無需其它的電路。接收器部分提供一個(gè)堅(jiān)固而有效的解調(diào)和解碼電路，用于處理iso1443a兼容的應(yīng)答器信號(hào)。數(shù)字部分處理iso1443a幀和錯(cuò)誤檢測(cè)（奇偶&crc），此外，它還支持快速crypt01加密算法，用于驗(yàn)證mifare系列產(chǎn)品。mfrc522支持mifare更高速的非接觸式通信，雙向數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)424kbit/s。作為13.56mhz高集成度讀寫卡系列芯片家族的新成員，mf rc522與mf rc500和mf rc530有不少相似之處，同時(shí)也具備諸多特

12、點(diǎn)和差異，它與主機(jī)間的通信采用連線較少的串行通信，且可根據(jù)不同的用戶需求選取spi、i2c或串行uart模式之一，有利于減少連線，縮小pcb板體積，降低成本。特性：高集成度的調(diào)制解調(diào)電路；采用少量外部器件，即可將輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)接至天線；支持 iso/iec 14443 typea 和mifare®通信協(xié)議；讀寫器模式中與 iso 14443a/mifare®的通信距離高達(dá)50mm，取決于天線的長(zhǎng)度和調(diào)諧。支持 iso 14443 212kbit/s 和424kbit/s 的更高傳輸速率的通信。支持 mifare® classic 加密；支持的主機(jī)接口：10mbit/s 的s

13、pi 接口i2c 接口，快速模式的速率為400kbit/s，高速模式的速率為3400kbit/s串行uart，傳輸速率高達(dá)1228.8kbit/s，幀取決于rs232接口，電壓電平取決于提供的管腳電壓64 字節(jié)的發(fā)送和接收fifo 緩沖區(qū)；靈活的中斷模式；可編程定時(shí)器。具備硬件掉電、軟件掉電和發(fā)送器掉電 3 種節(jié)電模式，前兩種模式雷同于mfrc500 和 cl rc400，其特有的“發(fā)送器掉電”則可關(guān)閉內(nèi)部天線驅(qū)動(dòng)器，即關(guān)閉rf 場(chǎng)；內(nèi)置溫度傳感器，以便在芯片溫度過高時(shí)自動(dòng)停止 rf 發(fā)射；采用相互獨(dú)立的多組電源供電，以避免模塊間的相互干擾，提高工作的穩(wěn)定性；具備 crc 和奇偶校驗(yàn)功能，cr

14、c 協(xié)處理器的16 位長(zhǎng)crc 計(jì)算多項(xiàng)式固定為：x16+x12+x5+1，符合iso/1ec14443 和cctitt 協(xié)議；內(nèi)部振蕩器，連接 27.12mhz 的晶體；2.53.3v 的低電壓低功耗設(shè)計(jì)；工作溫度范圍-30+85；5mm5mm0.85mm 的超小體積。4.2 藍(lán)牙模塊簡(jiǎn)介 （1） 采用csr主流藍(lán)牙芯片，藍(lán)牙v2.0協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)（2） 串口模塊工作電壓3.3v。（3） 波特率為1200，2400，4800，9600,19200，38400，57600，115200用戶可設(shè)置（4） 核心模塊尺寸大小為：28mm x 15 mm x 2.35mm。（5） 工作電流：40ma（6）

15、休眠電流：小于1ma（7） 用于gps導(dǎo)航系統(tǒng)，水電煤氣抄表系統(tǒng)，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)采控系統(tǒng)。（8） 可以與藍(lán)牙筆記本電腦、電腦加藍(lán)牙適配器、pda等設(shè)備進(jìn)行無縫連接 藍(lán)牙通訊具有高可靠性、低錯(cuò)誤率、相對(duì)遠(yuǎn)的傳輸距離的特點(diǎn)，適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中。4.3 mysql數(shù)據(jù)庫軟件mysql是一個(gè)開放源碼的小型關(guān)聯(lián)式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，開發(fā)者為瑞典mysql ab公司。目前mysql被廣泛地應(yīng)用在internet上的中小型網(wǎng)站中。由于其體積小、速度快、總體擁有成本低，尤其是開放源碼這一特點(diǎn)，許多中小型網(wǎng)站為了降低網(wǎng)站總體擁有成本而選擇了mysql作為網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)特性：（1）使用c和c+編寫，并使用了多種編譯器進(jìn)行測(cè)

16、試，保證源代碼的可移植性（2）支持aix、freebsd、hp-ux、linux、mac os、novellnetware、openbsd、os/2 wrap、solaris、windows等多種操作系統(tǒng)（3）為多種編程語言提供了api。這些編程語言包括c、c+、python、java、perl、php、eiffel、ruby和tcl等。（4）支持多線程，充分利用cpu資源（5）優(yōu)化的sql查詢算法，有效地提高查詢速度（6）既能夠作為一個(gè)單獨(dú)的應(yīng)用程序應(yīng)用在客戶端服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，也能夠作為一個(gè)庫而嵌入到其他的軟件中。（7）提供多語言支持，常見的編碼如中文的gb 2312、big5，日文的sh

17、ift_jis等都可以用作數(shù)據(jù)表名和數(shù)據(jù)列名。（8）提供tcp/ip、odbc和jdbc等多種數(shù)據(jù)庫連接途徑。（9）提供用于管理、檢查、優(yōu)化數(shù)據(jù)庫操作的管理工具。（10）支持大型的數(shù)據(jù)庫?？梢蕴幚頁碛猩锨f條記錄的大型數(shù)據(jù)庫。（11）支持多種存儲(chǔ)引擎。第五章 硬件框圖 控制信號(hào)路徑信息繼電器控制通斷供電mcu及通訊電源 mcu藍(lán)牙通訊驅(qū)動(dòng)及光電管循跡電源供電電機(jī)及驅(qū)動(dòng) 光電管循跡讀卡模塊數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)信息圖 3 系統(tǒng)硬件框圖 由圖3所示，系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)分為電源模塊、無線射頻識(shí)別模塊、藍(lán)牙串口模塊、紅外傳感器和微處理器系統(tǒng)。電源模塊有l(wèi)m2940-5.0t、lm1117-3.3和濾波電路組成，輸出5

18、v和3.3v直流。射頻識(shí)別模塊為mfrc522，通過spi四線總線與微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)和命令傳輸。藍(lán)牙串口模塊的作用為替代傳統(tǒng)串口線，同過藍(lán)牙適配器和pc機(jī)進(jìn)行交流。系統(tǒng)選用的微處理器為msp430f149單片機(jī)。第六章 系統(tǒng)方案論證與比較6.1 蔽障模塊蔽障模塊決定了小車能否按正確軌跡于倉庫中行駛，是本設(shè)計(jì)功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，選擇正確的蔽障方式尤為重要。方案一：超聲波蔽障。通過超聲波可準(zhǔn)確測(cè)出車體與周圍物體的距離和物體形狀。為節(jié)省資源可用舵機(jī)控制超聲波模塊定軸轉(zhuǎn)動(dòng)監(jiān)視車體周圍情況。程序控制略為復(fù)雜，占用片內(nèi)資源較多，不能實(shí)時(shí)對(duì)車體周圍360度范圍進(jìn)行監(jiān)控。方案二：紅外接收發(fā)射模塊。可實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊發(fā)

19、射方向中物體的出現(xiàn)及消失，比較器參考電壓可調(diào)節(jié)的特點(diǎn)使之可以改變其要監(jiān)測(cè)的距離，信號(hào)較為簡(jiǎn)單，就是簡(jiǎn)單的5v和0v的高地電平的變化，價(jià)格低廉，程序簡(jiǎn)單，較為適用于本系統(tǒng)的循跡功能。6.2 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊能否選擇正確的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式?jīng)Q定小車能否正常工作，是本設(shè)計(jì)功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)方案一：l298n。l298n為通用全橋驅(qū)動(dòng)芯片，在飛思卡爾校區(qū)賽中使用較為廣泛，價(jià)格低廉，驅(qū)動(dòng)性能不高，死區(qū)出現(xiàn)概率較大，工作不穩(wěn)定。方案二：bts7960以其內(nèi)阻小、驅(qū)動(dòng)電流大的特點(diǎn)而在全國(guó)飛思卡爾智能汽車競(jìng)賽中廣泛使用。適用于電流驅(qū)動(dòng)的大電流高集成芯片，去內(nèi)部帶有一個(gè)p溝道的高邊mosfet、一個(gè)n溝道的底邊mos

20、fet和一個(gè)驅(qū)動(dòng)ic，驅(qū)動(dòng)ic具有邏輯電平輸入、電流診斷、斜率調(diào)節(jié)、死去時(shí)間產(chǎn)生和過溫、過壓、欠壓、過流及短路保護(hù)功能。驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)有著很好的效果，唯一不足是價(jià)格太高。方案三：l9110 l9110 是為控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)的兩通道推挽式功率放大專用集成電路器件，將分立電路集成在單片ic 之中，使外圍器件成本降低，整機(jī)可靠性提高。該芯片有兩個(gè)ttl/cmos兼容電平的輸入，具有良好的抗干擾性；兩個(gè)輸出端能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反向運(yùn)動(dòng)，它具有較大的電流驅(qū)動(dòng)能力，每通道能通過750800ma 的持續(xù)電流，峰值電流能力可達(dá)1.52.0a；同時(shí)它具有較低的輸出飽和壓降；內(nèi)置的鉗位二極管能釋放感性負(fù)載的反向沖

21、擊電流，使它在驅(qū)動(dòng)繼電器、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或開關(guān)功率管的使用上安全可靠。l9110 被廣泛應(yīng)用于玩具汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和開關(guān)功率管等電路上。價(jià)格適中，適合于本設(shè)計(jì)使用。6.3 上位機(jī)與下位機(jī)之間串口連接控件的選擇。方案一：選用mscomm控件，該控件的可利用的程度不高，執(zhí)行的效率的略低，并且使用的廣泛程度不高，故未選用。方案二：選用serpial控件，該控件的屬性少便于利用，執(zhí)行程度高，易上手，并且使用的難度較低，故選用。6.4 數(shù)據(jù)庫的選擇。方案一：access。因其逐漸退出人們的視野，使用面窄，故未使用方案二：mysql。使用簡(jiǎn)單，容易上手，與c#的連接契合性高，故使用第七章 調(diào)

22、試與結(jié)果7.1 msp430單片機(jī)編程在硬件調(diào)試過程中，程序無疑使最重要的。msp430系列單片機(jī)是美國(guó)德州儀器（ti）1996年開始推向市場(chǎng)的一種16位超低功耗、具有精簡(jiǎn)指令集（risc）的混合信號(hào)處理器（mixed signal processor）。稱之為混合信號(hào)處理器，是由于其針對(duì)實(shí)際應(yīng)用需求，將多個(gè)不同功能的模擬電路、數(shù)字電路模塊和微處理器集成在一個(gè)芯片上，以提供“單片機(jī)”解決方案。該系列單片機(jī)多應(yīng)用于需要電池供電的便攜式儀器儀表中。msp430系列單片機(jī)具有處理能力強(qiáng)、運(yùn)算速度快、片內(nèi)資源豐富、超低功耗、方便高效的開發(fā)環(huán)境的特點(diǎn)。7.2 小車循跡的調(diào)試在本設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者采用mcu通

23、過紅外收發(fā)模塊檢測(cè)周圍物體后處理信息已達(dá)到循跡蔽障的效果。紅外收發(fā)模塊原理較為簡(jiǎn)單，采用lm393比較器處理紅外接收管所采集的信息，紅外發(fā)射管的物理特性表現(xiàn)為：當(dāng)接收管所接收到的紅外線光強(qiáng)越強(qiáng)則阻抗越小，反之則阻抗越大。比較器正相輸入端采集紅外接收管電壓與電位器電壓比較，而電位器的調(diào)節(jié)則可理解為通過調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓以調(diào)節(jié)接收管靈敏度。本模塊操作簡(jiǎn)便，在程序上采用查表法實(shí)現(xiàn)其循跡功能，經(jīng)調(diào)試后效果良好。7.3 mf522無線射頻模塊調(diào)試本設(shè)計(jì)中應(yīng)用mf522的spi通訊模式，由微處理器程序模擬協(xié)議時(shí)序?qū)崿F(xiàn)正常通訊。經(jīng)尋卡、防沖撞處理、選定卡片、驗(yàn)證卡片密碼等過程，后可獲取或者寫入數(shù)據(jù)。74 轉(zhuǎn)彎角度

24、調(diào)試轉(zhuǎn)彎角度調(diào)試中，一開始的想法是利用陀螺儀測(cè)定轉(zhuǎn)過角度，后因陀螺儀使用復(fù)雜且價(jià)格昂貴，后決定使用車模自帶的光電門在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)獲得相應(yīng)脈沖，用單片機(jī)的t2定時(shí)器計(jì)數(shù)，通過串口顯示出脈沖數(shù)以大概計(jì)算出脈沖數(shù)和角度的比值，便可粗略控制小車轉(zhuǎn)過的角度，經(jīng)測(cè)試，這一方法簡(jiǎn)單有效。第八章 軟件設(shè)計(jì)一、軟件介紹：本次作品的上位機(jī)實(shí)現(xiàn)，是通過運(yùn)用c#語言進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的具有一定的數(shù)據(jù)接收與數(shù)據(jù)管理分析功能的一款軟件。一方面通過數(shù)據(jù)庫，本次采用的數(shù)據(jù)庫是mysql，來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的大規(guī)模存儲(chǔ)，并運(yùn)用c#語言對(duì)其進(jìn)行操作做一些簡(jiǎn)單的分析。另一方面，軟件與硬件結(jié)合的部分則是主要依靠c#的serpial控件，運(yùn)用它來同下

25、位機(jī)之間進(jìn)行串口通訊。設(shè)計(jì)思路：起初就是簡(jiǎn)單的打算每一次啟動(dòng)設(shè)備，遍歷過所有貨柜之后，向上位機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，二、設(shè)計(jì)思路：上位機(jī)可以將收到下位機(jī)讀卡獲得的數(shù)據(jù)并保存到數(shù)據(jù)庫中。其后，為了方便管理，添加了一個(gè)可以生成報(bào)表的模塊，即生成一個(gè)data.xls文件，還有一個(gè)利用picturebox繪制折現(xiàn)統(tǒng)計(jì)的模塊。然后，通過進(jìn)一步的思考，我們認(rèn)識(shí)，既然是做一個(gè)倉庫管理系統(tǒng)，那么我們就應(yīng)該可以準(zhǔn)確的獲取倉庫庫存量的信息，最終我們決定以時(shí)間為參考，基于每天的時(shí)間來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分開處理。我們這次設(shè)計(jì)的軟件是按照月份來建立數(shù)據(jù)庫，那么年份上就存在說到新年會(huì)出現(xiàn)的問題。因此，我們也添加了一個(gè)提醒與刪除數(shù)據(jù)庫信息的模

26、塊。3、 具體實(shí)現(xiàn)過程：1）：登陸模塊：我們建立的一個(gè)登陸模塊，為的是限制權(quán)限不要讓所有能夠獲得軟件的人就可以操作該軟件。我們?cè)O(shè)置了賬號(hào)密碼與驗(yàn)證碼三個(gè)信息確認(rèn)的項(xiàng)目為的就是確保軟件的安全性。2）：自動(dòng)建立表：在程序進(jìn)行時(shí)，我們會(huì)進(jìn)行一次判斷，判斷當(dāng)前月份所對(duì)應(yīng)的表是否存在于數(shù)據(jù)庫中，不存在即建立。雖然這樣做每次開啟都需要進(jìn)行一次判斷，但是可以免去人工操作而會(huì)產(chǎn)生的錯(cuò)誤。3）：查詢模塊：通過一個(gè)日歷控件，可以對(duì)日期進(jìn)行選擇，在點(diǎn)擊選擇想要查詢的日期時(shí)，軟件會(huì)到數(shù)據(jù)庫中查詢，并找到相應(yīng)月份名稱的表，再?gòu)谋碇羞x擇中對(duì)應(yīng)的日期的。這時(shí)查詢，就有2種情況，一種是選擇了今天之前包括今天的日期，這樣無論該

27、天是否有數(shù)據(jù)的變化都可以從數(shù)據(jù)庫中得到正確反饋。相反的，如果選了本月之后的日期，更或者是選擇了本月之后的月份，那么或直接輸出提示不能查詢未來。這樣可以通過一個(gè)判斷，優(yōu)化對(duì)于數(shù)據(jù)庫的操作。4）：生成報(bào)表：仍然是基于日歷控件，選擇了一個(gè)日期之后，我們會(huì)有這樣以下三種情況：第一、選擇了本日之前的日期，第二、選擇了本日的日期，第三、選擇了本日之后的日期。面對(duì)第一種情況，我們會(huì)判斷該日的數(shù)據(jù)是否存在（如果沒有啟動(dòng)設(shè)備檢查，那么改日不會(huì)獲得數(shù)據(jù)），若無則不允許生成該日的報(bào)表。若數(shù)據(jù)存在，則會(huì)判斷該報(bào)表是否已經(jīng)被產(chǎn)生，理論上，我們不允許對(duì)于已經(jīng)產(chǎn)生了的報(bào)表進(jìn)行再次生成，所以若存在則會(huì)給出已經(jīng)存在的提示，相反

28、的若該日的數(shù)據(jù)存在且文件不存在，會(huì)生成一個(gè)該日的報(bào)表。面對(duì)第二種情況，若是本日的數(shù)據(jù)存在，但是因?yàn)槟撤N情況進(jìn)行了2次檢查出現(xiàn)了不同，我們則是允許對(duì)于本日的報(bào)表進(jìn)行多次生成的操作，所以每次生成本日的報(bào)表，我們就會(huì)刪除已經(jīng)存在的本日的報(bào)表，產(chǎn)生新的。對(duì)于未來的日期，我們則是不允許生成日?qǐng)?bào)表。對(duì)于月報(bào)表，會(huì)出現(xiàn)同日?qǐng)?bào)表相同的情況，因此對(duì)于時(shí)間的判別相同，不加贅述?？偟谜f來我們對(duì)于報(bào)表生成的原則是：生成存在的數(shù)據(jù)，不改變既定事實(shí)的，當(dāng)前的可以多次修改，未來的視為不存在。5）：串口通訊：對(duì)于上位機(jī)發(fā)送或者接收信息這一模塊，較之于初始想法沒有太大改變。采用c#提供的serpial控件，進(jìn)行串口通訊。啟動(dòng)設(shè)

29、備的方法是在打開串口設(shè)施正確的波特率后，向下位機(jī)發(fā)送一個(gè)表示開始值。接收的方法就是使用datareceived事件，此處因?yàn)樯婕暗娇缇€程使用控件，因此需要注意到要添加一個(gè)委托，加強(qiáng)程序的安全性。6）：繪制統(tǒng)計(jì)圖：我們加入了一個(gè)繪制統(tǒng)計(jì)圖的模塊，為的就是可以對(duì)于數(shù)據(jù)機(jī)械的進(jìn)行一個(gè)小的分析。首先通過選擇月份來判斷是否存在該月份的表，然后系統(tǒng)會(huì)選擇出該月份數(shù)據(jù)庫中存在的信息名稱，供用戶選擇，在用戶選擇完2個(gè)信息之后，我們會(huì)讀出在某月份中某物品的時(shí)間（x軸），數(shù)目（y軸）建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，通過picturebox的繪圖功能，繪制一張折線統(tǒng)計(jì)圖。7）：其他：通過系統(tǒng)獲得當(dāng)前的日期月份與日期都有其自己的

30、格式，與數(shù)據(jù)適用的格式略有不兼容，需要注意進(jìn)行轉(zhuǎn)化。該系統(tǒng)建立的數(shù)據(jù)庫為了準(zhǔn)確適用以月份為參考，會(huì)在新的一年時(shí)出現(xiàn)問題，所有在12月份的最后我們會(huì)在主界面上出現(xiàn)一個(gè)提示，并且提供一個(gè)功能清空數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，但是需要慎重使用該功能，確保其是在每年12月最后一次使用后，點(diǎn)擊按鈕。第九章 特色與創(chuàng)新點(diǎn)本系統(tǒng)的在追求核心目標(biāo)“可靠與穩(wěn)定”的前提下，在設(shè)計(jì)中，體現(xiàn)出了以下特色：9.1 藍(lán)牙通訊針對(duì)本設(shè)計(jì)所面向的中小型倉庫管理，我們最終決定使用藍(lán)牙技術(shù)來替代傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)間的通訊。藍(lán)牙是一種低成本大容量的短距離無線通信規(guī)范，操作較為簡(jiǎn)單，成本相對(duì)相低。本設(shè)計(jì)中所使用的藍(lán)牙模塊通信距離等級(jí)為100m左右，完全適用系統(tǒng)的性能要求。9.2 車載非接觸式無線射頻識(shí)別icrfid是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)識(shí)別工作無須人工干預(yù)。將無線識(shí)別放于循跡車上是本設(shè)計(jì)中的重要?jiǎng)?chuàng)新應(yīng)用，無須人為干預(yù)車輛可完成對(duì)貨物的遍歷和信息的采集，完全是設(shè)備自己的動(dòng)作，在實(shí)際應(yīng)用中可以大量節(jié)省人力，提高工作效率。結(jié) 論這次比賽中，我們組四名成員抱著學(xué)習(xí)的心態(tài)去完成這項(xiàng)設(shè)計(jì)，在制作調(diào)試中都付出了智慧和汗水，我們同樣收獲了很多寶貴的知識(shí)