51单片机rgv小车的监控
随着“工业4.0”与“中国制造2025”等概念的提出，制造业对自动化、智能化生产模式及现代化、智能化的物流运输和仓储系统的需求日益增长。RGV又叫有轨穿梭小车， RGV小车可用于各类高密度储存方式的仓库，小车通道可设计任意长度和交叉通道，可提高整个仓库储存量的密度，并且在操作时无需配合叉车，使其安全性会更高。在利用叉车无需进入巷道的优势，配合小车在巷道中的快速运行，有效提高仓库的运行效率。但是如何准确的监控和换轨基本上是一个难题。小车在轨道中的运行由51单片机系列控制，利用RFID技术和红外技术实现小车位置的监控与跟踪，通过单线CAN总线实现数据交互；系统操作简单，使用者只需要将物品放入小车中，在触摸屏上点击发送目标位置，小车能将物品静态安全的送达。每辆小车的运行都是独立的，互不受影响。系统能实现小车的水平、垂直传输、安全高效。在对软硬件系统进行了各个方面设计之后，为实现对各指标功能进行验证，还特别进行了对软硬件系统的多个方面的反复测试，从测试结果看来各项性能都已达到了标准。这种类型的RGV小车不仅稳定、准确而且具有较高的性价比。
目录
引言 1
（一）、课题研究背景 1
（二）、课题研究内容 1
（三）、课题研究的意义 1
一、智能小车的模块设计 2
（一）STC15F2K60S2单片机的介绍 2
（二）电源模块设计 3
（三）红外接收模块设计 4
二、CAN网模块设计 4
（一）CAN的功能 4
（二）单线CAN隔离收发器 5
（三）CAN转TTL 5
（四）CAN软件的操作使用 6
（五）串口转CAN 7
（六）串口转CAN软件设计 8
（七）帧格式的操作设计 9
（八）串口转CAN命令部分C语言设计 10
（九）串口转CAN部分数据透传程序设计 11
（十）、CAN网模块和串口的原理图 12
三、LED显示模块设计 13
四、高频读写器（SDK）串口 14
五、51单片机实现的功能 14
（一）51单片机代码A2设计 14 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
（二）51单片机代码B2设计 14
（三）51单片机代码C1设计 15
六、实物调试 16
总结与展望 20
致谢 21
参考文献 21
附录一 原理图 1
附录二 PCB图 1
附录三 原件表 2
附录四 小车测试部分代码 3
引言
（一）、课题研究背景
随着科学技术的不断发展，世界经济的全球贸易化，物流（包涵快递）新型的服务型产业发展越来越迅猛。现代用户对现代物流业发展能推动各种行业又快又好的发展得到了一个共识。自动立体化仓库是一个重要的部分在物流系统中，但是在这个自动立体化仓库发展中很多的缺点就暴露出来了，比如叉车不够灵活又占据巨大的空间位置，这个时候有轨自动化小车作为一种重要的工具就出现了。小车可以任意的设计其长度在电控系统下，通过各种测距仪和控制器精确的定位到小车的位置和控制其方向，可以提高整体的速度和仓库的灵活性。RGV小车主体由监控系统、定位系统、轨道、控制器等组成。RGV小车应该具有动作控制、位置控制、通信功能控制，各项性能控制监控，人机界面的操作。
（二）、课题研究内容
第一：目前市面上的小车。人机界面比较老式趋于按钮，不能满足于智能产品的开发，以及PAD或者移动手机的控制与监控造成很大的不便。本设计的研究内容之一就是把各项控制监控，做到一个更友善的人机界面。
第二：目前的大部分监控系统或者是控制系统都是用大型计算机或者PC机进行控制比较老套，价格比较昂贵。本设计主要利用51单片机系列中的STC15F2K60S2对小车监控，操作简便，设备体积较小，性价比高。
第三:目前大部分小车，信号的交互采用激光技术或者ZigBee等技术，这些技术比较复杂，没有CAN总线来的稳定和可靠。目前CAN总线技术已被公认为几种最具有前途的现场总线之一
（三）、课题研究的意义
本设计的基于51单片机RGV小车的监控可以为企业提供一套更适合仓库储存物流的设备，具有超高的性价比且满足目前智能化的发展潮流，使小车操作更为简便，性价比大大提升，物流车间的生产效率不断上升。降低小车在换轨时发生侧翻等不良的情况发生。由于CAN串口总线技术比较稳定，不受天气环境和电流磁场的干扰，使国产小车可以更具有竞争力。对于大力发展中国的物流业，提高物流装备“中国造”技术水平具有十分重要的意义。
一、智能小车的模块设计
智能小车系统如下图所示，主要包含了：51单片机最小系统、串口转CAN模块、LED显示模块、电机控制模块、电源模块、红外接收模块。小车通过红外接收模块对路面和路况发送到51单片机最小系统，接着51单片机系统把情况反应到LED显示模块，用户根据需要发出指令通过CAN网模块对小车进行指挥并且用电机模块执行相对应的操作，使得小车安全规范的运行。本设计主要涉及对其监控所以电机控制模块不做详细解释说明。
图1.智能小车模块设计图
（一）STC15F2K60S2单片机的介绍
STC15F2K60S2是宏晶STC公司生产的具有增强型的内核，单时钟机器周期，速度比传统8051单片机快8～12倍。60KB Flash程序存储器；1KB数据Flash；2048字节的SRAM，三个16位可自动装载的定时/计数器，可以实现编程时钟输出功能，之多有42根I/O接口线，2个全双工异步串口行口，1个高速同步通信端口，8通道10位ADC，3通道PWM/可编程计数器阵列/批捕/比较单元，内部高可靠上电复位电路和硬件看门狗，内部集成高精度R/C时钟，常温工作时，可以省去外部的晶振电路。
图2. STC15F2K60S单片机
（二）电源模块设计
本设计的小车采用了三个单片机根据其需要安装了不同的电源模块。分别是POWER_DC5V_DC3.3V模块，POWER_DC24V_DC5V模块，POWER_DC5V_DC3.3V模块，主要功能肯定是供电，为了防止数据采集器会受到潜在破坏性电压的影响，放大电平信号，消除由接地环路引起的测量误差，提高产品的性价比。电压5V读写器接线定义：
目录
引言 1
（一）、课题研究背景 1
（二）、课题研究内容 1
（三）、课题研究的意义 1
一、智能小车的模块设计 2
（一）STC15F2K60S2单片机的介绍 2
（二）电源模块设计 3
（三）红外接收模块设计 4
二、CAN网模块设计 4
（一）CAN的功能 4
（二）单线CAN隔离收发器 5
（三）CAN转TTL 5
（四）CAN软件的操作使用 6
（五）串口转CAN 7
（六）串口转CAN软件设计 8
（七）帧格式的操作设计 9
（八）串口转CAN命令部分C语言设计 10
（九）串口转CAN部分数据透传程序设计 11
（十）、CAN网模块和串口的原理图 12
三、LED显示模块设计 13
四、高频读写器（SDK）串口 14
五、51单片机实现的功能 14
（一）51单片机代码A2设计 14 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
（二）51单片机代码B2设计 14
（三）51单片机代码C1设计 15
六、实物调试 16
总结与展望 20
致谢 21
参考文献 21
附录一 原理图 1
附录二 PCB图 1
附录三 原件表 2
附录四 小车测试部分代码 3
引言
（一）、课题研究背景
随着科学技术的不断发展，世界经济的全球贸易化，物流（包涵快递）新型的服务型产业发展越来越迅猛。现代用户对现代物流业发展能推动各种行业又快又好的发展得到了一个共识。自动立体化仓库是一个重要的部分在物流系统中，但是在这个自动立体化仓库发展中很多的缺点就暴露出来了，比如叉车不够灵活又占据巨大的空间位置，这个时候有轨自动化小车作为一种重要的工具就出现了。小车可以任意的设计其长度在电控系统下，通过各种测距仪和控制器精确的定位到小车的位置和控制其方向，可以提高整体的速度和仓库的灵活性。RGV小车主体由监控系统、定位系统、轨道、控制器等组成。RGV小车应该具有动作控制、位置控制、通信功能控制，各项性能控制监控，人机界面的操作。
（二）、课题研究内容
第一：目前市面上的小车。人机界面比较老式趋于按钮，不能满足于智能产品的开发，以及PAD或者移动手机的控制与监控造成很大的不便。本设计的研究内容之一就是把各项控制监控，做到一个更友善的人机界面。
第二：目前的大部分监控系统或者是控制系统都是用大型计算机或者PC机进行控制比较老套，价格比较昂贵。本设计主要利用51单片机系列中的STC15F2K60S2对小车监控，操作简便，设备体积较小，性价比高。
第三:目前大部分小车，信号的交互采用激光技术或者ZigBee等技术，这些技术比较复杂，没有CAN总线来的稳定和可靠。目前CAN总线技术已被公认为几种最具有前途的现场总线之一
（三）、课题研究的意义
本设计的基于51单片机RGV小车的监控可以为企业提供一套更适合仓库储存物流的设备，具有超高的性价比且满足目前智能化的发展潮流，使小车操作更为简便，性价比大大提升，物流车间的生产效率不断上升。降低小车在换轨时发生侧翻等不良的情况发生。由于CAN串口总线技术比较稳定，不受天气环境和电流磁场的干扰，使国产小车可以更具有竞争力。对于大力发展中国的物流业，提高物流装备“中国造”技术水平具有十分重要的意义。
一、智能小车的模块设计
智能小车系统如下图所示，主要包含了：51单片机最小系统、串口转CAN模块、LED显示模块、电机控制模块、电源模块、红外接收模块。小车通过红外接收模块对路面和路况发送到51单片机最小系统，接着51单片机系统把情况反应到LED显示模块，用户根据需要发出指令通过CAN网模块对小车进行指挥并且用电机模块执行相对应的操作，使得小车安全规范的运行。本设计主要涉及对其监控所以电机控制模块不做详细解释说明。
图1.智能小车模块设计图
（一）STC15F2K60S2单片机的介绍
STC15F2K60S2是宏晶STC公司生产的具有增强型的内核，单时钟机器周期，速度比传统8051单片机快8～12倍。60KB Flash程序存储器；1KB数据Flash；2048字节的SRAM，三个16位可自动装载的定时/计数器，可以实现编程时钟输出功能，之多有42根I/O接口线，2个全双工异步串口行口，1个高速同步通信端口，8通道10位ADC，3通道PWM/可编程计数器阵列/批捕/比较单元，内部高可靠上电复位电路和硬件看门狗，内部集成高精度R/C时钟，常温工作时，可以省去外部的晶振电路。
图2. STC15F2K60S单片机
（二）电源模块设计
本设计的小车采用了三个单片机根据其需要安装了不同的电源模块。分别是POWER_DC5V_DC3.3V模块，POWER_DC24V_DC5V模块，POWER_DC5V_DC3.3V模块，主要功能肯定是供电，为了防止数据采集器会受到潜在破坏性电压的影响，放大电平信号，消除由接地环路引起的测量误差，提高产品的性价比。电压5V读写器接线定义：
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