超市智能存物箱控制系统设计

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引言
智能超市储物柜的发展背景
在超市智能存物箱系统的发展背景中共出现了两大种款式的超市智能存物箱控制系统，其中第一种是较早期的简易系统，而第二种则是微处理器技术成熟之后才出现的以控制器等典型处理器作为主控的智能系统。本论文将以“超市智能存物箱控制系统的构建”当作研究课题，设计一款能够实现每一项预期功能指标的电子系统出来，之前本课题必需对这种控制系统的发展历史和现如今国际上所取得的研究成果做一个简略描述。图书馆的DataSheet和网上可以查阅到的数据资料显示，超市智能存物箱控制系统在很早以前就早已出现在人类社会了，它的初期版本乃至可能尚不能够称作是一个系统，这是由于它不但功能简陋并且和电子系统的概念还相差甚远。


图1 超市储物柜
在超市智能存物箱控制系统的发展历程中，出现了多种不同类型的版本，下面将几种比较典型的系统进行简要描述。通过主控芯片而且结合其它多种各种功能的传感器是完成嵌入式系统的必经之路，遵照程序设计者的设计水平，各种层次不齐的智能特性都可以被优秀的内部设计到超市智能存物箱控制系统中，这种以微小型处理器当作内部核心架构的超市智能存物箱控制系统才算得上真正的控制系统，所以它可驱动的IO管脚太多了，随便把任何一个传感器件或电路配置到其系统硬件中，都能够实现良好的控制，当然这也对微处理器的功效含有相关要求，从最初的8位机到今日完善的32位机，单片机控制系统一步一个脚印的走过来，到目前为止已经被大幅度的应用到各种控制系统中去了，它强大的控制作用是构建超市智能存物箱控制系统的首选，所以当前市场上很多性能突出的系统也都是通过高性价比控制器芯片来实现的。十八世纪后期英国的工业革命爆发之后，珍妮纺纱机的工作成果带动了其它产业的迅速崛起，这其中一些简易的超市智能存物箱控制系统初态出现，此时它仅能完成一些较为简单的性能，另外里面以机械结构为主，几乎看不到电子器件的影子，直到第二次工业革命后期，最早的用来放大电压电流信号的电子管被发明出来，该电子元件是现在三极管的最初的样子，曾经的开发人员把这些电子器件进行电路设计，可以完成超市智能存物箱控制系统电子系统的雏形。再到后来一些简单的集成器件以及可编程控制器（PLC）出现之后，具备控制功能的超市智能存物箱控制系统才彻底出现， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^ 
这其中以PLC当作主控的系统在当时较为流行，工程师通过梯形语言等PLC语言完成对可编程控制器的控制，通过它的可编程的管脚实现对外部继电器以及其他功能模块的控制，通过这类核心架构的配置可以完成一些简易的超市智能存物箱控制系统，尽管如此，选用该体积庞大的PLC控制器当作主控，肯定是不能完成嵌入式，另外PLC控制器价格昂贵，对超市智能存物箱控制系统的普及是没有多大推动作用的。
智能超市储物柜的发展现状
目前国内外有愈来愈多的研究者和高校中的课外兴趣小组开始着眼于对新型超市智能存物箱控制系统的研发，各角度现如今国内外的现状来看，国内现有产品所发挥出的重要技术和国外顶尖产品在持平状态，国内外处于一种竞争发展的状态。智能概念的提出给超市智能存物箱控制系统注入了新的生命活力，如今国际上很多研究小组都在将大大小小的智能元素嵌入到现有的超市智能存物箱控制系统中，与此同时传感器技术的飞速发展亦将使这类控制系统不断向多传感化发展，使超市智能存物箱控制系统工作加倍方便。近几年来的以太网技术在电子技术相关的各行各业都得到了普遍发展，尤其是嵌入式以太网在超市智能存物箱系统中的使用，如今国内外众多研究小组都取得了这种技术的掌握，这项指标使超市智能存物箱系统组网成为了可能，多个系统相互间的交互数据变得尤为容易。
主要内容
系统选用了模块化电路设计方法，配置了一款可以实现对参数的高清晰显示、发出报警信号、继电器控制和存储数据效果的控制系统，通过由上而下的研究方法，将系统整体的功能划分到各子电路进行构建，通过该方法在很大程度上缩短了系统的设计周期和实现难度，下面为这种系统所涵盖的设计内容。
1、设计参数显示电路，通过对LCD1602液晶屏的驱动，能够对用户输入的箱柜开锁密码进行显示；
2、设计报警电路，当用户在输入密码开箱柜过程中，如果连续三次输入错误密码，那么系统将立即通过该报警电路实现报警功能；
3、设计继电器及其驱动电路，通过单片机的高低电平信号对其进行开关控制，实现对箱柜门阀的启闭控制；
4、设计AT24C02芯片电路，通过单片机的驱动，实现对箱柜密码的掉电保存功能；
5、系统可以实现八位宽度的箱柜密码保存与识别，密码由阿拉伯数字0~9和英文字母A~D组成，用于可以通过键盘上这14个字符设置任意新密码；
6、输入密码过程中采用暗码显示，实现对密码的保护。
智能超市储物柜的方案设计
通过Visio软件绘制了一个超市智能存物箱系统的结构框图，如下图2所示。这个框图以较高层面反映了整个控制系统的内部结构框架和数据的流通方向。此框图可以较为清晰的反映超市智能存物箱系统的实现方案，参照控制与被控的关系，控制器与各模块相互间完成了各自间的驱动指令输入输出。超市智能存物箱控制系统的单片机最小系统电路由复位电路和时钟电路以及AT89C51单片机芯片组成，它是整个系统的关键核心，用做完成对LCD1602、有源蜂鸣器、继电器和AT24C02型EEPROM等电子元器件进行控制。
键盘模块与单片机的P1口八个管脚相连，单片机通过动态检测法对其进行驱动，从而实现密码等参数的输入；继电器模块与单片机的P2.1管脚直接相连，单片机通过高低电平对其进行驱动，从而实现锁阀的开启和关闭；液晶屏与单片机之间通过并行接口进行驱动，实现参数的高清显示；EEPROM芯片与单片机之间通过IIC接口进行连接，实现密码的掉电保存。

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