基于CAN总线与射频技术的电子拣选系统的设计

发布时间：2017-04-05 05:07

  本文关键词：基于CAN总线与射频技术的电子拣选系统的设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着近几年我国物流行业的飞速发展,处于物流链上层的部分大型企业和配送中心已经将成熟的自动化立体仓库应用到仓储管理中,通过提高拣选效率,创造出更多利润空间。但作为物流链基础的下层,即占有我国仓库数量较大份额的各中小型企业自储备或中转仓库,在其仓储管理中,采用传统纸质订单或功能单一的电子标签进行信息获取和人工拣选作业的模式仍较为普遍,并且对已经普及的叉车作业缺乏调度引导,因此降低了仓储运转效率,影响了物流链的整体发展。针对目前中小型企业仓储管理存在的不足,本文提出了基于CAN总线与射频技术的电子拣选系统。该系统以上位机管理平台为控制中心,利用入库储位分配策略为货物分配储位,采用CAN总线技术和RFID、ANT射频技术相结合的方式实现货物信息采集节点对出入库货物信息的采集和库存温湿度信息的写入、实现移动式拣选节点对叉车作业的调度、实现固定式拣选节点对人工作业的引导、实现温湿度检测节点对温湿度的采集和传输,从而提高仓储的自动化管理水平。本文主要工作总结如下:(1)电子拣选系统方案设计。首先根据仓库的实际情况,设计系统框架,包括系统中各节点的分布、现场总线类型及其拓扑结构的选择和各节点结构及其功能的设计;然后对仓储管理三大作业流程进行分析,并通过各节点的配合操作,对本系统所能实现的功能即各作业流程中的核心环节:入库操作、出库操作和盘点操作进行设计。(2)电子拣选系统硬件设计。根据系统设计方案中对各节点结构和功能的设计,完成各节点核心模块选型和接口电路设计。选择MSP430F149、RLM300作为货物信息采集节点的微控制器和UHF RFID模块;选择RF24L01B+作为移动式拣选节点的ANT射频模块;在固定式拣选节点中,通过对指示灯、按键和数码管配合使用的设计,实现人工作业的引导和操作;选择SHT10作为温湿度检测节点的温湿度传感器,对仓库温湿度进行采集。(3)电子拣选系统软件设计。首先设计货物入库储位分配策略,建立数学模型,选择算法并对储位分配问题进行求解,完成算法仿真并对结果进行分析验证;然后根据本系统的入库、出库和盘点操作功能,对各节点的工作模式和程序进行设计;最后,完成本系统上位机管理平台的开发,包括图形用户界面设计和数据库开发。(4)电子拣选系统功能测试。首先将基于遗传算法的储位分配仿真结果导入管理平台中,进行储位分配结果的移植测试并验证了其可行性;然后对系统各主节点进行功能测试并分析了测试结果;最后通过操作管理平台对系统的整体功能进行测试并对测试结果进行了分析验证。测试结果表明,基于CAN总线与射频技术的电子拣选系统能够实现货物入库储位的合理分配,实现出、入库货物信息的快速批量读写,完成对叉车和人工拣选操作的调度引导,对仓库内温湿度参数进行检测传输,能够满足中小型企业仓储管理的需求,从而提高了仓储作业运转效率。
【关键词】：拣选系统 CAN总线 RFID ANT 储位分配
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH692
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 1 绪论13-18
• 1.1 研究目的和意义13-14
• 1.2 国内外发展现状14-16
• 1.2.1 国外发展现状14-15
• 1.2.2 国内发展现状15-16
• 1.3 本文主要工作和章节安排16-18
• 2 电子拣选系统方案设计18-30
• 2.1 系统总体设计18-26
• 2.1.1 整体框架设计18-19
• 2.1.2 现场总线选型及拓扑结构选择19-21
• 2.1.3 节点结构及功能设计21-26
• 2.2 系统功能设计26-29
• 2.2.1 入库操作设计27-28
• 2.2.2 出库操作设计28
• 2.2.3 盘点操作设计28-29
• 2.3 本章小结29-30
• 3 电子拣选系统硬件设计30-41
• 3.1 货物信息采集节点30-35
• 3.1.1 微控制器最小系统接口电路设计30-31
• 3.1.2 RFID模块接口电路设计31-32
• 3.1.3 CAN总线接口电路设计32-34
• 3.1.4 供电模块接口电路设计34-35
• 3.2 移动式拣选节点35-38
• 3.2.1 父节点接口电路设计35-37
• 3.2.2 子节点接口电路设计37-38
• 3.3 固定式拣选节点38-39
• 3.3.1 外围显示模块操作及接口电路设计39
• 3.3.2 按键操作及接口电路设计39
• 3.4 温湿度检测节点39-40
• 3.4.1 接收节点接口电路设计40
• 3.4.2 采集节点接口电路设计40
• 3.5 本章小结40-41
• 4 电子拣选系统软件设计41-71
• 4.1 入库储位分配策略设计41-49
• 4.1.1 储位分配原则的选定41-42
• 4.1.2 储位分配数学模型设计及算法选择42-44
• 4.1.3 遗传算法在储位分配中的应用设计44-46
• 4.1.4 遗传算法仿真及结果分析46-49
• 4.2 仓储拣选操作程序设计49-61
• 4.2.1 入库操作程序设计49-55
• 4.2.2 出库操作程序设计55-60
• 4.2.3 盘点操作程序设计60-61
• 4.3 上位机管理平台开发61-70
• 4.3.1 图形用户界面设计61-67
• 4.3.2 数据库开发67-70
• 4.4 本章小结70-71
• 5 电子拣选系统功能测试71-88
• 5.1 储位分配结果移植测试71-73
• 5.2 货物信息采集节点测试73-75
• 5.2.1 入库货物信息采集测试73-74
• 5.2.2 出库货物信息采集测试74-75
• 5.3 固定式拣选节点测试75-77
• 5.3.1 人工出库操作76
• 5.3.2 人工盘点操作76-77
• 5.4 移动式拣选节点测试77-79
• 5.4.1 入库操作78-79
• 5.4.2 叉车出库操作79
• 5.5 系统整体功能测试79-87
• 5.5.1 用户管理79-80
• 5.5.2 货物信息管理80-81
• 5.5.3 入库信息管理81-82
• 5.5.4 出库信息管理82-83
• 5.5.5 库存盘点查询83-85
• 5.5.6 温湿度查询85-86
• 5.5.7 数据备份/恢复86-87
• 5.6 本章小结87-88
• 6 总结和展望88-90
• 6.1 全文工作总结88-89
• 6.2 未来工作展望89-90
• 致谢90-91
• 参考文献91-95
• 附录A：货物信息采集节点电路接口原理图95-97
• 攻读硕士学位期间参与的科研项目及成果97-98

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 李木天;申思;邱松;;基于MCU的无线温度计的设计方法[J];电子技术与软件工程;2014年24期

2 马倩;时良平;周立宏;;ISO 18000-6C标准的防碰撞算法研究[J];计算机应用;2008年S2期

3 周思诗;;电子商务仓储物流模式分析研究[J];科技致富向导;2014年02期

4 黄少华;袁逸萍;袁亮;孙文磊;;RFID在离散制造业的研究应用[J];机械设计与制造;2014年06期

5 王云波;张于贤;李娜;;基于RFID的粮食仓储信息化管理与应用[J];科技广场;2014年08期

6 李楠;冯海刚;申同强;杜朋飞;;基于nRF24L01的无线手持终端的设计与实现[J];北华航天工业学院学报;2014年05期

7 薛明;;浅析自动化立体仓库的应用及发展[J];物流技术;2014年02期

8 刘凯;毕研博;国伟;;关于RFID技术的组成及特点分析[J];中外企业家;2015年02期

  本文关键词：基于CAN总线与射频技术的电子拣选系统的设计，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：286504