劉磊 李芳 馮沖

摘 要： 本文給出了一種基于STM32的分揀裝置設(shè)計(jì)，闡述了此系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)及其應(yīng)用。此設(shè)計(jì)一方面實(shí)現(xiàn)了對(duì)特定屬性的產(chǎn)品的選擇功能，驅(qū)動(dòng)電機(jī)將其分揀出來(lái)，并且可利用紅外通信對(duì)電機(jī)進(jìn)行無(wú)線控制，顯示裝置則可更直觀地掌握分揀情況；另一方面，此設(shè)計(jì)具有分揀精準(zhǔn)，操作方便等優(yōu)點(diǎn)。使復(fù)雜的分揀工作更趨高效、簡(jiǎn)便地得以展開(kāi)，分擔(dān)了人工挑選的工作量，節(jié)約了人力成本。

關(guān)鍵詞： STM32；精準(zhǔn)分揀；紅外通信

Abstract：This paper presents a design of sorting device based on STM32 and elaborates the hardware and software design of this system and its application. On one hand the research realizes the function of selecting the products of the specific properties and driving the motor to sort out the products meanwhile uses infrared communication to conduct wireless control of motor. During the operating process the display device could more intuitively grasp the situation of sorting. On the other hand this design has the advantages of convenient operation accurate sorting etc. The fruits in the paper could make the complex sorting work more efficient and more easy not only share the workload of manual selection but also save manpower cost.

Key words： STM32；precise sorting；infrared communication

引言

物流是物質(zhì)資料從供應(yīng)者到需求者的物理運(yùn)動(dòng)，是運(yùn)輸、保管、包裝、裝卸、流通加工、配送以及信息發(fā)布等多項(xiàng)基本活動(dòng)應(yīng)用集結(jié)的統(tǒng)一整體。在經(jīng)濟(jì)全球化潮流和電子商務(wù)風(fēng)行的雙重推動(dòng)下，物流業(yè)已經(jīng)成為當(dāng)前一體化的必然走向，傳統(tǒng)的物流也正在向現(xiàn)代物流轉(zhuǎn)變，而現(xiàn)代物流的本質(zhì)形態(tài)特征就是強(qiáng)化整合資源和優(yōu)化物流全程，所以物流業(yè)已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)社會(huì)中不可或缺的重點(diǎn)實(shí)用基礎(chǔ)支撐。

隨著現(xiàn)代科技的長(zhǎng)足進(jìn)步與發(fā)展，各領(lǐng)域的自動(dòng)化程度也在不斷地向上攀升。其中，自動(dòng)分揀裝置與傳統(tǒng)的手工分揀相比具有效率高、差錯(cuò)率低、分揀點(diǎn)多、作業(yè)無(wú)人化等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用在物流分揀的需求場(chǎng)景中。但是自動(dòng)分揀裝置的等級(jí)表現(xiàn)卻仍是參差不齊的，智能化水平還有待進(jìn)一步加強(qiáng)。因此，要引入更智能的方法實(shí)現(xiàn)物流的自動(dòng)分揀。而且，這也符合 “中國(guó)制造2025”的發(fā)展規(guī)劃要求。

本文將基于STM32微控制器研究設(shè)計(jì)一種物流分揀裝置，該裝置由PC串口指揮操作，能顯示分揀狀態(tài)，并可使用紅外遙控器遠(yuǎn)程控制分揀機(jī)構(gòu)的分揀狀態(tài)。

1 總體設(shè)計(jì)方案

本系統(tǒng)基于STM32的分揀裝置設(shè)計(jì)主要可闡析論述如下：

核心部分要實(shí)現(xiàn)將已知信息傳輸給STM32，使STM32控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)將數(shù)據(jù)指令展開(kāi)傳輸與顯示。PC機(jī)接收數(shù)據(jù)后，再將其傳輸給STM32，STM32判斷是否需要開(kāi)啟電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊從而使電機(jī)進(jìn)入運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的同時(shí)將其收到的信息在LCD屏幕上做出顯示，并通過(guò)紅外模塊對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。本次研究中的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案則如圖1所示。

2 硬件部分

2.1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊

本設(shè)計(jì)選用的是L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，設(shè)定的供電范圍5～35 V，采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號(hào)控制，具有2個(gè)使能端，可單獨(dú)控制2臺(tái)直流電機(jī)、一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)。L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊性能特點(diǎn)為：可實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)及調(diào)速。啟動(dòng)性能好，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。

2.2 LCD顯示模塊

本設(shè)計(jì)選擇的是2.8寸的TFTLCD 即薄膜晶體管液晶顯示器，配備有3.3 V工作電壓。該模塊有如下特點(diǎn)：320×240的分辨率，16位真彩顯示。自帶觸摸屏，可以將其作為控制輸入。

2.3 紅外遙控電路模塊

紅外無(wú)線通信采用紅外線作為無(wú)線傳輸載體，并可應(yīng)用于室內(nèi)外以實(shí)際獲得點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信。紅外線技術(shù)成熟，施展領(lǐng)域空間廣闊，不受高頻電磁波的干擾，在使用紅外線傳輸信息時(shí)，效果穩(wěn)定。在本系統(tǒng)中，采用紅外一體化接收頭HS0038，此中心頻率為38.0 KHz，環(huán)氧樹(shù)脂封裝提供特殊的紅外濾光器，可改善自然光的反射干擾，并能防止無(wú)用脈沖輸出。電源電壓為5 V，低功耗，輸出電平兼容TTL、CMOS。

3 軟件部分

3.1 電機(jī)控制模塊

每個(gè)電機(jī)需要2個(gè)I/O口輸入高低電平來(lái)控制電機(jī)的工作狀態(tài)。首先，要使能驅(qū)動(dòng)電機(jī)的端口，即使能端口時(shí)鐘，然后進(jìn)行端口配置，設(shè)置推挽輸出，設(shè)置I/O口的輸出速度，最后設(shè)置I/O的輸出電平來(lái)控制電機(jī)。綜上可知，電機(jī)控制流程如圖2所示。

3.2 LCD顯示模塊

初始化液晶顯示屏，為展現(xiàn)電機(jī)工作狀態(tài)做好前期預(yù)備。設(shè)計(jì)可得LCD顯示流程如圖3所示。

3.3 紅外無(wú)線控制模塊

在鍵盤上輸入鍵值后，通過(guò)紅外一體化接收頭HS0038采集得到后，進(jìn)行光電放大、解調(diào)，再由STM32單片機(jī)經(jīng)過(guò)定制解碼處理，根據(jù)輸入的不同鍵值，調(diào)用不同的子程序來(lái)達(dá)到控制不同電機(jī)的目的。控制模塊的整體流程如圖4所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

本設(shè)計(jì)是基于STM32的一種高端智能的物流分揀裝置，該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)特定屬性產(chǎn)品的選擇功能，驅(qū)動(dòng)電機(jī)將其分揀出來(lái)。

本設(shè)計(jì)也可利用紅外通信對(duì)電機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程無(wú)線控制，顯示模塊LCD則可更為直觀地掌握分揀情況。

該款設(shè)計(jì)具有分揀精準(zhǔn)，操作方便等優(yōu)點(diǎn)。使復(fù)雜的分揀工作更趨高效、簡(jiǎn)便，分擔(dān)人工挑選的工作量，節(jié)約了人力成本。

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