集群式自动售货机控制系统设计

发布时间：2020-10-18 03:53

　　 随着物联网、移动支付和商业自动化的发展,智能化的无人销售成为零售业的发展趋势。在提出“新零售”的概念之后,人们纷纷将目光聚焦到线下无人零售领域,而作为无人零售最初模式的自动售货机也随之备受关注。但目前市面上饮料机依然是主流,销售商品品类过于单一,无法满足人们对多样化商品的消费需求。另外,随着无人售货机行业的大力发展,其对电力的需求也越来越大。为此,有待研制一种具有多种售货方式,可以覆盖多种产品的综合售货机并实现节能要求。本课题以实际科研项目为依托,针对售卖商品品类单一及屏幕交互方式的弊端,设计开发了集群式自动售货机控制系统。首先,本文介绍了自动售货机系统的体系结构,并着重对自动售货机涉及的关键技术进行分析,为集群式自动售货机控制系统实现集群式级联、支付结算和物联通信等功能做好理论基础。在对比分析了自动售货机相关技术优缺点的基础上,结合实际功能需求及相关技术特点,确定了以弹簧式、履带式和格子便利柜等多种售卖机型的集群式终端销售方案,通过CAN总线技术实现多种售卖机型集群式级联与通信,使用升降货架为辅的出货机构,采用人机Web交互,最大限度提高售卖商品的多样性,降低系统功耗,并优化购物流程。随后,在分析弹簧式、履带式和格子便利柜出货原理的基础上,本文采用一种矩阵式驱动电路拓扑,作为三种出货方式的驱动电路,实现了一块控制板多种售卖功能。同时,根据系统功能需求,对系统各功能模块电路进行设计,完成了系统硬件平台的设计与搭建。然后,对售卖终端软件各个模块驱动程序进行详细设计,完成了包括出货驱动、红外检测、升降货架、CAN通信、LTE/GPRS通信等模块程序的设计。此外,对运营支撑软件的软件架构、数据库和软件功能界面进行设计,美观且功能齐全的显示界面使运营商可以方便地实现对售卖终端的集中化、智能化运营管理。最后,本文对研发的集群式自动售货机控制系统进行了测试与分析,经长时间投入试运行,设备运行良好,检验了系统各功能工作的可靠性和稳定性。本文图58幅,表12个,参考文献76篇。
【学位单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TH692.62;TP273
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 国内外研究现状及趋势
    1.3 课题研究内容
2 控制系统总体方案设计
    2.1 自动售货机系统简介
    2.2 自动售货机相关技术分析
        2.2.1 嵌入式实时操作系统
        2.2.2 集群式总线技术
        2.2.3 支付技术
        2.2.4 远程通信技术
    2.3 自动售货机控制系统概述
    2.4 自动售货机控制系统方案设计
        2.4.1 控制系统硬件方案设计
        2.4.2 控制系统软件方案设计
    2.5 本章小结
3 控制系统硬件平台设计
    3.1 系统硬件设计概述
    3.2 系统电源电路设计
    3.3 主控电路设计
        3.3.1 主控芯片简介
        3.3.2 最小系统电路
    3.4 出货驱动电路设计
        3.4.1 弹簧推送式出货原理
        3.4.2 履带式出货原理
        3.4.3 格子便利柜出货原理
        3.4.4 出货驱动电路
    3.5 升降货架电路设计
    3.6 红外检测电路设计
    3.7 CAN通信电路设计
        3.7.1 CAN通信结构
        3.7.2 CAN通信电路
    3.8 LTE/GPRS通信电路设计
        3.8.1 GPRS通信电路
        3.8.2 LTE通信电路
    3.9 温度检测电路设计
    3.10 本章小结
4 控制系统软件平台设计
    4.1 控制系统软件设计概述
        4.1.1 软件总体框架设计
        4.1.2 软件主程序设计
    4.2 uC/OS-Ⅲ系统软件设计
        4.2.1 uC/OS-Ⅲ操作系统移植
        4.2.2 uC/OS-Ⅲ系统任务分配与调度
    4.3 出货驱动程序设计
    4.4 红外检测程序设计
    4.5 升降货架程序设计
    4.6 CAN通信程序设计
        4.6.1 CAN通信规范
        4.6.2 CAN通信协议
    4.7 LTE/GPRS通信程序设计
        4.7.1 GPRS通信程序
        4.7.2 LTE通信程序
    4.8 温度检测程序设计
    4.9 运营支撑软件设计
        4.9.1 运营支撑软件架构
        4.9.2 数据库设计
        4.9.3 Web和 APP功能界面设计
    4.10 本章小结
5 系统测试与分析
    5.1 系统模块化测试
        5.1.1 出货驱动模块测试
        5.1.2 升降货架模块测试
        5.1.3 CAN通信测试
        5.1.4 LTE通信测试
    5.2 整机运行与分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
附录
作者攻读学位期间发表论文清单
致谢

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本文编号：2845759