基于ARM的智能储物系统设计

1、    基于ARM的智能储物系统设计        范金红，王广生 时间:2008年07月02日     字 体: 大 中 小        关键词:          摘 要：关键词：智能储物系统,LPC2210,控制器1 智能储物系统的构成与实现 

2、0;  基于LPC2210的智能储物系统由上位机、执行机构(包括步进电机、步进电机驱动器和机械传动机构)、位置检测器、报警器以及以LPC2210为核心的下位机控制器组成，系统结构框图如图1所示。                    1.1 主控制器（下位机）    本系统采用基于ARM7TDMI(-S)的LPC2210作为下位机主控制器。该控制器具有如下特点：

3、60;   (1)集成了ARM7TDMI(-S)处理器核，具有高性能的32位RISC体系结构，片内128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟频率下运行。    (2)具有16KB片内SRAM，32位数据总线宽度，系统最大可扩展64MB存储器。    (3)芯片内部具有UART、硬件I2C、SPI、PWM、ADC和定时器外围部件，功能强大。    LPC2210丰富的片内外资源、快速的响应性和较高的性价比都很适于作为智能储物系统下位机的主控制器。图2是主控制器的硬

4、件结构。LPC2210控制芯片接收来自上位机的控制指令和位置检测传感器反馈的被选择箱体的位置信号，通过控制算法运算，直接输出PWM控制信号，经光电隔离和步进电机驱动器的功率放大后，控制步进电机运行。当智能储物系统遭到破坏时，LPC2210接收到报警信号后对报警器发送控制指令，使报警系统迅速启动，实现现场报警或远程拨号报警。远程拨号电话号码可由用户通过上位机人机交互界面预先设置。                   1.2 上位机    上位机是一台PC机，

5、主要完成智能储物系统的人机交互以及对下位机进行指令控制。使用者可通过人机交互界面方便快捷地进行储物存取选择和物品检索。1.3 执行机构    执行机构采用步进电机拖动机械传动机构，进而带动储物箱体运动。LPC2210芯片是整个步进电机控制的核心部分，它接收来自上位机的箱体选择指令，经过ARM控制中心的解读和转译，并与位置反馈信号进行比较、运算后，由LPC2210控制系统的PWM口送出步进电机的方向和位移控制量。控制信号经光电隔离和电机驱动部分的功率放大后，控制步进电机的运行，步进电机运转带动机械传动机构运动，以使被选择储物箱体到达预定位置。  

6、  为保护ARM控制系统,减小外界信号干扰,各传感器、执行机构与LPC2210之间均采用光电耦合器进行信号隔离。1.4 位置检测器    以此次研制的实验型储物系统为例，该装置共有六只储物箱体，储物箱体位置信号的检测采用了3只LJ18A33-8-Z/BX型电感式接近开关。这种接近开关由LC高频振荡器和放大处理电路组成，它利用金属物体在接近传感器感应头时产生的涡流效应而达到控制开关通或断的目的。当有金属物体接近传感器的感应头时，传感器的输出信号则会由高电平转化为低电平。这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。    根据LJ

7、18A33-8-Z/BX型电感式接近开关的工作原理，在六只储物箱体背面的3个竖直方向上粘贴金属片，粘贴的位置与安装传感器感应头的位置垂直对应。依据储物箱体上金属片粘贴的位置对箱体编号为：001、010、011、100、101、110。当储物箱体经过传感器的感应头时，有金属片经过的传感器输出为低电平，而没有金属片经过的传感器输出为高电平。为保护LPC2210系统,减小外界信号干扰, 传感器的输出信号经过光电耦合器进行信号隔离后由LPC2210的GPIO接口输入LPC2210控制系统。图3为位置检测电路。        

8、;             1.5 报警器    报警器采用单片机芯片AT89S52作为中央处理器。AT89S52是一种低功耗、高性能的CMOS 8位微控制器，具有8KB可编程Flash存储器、256B RAM、32 位I/O口、3个16 位定时器/计数器和看门狗定时器、全双工串行口、片内晶振及时钟电路。该报警器以公用电话线作为信息传输媒体，具有现场声报警和远程自动拨号报警功能。    当自动储物系统的箱体外壳或是系

9、统的电磁门遭到破坏，LPC2210系统在接收到报警信号后，通过GPIO接口向报警器的AT89S52芯片输出控制信号，AT89S52接到信号后控制报警器中的双音多频发送/接收电路和语音报警电路实现报警控制。此时报警器除了可以提供现场120dB的高响度警笛外，还能够快速启动报警器的自动拨号程序。报警器将自动顺序拨打用户设置的6组报警电话号码，并能依次循环拨打，直至得到回应。报警电话号码可由用户预先进行设置。报警器还可设置用户密码，并且安装看门狗电路，故死机后能自动恢复正常运行。2 软件设计    系统软件设计程序流程如图4所示。