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基于ARM的智能储物系统设计

发布时间:2008/8/20 0:00:00 访问次数:530

  本文提出的智能储物系统是一种新型的应用于家庭及办公领域的小型自动化储物装置,主要用于存储现金、存折、印章、证件、机要文件等重要物品。

  该智能储物系统具有自动存取物品及安全防范功能,能够节省室内空间以及对装置中存储物品实现系统管理和检索。

  智能储物系统由上位机、物品存取软件和以下位机为核心的自动控制执行机构组成。上位机为一台内部安装了物品存取软件的pc机,它为智能储物系统提供人机交互平台,实现智能储物系统的用户验证功能、物品存取界面显示、存储物品的管理和检索功能。以基于arm lpc2210的下位机为核心的自动控制执行机构接收上位机发送的控制指令,通过自动控制使被选中的储物箱体到达预定的位置来实现物品的自动存取和异常情况下的快速报警功能。整个储物系统被安装在一个坚固、密封的金属箱体中。

  该金属箱体可以被嵌入到非承重墙体中或者作为房屋隔断使用,其大小可根据用户需要做成整面墙或为墙体的一部分。与传统保险柜相比,它非常隐蔽,而且合理、有效地利用了室内空间。储物系统存取物品的窗口可以根据用户的愿望开在箱体表面的任何位置,门内安装有电磁锁。存储物品用的箱体由多个小箱体组成,数量和内部结构根据用户需要确定,这些小箱体通过悬挂装置悬挂于机械传动机构上。

  智能储物系统的操作简单、方便。首先打开pc机,启动物品存取软件,软件显示用户登录界面,用户输入用户名、密码,进行用户身份验证。验证通过后,方可进入物品存取界面;在该界面中用户选择对物品进行操作的类型,是存物品还是取物品。选择完成后,进入下一步的具体物品选择界面,用户选择需要存或取的物品。选择确定后,上位机通过pc机的串行通讯口发送控制指令至下位机的lpc2210。lpc2210接到指令,进行解读、转译,生成新的控制信号发送到步进电机。

  与此同时,位置传感器对储物小箱体的位置进行检测,检测到的位置反馈信号与位置给定信号进行实时比较,控制步进电机运转。步进电机运转带动机械传动机构运动, 控制被选择的储物小箱体准确地停放在取物窗口,同时,取物窗门内的电磁锁自动打开,用户进行物品存取操作。操作完成后,用户可通过计算机上显示的修改物品记录界面增、删物品记录,实现物品清单的更新,以备检索时使用。如果装置窗口门或装置外壳遭到破坏被强行打开,报警系统将自动启动,实现现场报警或远程拨号报警,远程拨号号码可由用户通过人机交互界面预先输入。

  智能储物系统不但具有储物功能,而且还具有保险柜功能。与传统的储物橱柜、保险柜相比,它省去了人工爬上、爬下的存取,对物品的存取实现了自动化,省时、省力。智能储物系统还可以根据用户的不同需求进行个性化的设计。储存的物品能够通过计算机进行系统管理,它具有的检索功能可以使你在众多的储存物品中方便、快捷地找到所需要的物品。智能储物系统所具有的快速报警功能能够提供快速的现场与远程报警,这使它的安全防范性能大大提高。与传统储物装置相比,智能储物系统具有良好的应用前景。

  1 智能储物系统的构成与实现

  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:

  (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,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

  本文提出的智能储物系统是一种新型的应用于家庭及办公领域的小型自动化储物装置,主要用于存储现金、存折、印章、证件、机要文件等重要物品。

  该智能储物系统具有自动存取物品及安全防范功能,能够节省室内空间以及对装置中存储物品实现系统管理和检索。

  智能储物系统由上位机、物品存取软件和以下位机为核心的自动控制执行机构组成。上位机为一台内部安装了物品存取软件的pc机,它为智能储物系统提供人机交互平台,实现智能储物系统的用户验证功能、物品存取界面显示、存储物品的管理和检索功能。以基于arm lpc2210的下位机为核心的自动控制执行机构接收上位机发送的控制指令,通过自动控制使被选中的储物箱体到达预定的位置来实现物品的自动存取和异常情况下的快速报警功能。整个储物系统被安装在一个坚固、密封的金属箱体中。

  该金属箱体可以被嵌入到非承重墙体中或者作为房屋隔断使用,其大小可根据用户需要做成整面墙或为墙体的一部分。与传统保险柜相比,它非常隐蔽,而且合理、有效地利用了室内空间。储物系统存取物品的窗口可以根据用户的愿望开在箱体表面的任何位置,门内安装有电磁锁。存储物品用的箱体由多个小箱体组成,数量和内部结构根据用户需要确定,这些小箱体通过悬挂装置悬挂于机械传动机构上。

  智能储物系统的操作简单、方便。首先打开pc机,启动物品存取软件,软件显示用户登录界面,用户输入用户名、密码,进行用户身份验证。验证通过后,方可进入物品存取界面;在该界面中用户选择对物品进行操作的类型,是存物品还是取物品。选择完成后,进入下一步的具体物品选择界面,用户选择需要存或取的物品。选择确定后,上位机通过pc机的串行通讯口发送控制指令至下位机的lpc2210。lpc2210接到指令,进行解读、转译,生成新的控制信号发送到步进电机。

  与此同时,位置传感器对储物小箱体的位置进行检测,检测到的位置反馈信号与位置给定信号进行实时比较,控制步进电机运转。步进电机运转带动机械传动机构运动, 控制被选择的储物小箱体准确地停放在取物窗口,同时,取物窗门内的电磁锁自动打开,用户进行物品存取操作。操作完成后,用户可通过计算机上显示的修改物品记录界面增、删物品记录,实现物品清单的更新,以备检索时使用。如果装置窗口门或装置外壳遭到破坏被强行打开,报警系统将自动启动,实现现场报警或远程拨号报警,远程拨号号码可由用户通过人机交互界面预先输入。

  智能储物系统不但具有储物功能,而且还具有保险柜功能。与传统的储物橱柜、保险柜相比,它省去了人工爬上、爬下的存取,对物品的存取实现了自动化,省时、省力。智能储物系统还可以根据用户的不同需求进行个性化的设计。储存的物品能够通过计算机进行系统管理,它具有的检索功能可以使你在众多的储存物品中方便、快捷地找到所需要的物品。智能储物系统所具有的快速报警功能能够提供快速的现场与远程报警,这使它的安全防范性能大大提高。与传统储物装置相比,智能储物系统具有良好的应用前景。

  1 智能储物系统的构成与实现

  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:

  (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,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。

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