锦纶化纤织布入库运送及记录系统设计硬件部分
为了减少锦纶化纤织布车间织布入库时工人的工作量，提高整体的工作效率。需要对原有的行车运送系统进行改造。本文设计了行车织布入库及记录系统，能够使用一辆行车对布匹进行称重和运送，并将所得布匹重量通过无线传输的方式，发送给上位机接收端，并记录到PC机中。本设计以AT89S52单片机为控制核心，而称重传感器采用电阻应变片式，采用NRF24L01作为红外传输模块，以MAX232作为串口TTL电平转换芯片，称重传感器的A/D转换由HX711执行。上位机接收端设置了称重传感器的报警值，当超过额定值时，上位机接收端的报警装置报警。
经测试，系统基本满足设计要求和实际使用的要求，且对原系统的改造较为简单，成本较低，维护方便，将其应用到织布车间，将会提高生产效率。
关键词 行车，单片机，无线通信，红外传输
目 录
1 绪论 1
1.1 课题背景及意义 1
1.2 课题中采用的主要技术 1
1.3 本课题的研究方法和主要工作 4
2 行车织布入库及记录系统的总体设计4
2.1系统设计要求4
2.2 系统总体方案5
2.3 几种行车织布入库系统的实现方案的比较7
2.4本章小结9
3 系统硬件的设计与实现9
3.1 行车上系统的硬件设计9
3.2上位机接收端的硬件设计16
3.3 本章小结22
结论23
致谢24
参考文献25
附录A实物图27
附录B锦纶化纤织布入库运送及记录系统原理图28
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
淮安锦纶化纤 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
织布车间的目前情况为：首先需要一名员工操作上位机，用于记录生产数据，例如，型号、产量、一卷布的重量。在织布机完成一匹布的生产后，由两名工人人工操作行车进行至该织布机车位，将挂钩固定在中轴两侧，吊起这一匹布，再将中轴中间的细长轴取出。由织布工人剪布，将布头缝好。接下来，运至称重处，放下布进行包装，换至称重行车，固定好后称重，行车上的重量传感器将重量数据无线传输至接收器上显示，人工贴上标签，记录数据。之后，换另一部行车，将包装好的布运至仓库存放。现在的工作状态需要两名操作行车的工人全程跟随，还需要两台行车协同运行，才能完成整个过程。过程比较复杂繁琐，成本也相应有些高，同时人力的使用上还可以精简。
通过一系列改进，可以只用一部行车完成全部过程。同时只需要有一名工人在上位机上进行操作，而不需要工作人员一直跟随操作。过程在一定的改进后也会更加流畅快捷。从而，使人力成本和机械运行成本加在一起的总成本降低。
针对这些问题，本课题设计一套织布入库运输及记录系统，通过一系列改造，可以只用一部行车完成全部过程，同时只需要有一名工人在上位机上操作，而不需要两个工人一直跟随操作。改进后，行车开始时在操作工操作下，可以从线上任何位置迅速移动到需要去搬运布的纺车车位；在稳定的过程中，通过行车上的重量传感器进行称重，再将这个数据传输到上位机，同时遥控器上的显示屏也会显示并保存最近一次的称重；称重完成后，行车回到主运行轨道，快速稳定的行进至计划存放的仓库某位置，操作工卸下布匹进行存放。过程在改进后会更加快捷流畅，从而，使人力成本和机器运行成本加在一起的总成本降低。因此对行车的改进具有一定的实际意义。
1.2 课题中采用的主要技术
1.2.1 无线通信技术
与传统的有线通信相比，无线通信不需要线路的铺设，因而也不需要挖掘电缆沟，从而节省了设备安装时的时间，同时节省了大量的人力和物力。无线通信是以电波可以在空气中传播为理论依据，而发展开来的新兴的数据传递方式。从最早的电报到现如今的红外、蓝牙、WiFi等[20]。因为无线通信的优点突出，现在已经被广泛应用在工业生产中，使得生产的过程更加快捷、效率。随着无线通信技术的日益成熟，其通信的方式也越来越多。但是，也不是每一种通信方式在生产过程中都是普遍适用的，应该根据生产现场的环境和需求，来选择合适的通信方式。下面就来对比几种常见的无线通信方式:
表 1.1常见的无线通信方式对比
WLAN
Bluetooth
ZigBee
UWB
红外
采用协议
802.11
802.15.1
802.15.1
通信距离
<200m
<100m
10~75m
<10m
<20m
传输速率
（Mbps）
5.5~11s
红外遥控器的工作原理非常简单，简单的来讲就是将控制信号由红外发射管发送，被遥控的部分上装有红外接收头，并由接收头将接收到的红外线转换为控制信号，来控制部件的运作。一般的红外控制系统都是由，调制、接受和发射三个部分组成的。红外遥控器上的按键是用来控制行车的运行的，只需要设置四个按键便可，而后经调制，转换为二进制数据，与载波进行“与”操作，最终由红外发射端发送。
1 绪论 1
1.1 课题背景及意义 1
1.2 课题中采用的主要技术 1
1.3 本课题的研究方法和主要工作 4
2 行车织布入库及记录系统的总体设计4
2.1系统设计要求4
2.2 系统总体方案5
2.3 几种行车织布入库系统的实现方案的比较7
2.4本章小结9
3 系统硬件的设计与实现9
3.1 行车上系统的硬件设计9
3.2上位机接收端的硬件设计16
3.3 本章小结22
结论23
致谢24
参考文献25
附录A实物图27
附录B锦纶化纤织布入库运送及记录系统原理图28
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
淮安锦纶化纤 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
织布车间的目前情况为：首先需要一名员工操作上位机，用于记录生产数据，例如，型号、产量、一卷布的重量。在织布机完成一匹布的生产后，由两名工人人工操作行车进行至该织布机车位，将挂钩固定在中轴两侧，吊起这一匹布，再将中轴中间的细长轴取出。由织布工人剪布，将布头缝好。接下来，运至称重处，放下布进行包装，换至称重行车，固定好后称重，行车上的重量传感器将重量数据无线传输至接收器上显示，人工贴上标签，记录数据。之后，换另一部行车，将包装好的布运至仓库存放。现在的工作状态需要两名操作行车的工人全程跟随，还需要两台行车协同运行，才能完成整个过程。过程比较复杂繁琐，成本也相应有些高，同时人力的使用上还可以精简。
通过一系列改进，可以只用一部行车完成全部过程。同时只需要有一名工人在上位机上进行操作，而不需要工作人员一直跟随操作。过程在一定的改进后也会更加流畅快捷。从而，使人力成本和机械运行成本加在一起的总成本降低。
针对这些问题，本课题设计一套织布入库运输及记录系统，通过一系列改造，可以只用一部行车完成全部过程，同时只需要有一名工人在上位机上操作，而不需要两个工人一直跟随操作。改进后，行车开始时在操作工操作下，可以从线上任何位置迅速移动到需要去搬运布的纺车车位；在稳定的过程中，通过行车上的重量传感器进行称重，再将这个数据传输到上位机，同时遥控器上的显示屏也会显示并保存最近一次的称重；称重完成后，行车回到主运行轨道，快速稳定的行进至计划存放的仓库某位置，操作工卸下布匹进行存放。过程在改进后会更加快捷流畅，从而，使人力成本和机器运行成本加在一起的总成本降低。因此对行车的改进具有一定的实际意义。
1.2 课题中采用的主要技术
1.2.1 无线通信技术
与传统的有线通信相比，无线通信不需要线路的铺设，因而也不需要挖掘电缆沟，从而节省了设备安装时的时间，同时节省了大量的人力和物力。无线通信是以电波可以在空气中传播为理论依据，而发展开来的新兴的数据传递方式。从最早的电报到现如今的红外、蓝牙、WiFi等[20]。因为无线通信的优点突出，现在已经被广泛应用在工业生产中，使得生产的过程更加快捷、效率。随着无线通信技术的日益成熟，其通信的方式也越来越多。但是，也不是每一种通信方式在生产过程中都是普遍适用的，应该根据生产现场的环境和需求，来选择合适的通信方式。下面就来对比几种常见的无线通信方式:
表 1.1常见的无线通信方式对比
WLAN
Bluetooth
ZigBee
UWB
红外
采用协议
802.11
802.15.1
802.15.1
通信距离
<200m
<100m
10~75m
<10m
<20m
传输速率
（Mbps）
5.5~11s
红外遥控器的工作原理非常简单，简单的来讲就是将控制信号由红外发射管发送，被遥控的部分上装有红外接收头，并由接收头将接收到的红外线转换为控制信号，来控制部件的运作。一般的红外控制系统都是由，调制、接受和发射三个部分组成的。红外遥控器上的按键是用来控制行车的运行的，只需要设置四个按键便可，而后经调制，转换为二进制数据，与载波进行“与”操作，最终由红外发射端发送。
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