基于STM32的LED簡易倉庫定位指示系統(tǒng)設計

周華

摘 要：隨著電子信息技術的發(fā)展，現(xiàn)代倉庫管理基本實現(xiàn)了條形碼管理。但商品出入庫仍存在存放位置定位困難的問題。為了提高商品出入庫作業(yè)效率，本文設計了一種基于STM32的LED簡易倉庫定位、指示系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)解析和執(zhí)行兩部分，方便引導物流作業(yè)員對商品進行準確定位，實現(xiàn)快速出庫和入庫。該系統(tǒng)設計簡單，成本低廉，對提高出入庫作業(yè)效率具有重要價值。

關鍵詞：倉庫管理；stm32；定位系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.107

1 引言

本系統(tǒng)需求來源于物流倉儲現(xiàn)場作業(yè)。雖然物流數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)已很成熟，但是物流作業(yè)人員仍面臨商品出入庫時無法快速準確定位商品位置的問題，商品定位花費時間成本很高。因此設計一個定位引導系統(tǒng)非常必要，可以大大降低人力成本、提高工作效率。倉庫中貨物放置類型可以分為稀疏型和緊密型兩類。稀疏性貨物占據(jù)位置和空間較大，容易查找定位；而緊密型貨物位置和空間相互接近，需仔細尋找才能確定準確位置。本設計采用單片機控制三色LED指示燈對緊密型倉儲中商品的準確位置進行定位和引導。

2 系統(tǒng)方案設計

倉庫管理采用指示系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結合的管理方式，在倉儲作業(yè)時增加智能定位引導功能，用于實現(xiàn)倉庫物料快速入庫、出庫和查詢，保證作業(yè)人員快速準確地完成作業(yè)。

倉庫LED定位指示系統(tǒng)接收來自倉庫管理系統(tǒng)的命令數(shù)據(jù)，按照指示命令點亮三色LED定位指示燈實現(xiàn)位置引導。倉庫定位指示系統(tǒng)由數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)兩部分組成。數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)基于STM32硬件平臺進行開發(fā)，采用Linux操作系統(tǒng)。上位機電腦上運行的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)通過本地局域網發(fā)送的數(shù)據(jù)和指令，數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)。在對數(shù)據(jù)解析后，通過串口發(fā)送給執(zhí)行系統(tǒng)。執(zhí)行系統(tǒng)采用性價比高的8位STC89C52單片機為核心構建，根據(jù)串口接收的指令，控制對應的LED指示燈點亮，實現(xiàn)商品位置引導定位?？傁到y(tǒng)框圖如1所示。

3 數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)

數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)通過無線局域網接收電腦發(fā)送數(shù)據(jù)命令，通過通信協(xié)議完成轉換后，發(fā)送到執(zhí)行系統(tǒng)。數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)基于Linux操作系統(tǒng)，采用多進程機制工作：Socket進程和RS485進程。Socket進程負責數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)與PC上位機的通信。RS485進程控制與執(zhí)行系統(tǒng)之間的通信，兩個進程之間通過消息隊列實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。如圖2所示。

3.1 Socket進程

啟動數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)后，Socket進程父進程啟動，等待PC機傳輸數(shù)據(jù)。一旦收到數(shù)據(jù)連接請求，父進程就創(chuàng)建一個子進程。父進程功能不變，繼續(xù)等待PC機傳輸數(shù)據(jù)。子進程則接受上位機數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行解析，加入校驗碼等信息，打包封裝成發(fā)送給單片機執(zhí)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包，發(fā)送到消息隊列等待發(fā)送。

3.2 RS485子進程

RS485進程阻塞式讀取消息隊列中的數(shù)據(jù)。在讀取數(shù)據(jù)后立刻打開串口設備，對串口進行初始化設置；然后打幵總線驅動器設備，把總線驅動器狀態(tài)置為發(fā)送總線數(shù)據(jù)狀態(tài)；最后把讀取的數(shù)據(jù)經過串口設備發(fā)送至總線。RS485進程能夠創(chuàng)建消息隊列，阻塞式從消息隊列中讀取數(shù)據(jù)，打開串口和總線驅動器設備，發(fā)送數(shù)據(jù)給總線。

4 執(zhí)行系統(tǒng)

執(zhí)行系統(tǒng)主要由單片機系統(tǒng)電路和LED陣列電路組成。單片機負責和上位機進行通信，接收數(shù)據(jù)和指令。LED陣列電路實現(xiàn)引導定位功能。每個位置LED有三種顏色，對應商品的入庫、出庫和查詢定位。由于單片機的IO口資源有限（4組32個），所以使用74HC154譯碼器對IO口進行擴展。將LED定位擴展為144個點位。

同一執(zhí)行系統(tǒng)（同一單片機）每次只能實現(xiàn)入庫、出庫和查詢三種功能中的一種功能。但不同執(zhí)行系統(tǒng)（不同單片機）之間，可以實現(xiàn)不同功能。

5 結語

本系統(tǒng)硬件成本低廉，制作簡單，功能豐富。通過與PC機商的物流數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結合，可以實現(xiàn)為商品位置進行查詢，出入庫定位指引功能。方便作業(yè)人員快速完成物流作業(yè)。節(jié)約了成本，提高了工作效率。

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