智能倉(cāng)庫分揀系統(tǒng)點(diǎn)陣液晶模塊設(shè)計(jì)

余永勝

摘要：當(dāng)今，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在飛速的發(fā)展，物流公司倉(cāng)庫貨物進(jìn)出量大，種類繁多，交易復(fù)雜，以人工管理的物流技術(shù)已無法滿足人們的需求，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在逐步取代人工管理。該項(xiàng)目結(jié)合了物流公司的貨物進(jìn)出的實(shí)際需要，采用現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為該物流公司的需求提供非?？煽康募夹g(shù)保障。倉(cāng)庫管理人員就可以根據(jù)LED燈顯示的位置快速的取貨。同時(shí)CM12232-1液晶顯示屏上也顯示要取貨物的名稱和數(shù)量信息，幫助倉(cāng)庫管理人員更好的管理倉(cāng)庫貨物，大大節(jié)省了人力。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；倉(cāng)庫；管理；顯示

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）23-0267-03

1 引言

當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也在快速迅猛的發(fā)展壯大，“物聯(lián)網(wǎng)”已經(jīng)是人們耳熟能詳?shù)脑~語，也是當(dāng)今科技不可或缺的重要組成部分。物流公司倉(cāng)庫貨物進(jìn)出量大，種類繁多，交易復(fù)雜，以人工管理的物流方式已不能有效的帶動(dòng)物流市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，因此，急需一種先進(jìn)的管理技術(shù)來改變這種狀況。本著為工人們減輕壓力，提高物流管理效率，減少對(duì)勞動(dòng)力的支出，給市場(chǎng)帶來更大的收益為目的，物聯(lián)網(wǎng)智能倉(cāng)庫分揀系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。該項(xiàng)目主要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)是機(jī)器人代替工人來管理倉(cāng)庫貨物，實(shí)現(xiàn)貨物的自動(dòng)存入和取出，工作人員只需在控制臺(tái)前進(jìn)行手動(dòng)操作既可，方便、簡(jiǎn)單、易操作，而且不費(fèi)力。

2 需求分析

2.1 項(xiàng)目的主要流程

物聯(lián)網(wǎng)智能倉(cāng)庫分揀系統(tǒng)分為三層物理架構(gòu)：上層---數(shù)據(jù)庫管理，數(shù)據(jù)庫表中列出了成千上萬的貨物信息，上層平臺(tái)可以對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，包括添加、刪除、修改等，當(dāng)有要取的貨物時(shí)，上層點(diǎn)擊屏幕上相應(yīng)的命令就可以對(duì)貨物進(jìn)行存取操作，上層通過無線網(wǎng)絡(luò)向中間層發(fā)送要取貨物的信息，其中包含貨物ID、名稱及數(shù)量。中層---分揀調(diào)度平臺(tái)，當(dāng)中層收到上層發(fā)過來的數(shù)據(jù)包時(shí)，將會(huì)對(duì)其解析并將其轉(zhuǎn)換成字符型數(shù)據(jù)和十六進(jìn)制數(shù)據(jù)后，通過zigbee分發(fā)給下層。下層---調(diào)度平臺(tái)，下層也通zigbee收到中層發(fā)過來的數(shù)據(jù)，并對(duì)其判斷是否是想要的信息，如果是ID號(hào)，就點(diǎn)亮相應(yīng)貨位上的LED燈，并開始使用機(jī)器手進(jìn)行貨物抓取，如果是字模數(shù)據(jù)，8051單片機(jī)就調(diào)用CM12232-1液晶顯示屏顯示，顯示信息包含所取貨物名稱和貨物數(shù)量。

2.2 總體模塊設(shè)計(jì)圖

物聯(lián)網(wǎng)智能分揀系統(tǒng)被分為三層六個(gè)模塊。上層為網(wǎng)絡(luò)模塊和數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)與UI設(shè)計(jì)模塊，中層為取貨信息解析模塊和協(xié)調(diào)器分解模塊，下層為貨物分揀模塊和液晶顯示模塊。

2.3 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

上層數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)如果需要調(diào)度貨物時(shí)，手動(dòng)選擇相應(yīng)的貨物名及貨物數(shù)量，選擇好后便可點(diǎn)擊發(fā)送按鈕通過無線網(wǎng)絡(luò)下發(fā)到中層，其中下發(fā)的數(shù)據(jù)包括貨物名稱、貨物數(shù)量、貨物ID。

中層分揀調(diào)度平臺(tái)，接收到上層數(shù)據(jù)后，進(jìn)行解析調(diào)度，并將解析完的數(shù)據(jù)下發(fā)給下層。其中包含ID號(hào)和顯示數(shù)據(jù)的字模。

下層通過zigbee模塊接收中層的數(shù)據(jù)，下層分為兩部分，一部分用于顯示貨位號(hào)，它要獲取的是ID信息，另一部分用于顯示貨物信息，它獲取的是數(shù)據(jù)的字模。

3 概要設(shè)計(jì)

3.1 CM12232-1液晶模塊簡(jiǎn)介

CM12232-1是一種內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字庫和128個(gè)16*8點(diǎn)字符集圖形點(diǎn)陣液晶顯示器模塊，它主要是由行、列驅(qū)動(dòng)器以及128*32位全點(diǎn)陣液晶顯示器組成。外部接口采用并行或串行方式進(jìn)行控制，其顯示區(qū)域大小為兩頁16 X 122全屏幕點(diǎn)陣，可顯示英文、數(shù)字、漢字、簡(jiǎn)單圖形。工作溫度為0～60攝氏度，存儲(chǔ)溫度為-20～70攝氏度，2MHZ頻率，16K 只讀存儲(chǔ)器ROM，總共提供128個(gè)字符（8*16點(diǎn)陣），總共提供8192個(gè)漢字（16*16點(diǎn)陣）。LED的單點(diǎn)直徑達(dá)到52mm，可視距離遠(yuǎn)可達(dá)到五百米以上。

3.2 ZigBee的簡(jiǎn)介和使用

Zigbee是一種短距離、傳輸速度低的無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)定，采用IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的通信技術(shù)。主要特點(diǎn)：速度低、功耗低、成本低、復(fù)雜度低、快速、安全可靠。大多適用在遠(yuǎn)程和自動(dòng)控制領(lǐng)域，并且可嵌入到各式各樣的設(shè)備中去。簡(jiǎn)單地說，zigbee就是一種低功耗、價(jià)格便宜的、近距離通信的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。Zigbee的技術(shù)特點(diǎn)表現(xiàn)了它將會(huì)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的最好選擇，普遍用于物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)控制、監(jiān)視等領(lǐng)域。以美國(guó)德州儀器TI公司CC2430/CC2530芯片作為代表的zigbee soc解決方案在國(guó)內(nèi)各大高校企業(yè)掀起了一股zigbee技術(shù)應(yīng)用熱潮。

4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 線路鏈接方法

單片機(jī)的P1.0～P1.7管腳依次連接液晶屏的DB0～DB7管腳。

單片機(jī)P3.0管腳與A0管腳連接。

單片機(jī)P3.1管腳與RW管腳連接。

單品機(jī)P3.4管腳與E1管腳連接。

單片機(jī)P3.5管腳與E2管腳連接。

液晶屏的復(fù)位管腳RET接高電平。

液晶屏VDD接+5V電源與VSS接地，之間用20K的電阻連接起來。

4.2 軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)

1）串口中斷接收初始化

2）CM12232-1液晶顯示初始化

4.3 通信協(xié)議的規(guī)定

1）上層與中層間的通信協(xié)議

上層與中層的協(xié)議要求上層每次向中層發(fā)送一個(gè)結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包中包含的數(shù)據(jù)有ID號(hào)，貨物名稱，要取的貨物數(shù)量。

2）中層與下層間的通信協(xié)議

中層與下層協(xié)議要求中層每次向下層發(fā)送16（字節(jié)）*13個(gè)字節(jié)。前16個(gè)字節(jié)是屬于ID號(hào)，用于點(diǎn)亮倉(cāng)儲(chǔ)柜相應(yīng)位置上的LED燈；后16*12個(gè)字節(jié)是屬于字模的，而液晶屏顯示需要的就是后面的字模數(shù)據(jù)，所以要將前面的16個(gè)字節(jié)是不需要顯示的，我將它作為了清屏標(biāo)志，留下后面的16*12個(gè)字節(jié)，是用于在液晶屏幕上顯示的16進(jìn)制數(shù)值。

5 功能測(cè)試

5.1 英文顯示測(cè)試

由于有些字模生成工具生成的字模是不一樣的，有的偏上，有的偏下。所以我們用的字模都是統(tǒng)一偏下的點(diǎn)陣大小為8*16的字模。

5.2 中文顯示測(cè)試

中文與英文字模的區(qū)別就是字模的大小不一樣。我們這里用的中文字模點(diǎn)陣大小為16*16的。

5.3 多字符顯示測(cè)試

當(dāng)液晶屏顯示一個(gè)字模后，那么相應(yīng)的光標(biāo)也要向后移動(dòng)相應(yīng)的寬度，待顯示下一個(gè)字模做準(zhǔn)備。當(dāng)然還要檢測(cè)字?？傞L(zhǎng)度是否超過液晶顯示屏的可顯示區(qū)域，顯示屏的實(shí)際顯示大小為16*16的，但我這里定義的是16*12的大小，只要長(zhǎng)度超過12就調(diào)用清屏操作。等待下次要顯示的字模數(shù)據(jù)。

6 結(jié)語

本文液晶顯示屏通過顯示要取貨物的名稱和數(shù)量信息，幫助倉(cāng)庫管理人員更好的管理倉(cāng)庫貨物。機(jī)械手完成取貨后，下層管理平臺(tái)會(huì)向中間層提交貨物提取完畢信息，中間層收到信息后，并轉(zhuǎn)發(fā)給上層管理平臺(tái)，上層收到信息后，顯示貨物已提取完畢，并從原有的總貨物數(shù)量中減去已取完貨物的數(shù)量，這就是物聯(lián)網(wǎng)倉(cāng)庫管理系統(tǒng)管理貨物的一個(gè)環(huán)節(jié)，通過顯示屏的顯示，大大提高了人工操作的便捷性。

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