物流仓库控制系统

专业综合设计专业综合设计 物流仓库控制系统物流仓库控制系统 指导老师 徐建军指导老师 徐建军 班级 电气班级 电气 09100910 胡馨胡馨 0929203609292036 庄杰靖庄杰靖 0929206109292061 一 一 设计内容设计内容 随着科技生活的进步 物流行业也在迅猛发展 作为物流行业 的关键所在 仓库起着举足轻重的作用 物流中的仓库功能已经从 单纯的物资存储保管 发展到具有担负物资的接收 分类 计量 包装 分拣 配送 存盘等多种功能 本设计中 着重考虑物流仓库的计量与分拣作用 完成物资进 库的计量检测 进库分拣工作 二 二 设计思路设计思路 物资从传送带上进入仓库 经过压力传感器检测 测得重量 P 当重量在某一区间时 由继电器执行 将物资从传感器上推入对 应的分拣口 依次循环 三 三 所需元件所需元件 1 压力传感器 器件选型 MD PS002 压力传感器芯体是在 MD PS001 压力传感器芯片的基 础上进行的二次封装 在保证传感器性能的情况下使之更为方便的 应用在空压机 汽车电子等对于传感器性价比要求较高的领域 电气性能 22 温度范围 工作温度 40 125 存储温度 55 150 最大过压 6X 通常压力 技术指标 1 零点输出 8 mV v 10 mV v 2 满度输出 65 115 mV 2 75 125 mV 170 280 mV 3 线性度 0 20 FSO 4 0 25 FSO 3 4 迟滞和重复性 0 10 FSO 零点温度系数 30 v v 5 电阻温度系数 0 30 5 灵敏度温度系数 0 20 FSO 5 零点热迟滞 0 10 FSO 长期稳定性 0 20 FSO 工作原理 压阻式压力传感器是利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技 术制成的传感器 压阻式传感器常用于压力 拉力 压力差和可以 转变为力的变化的其他物理量 如液位 加速度 重量 应变 流 量 真空度 的测量和控制 压阻效应 当力作用于硅晶体时 晶体的晶格产生变形 使载流子从一个能 谷向另一个能谷散射 引起载流子的迁移率发生变化 扰动了载流子 纵向和横向的平均量 从而使硅的电阻率发生变化 这种变化随晶 体的取向不同而异 因此硅的压阻效应与晶体的取向有关 硅的压 阻效应不同于金属应变计 前者电阻随压力的变化主要取决于电阻 率的变化 后者电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化 应变 而且前者的灵敏度比后者大 50 100 倍 压阻式压力传感器结构 压阻式压力传感器采用集成工艺将电阻条集成在单晶硅膜片上 制成硅压阻芯片 并将此芯片的周边固定封装于外壳之内 引出电极 引线 压阻式压力传感器又称为固态压力传感器 它不同于粘贴式 应变计需通过弹性敏感元件间接感受外力 而是直接通过硅膜片感 受被测压力的 硅膜片的一面是与被测压力连通的高压腔 另一面 是与大气连通的低压腔 硅膜片一般设计成周边固支的圆形 直径 与厚度比约为 20 60 在圆形硅膜片 N 型 定域扩散 4 条 P 杂质电 阻条 并接成全桥 其中两条位于压应力区 另两条处于拉应力区 相对于膜片中心对称 硅柱形敏感元件也是在硅柱面某一晶面的一 定方向上扩散制作电阻条 两条受拉应力的电阻条与另两条受压应 力的电阻条构成全桥 2 继电器 继电器是一种电子控制器件 它具有控制系统 又称输入回路 和被控制系统 又称输出回路 通常应用于自动控制电路中 它实 际上是用较小的电流去控制较大电流的一种 自动开关 故在电路 中起着自动调节 安全保护 转换电路等作用 当输入量 如电压 电流 达到规定值时 使被控制的输出电路导通或断开的电器 具有 动作快 工作稳定 使用寿命长 体积小等优点 广泛应用于电力 保护 自动化 运动 遥控 测量和通信等装置中 电磁式继电器一般由铁芯 线圈 衔铁 触点簧片等组成的 只要在线圈两端加上一定的电压 线圈中就会流过一定的电流 从 而产生电磁效应 衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的 拉力吸向铁芯 从而带动衔铁的动触点与静触点 常开触点 吸合 当线圈断电后 电磁的吸力也随之消失 衔铁就会在弹簧的反作用 力返回原来的位置 使动触点与原来的静触点 常闭触点 吸合 这样吸合 释放 从而达到了在电路中的导通 切断的目的 对于 继电器的 常开 常闭 触点 可以这样来区分 继电器线圈未通 电时处于断开状态的静触点 称为 常开触点 处于接通状态的静 触点称为 常闭触点 3 PCF8591 PCF8591 是一个单片集成 单独供电 低功耗 8 bit CMOS 数 据获取器件 PCF8591 具有 4 个模拟输入 1 个模拟输出和 1 个串行 I C 总线接口 PCF8591 的 3 个地址引脚 A0 A1 和 A2 可用于硬件地 址编程 允许在同个 I C 总线上接入 8 个 PCF8591 器件 而无需额 外的硬件 在 PCF8591 器件上输入输出的地址 控制和数据信号都 是通过双线双向 I C 总线以串行的方式进行传输 PCF8591 的功能包括多路模拟输入 内置跟踪保持 8 bit 模数 转换和 8 bit 数模转换 PCF8591 的最大转化速率由 I C 总线的最 大速率决定 PCF8591 特性 单独供电 PCF8591 的操作电压范围 2 5V 6V 低待机电流 通过 I C 总线串行输入 输出 PCF8591 通过 3 个硬件地址引脚寻址 PCF8591 的采样率由 I C 总线速率决定 4 个模拟输入可编程为单端型或差分输入 自动增量频道选择 PCF8591 的模拟电压范围从 VSS 到 VDD PCF8591 内置跟踪保持电路 8 bit 逐次逼近 A D 转换器 通过 1 路模拟输出实现 DAC 增益 AIN0 AIN3 模拟信号输入端 A0 A3 引脚地址端 VDD VSS 电源端 2 5 6V SDA SCL I2C 总线的数据线 时钟线 OSC 外部时钟输入端 内部时钟 输出端 EXT 内部 外部时钟选择线 使 用内部时钟时 EXT 接地 AGND 模拟信号地 AOUT D A 转换输出端 VREF 基准电源端 四 四 原理分析原理分析 1 输入转换原理图 2 AD 转换原理图 传感器传感器 3 输出及继电器原理图 五 五 程序设计程序设计 程序流程图 开始 检测得重量 P 初始化 判断 0 P X1 结束 判断 0 P X1 执行 3 执行 2 执行 1 Y Y N N 完整程序 include include define uint unsigned int define uchar unsigned char sbit START P3 0 sbit EOC P1 1 sbit OE P1 2 sbit ONOFF1 P1 4 sbit ONOFF2 P1 5 sbit ONOFF3 P1 6 控制继电器开或关 void iic start void 开始 SDA 1 nop SCL 1 somenop SDA 0 somenop SCL 0 void iic stop void 结束 SDA 0 nop SCL 1 somenop SDA 1 void iic sendbyte unsigned char byt 接收数据 unsigned char i for i 0 i 8 i if byt else SDA 0 somenop SCL 1 byt 1 somenop SCL 0 unsigned char iic recbyte void 读取数据 unsigned char da unsigned char i for i 0 i 8 i SCL 1 somenop da 0 fun1 只执行 i 次 if i 0 OE 1 转换结束输出使能 P P0 AD 转换结果赋给 P P P 1 0 255 10 完成转换 OE 0 停止输出 if P 0 P3 P6 ONOFF3 1 i i 1 START 1 启动下一次转换 START 0 void main 主程序 ONOFF1 0 ONOFF2 0 ONOFF3 0 初始时继电器关闭 START 0 初始时不进行 AD 转换 OE 0 while 1 死循环 fun1 1 调用一次转换子程序 六 六 结果分析结果分析 七 七 总结总结 刚接到题目的时候完全没有头绪 不知道究竟应该从何下手 完成和实现怎样的功能 于是第一次找了老师 通过老师对我们的 讲解 大致了解了整个设计的方向 并回去查找了相关资料进行分 析和思考 经过