基于STM32F103RCT6單片機的倉儲環(huán)境智能監(jiān)測小車系統(tǒng)設計摘要隨著21世紀物流業(yè)的迅猛發(fā)展，大公司不斷對物流倉儲行業(yè)提出多樣化的需求。對于大型物流倉儲系統(tǒng)而言，傳統(tǒng)的倉儲安全監(jiān)控系統(tǒng)已不能滿足當前的要求，研究和創(chuàng)新倉儲安全監(jiān)控系統(tǒng)已是大勢所趨。針對傳統(tǒng)安全監(jiān)控系統(tǒng)的不足，提出用移動小車代替固定傳感器進行安全監(jiān)控的思路。根據(jù)綜合庫存安全監(jiān)控的要求，本文首先分析了倉庫安全監(jiān)控的功能需求，設計了移動小車的機械結構，確定了小車的空間安全監(jiān)控的系統(tǒng)框圖。其次，對移動小車的硬件進行了詳細設計。根據(jù)系統(tǒng)的總體設計，對系統(tǒng)的微處理器、電路、超聲波檢測范圍、安全監(jiān)控等進行了詳細的設計，系統(tǒng)選用ARM處理器STM32F103系列芯片STM32F103RCT6作為系統(tǒng)處理器，DHT11數(shù)字溫濕度傳感器采集溫濕度信號，MQ-2煙霧傳感器采集氣體煙霧信號，HC-SR04系列超聲波模塊進行超聲波檢測，OLED屏幕實時顯示環(huán)境信息。本文設計的環(huán)境監(jiān)測小車能夠有效地對倉庫進行軌道式監(jiān)控，實現(xiàn)應急處理。通過記錄溫度、濕度和煙霧濃度，可以對大型倉庫的安全狀況進行實時監(jiān)控。對倉儲行業(yè)的應用具有一定的使用價值，對同類智能車的設計具有一定的領導結構和參考價值。關鍵詞：安全監(jiān)測；倉儲；移動小車目錄7730摘要 I5311目錄 III31323第1章緒論 5100001.1論文研究背景及意義 5284181.1.1倉儲安全監(jiān)測的重要性 5145661.1.2倉儲環(huán)境參數(shù)分析 646701.1.3傳統(tǒng)倉儲安全監(jiān)控系統(tǒng) 7196121.1.4倉儲安全監(jiān)測小車研究意義 8184371.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 874661.2.1倉儲安全監(jiān)測系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 8130011.2.2智能小車研究現(xiàn)狀 9125991.3研究內(nèi)容 1015553第2章系統(tǒng)相關技術介紹 12306152.1系統(tǒng)控制方案的選擇 1263752.1.1基于傳感器的環(huán)境監(jiān)測方式 12166252.1.2以循跡為基礎的行駛方式 12247232.2關鍵技術 13182732.2.1環(huán)境監(jiān)測的準確性 13233032.2.2循跡的準確性 14154382.3KeilMDK平臺介紹 1498552.4本章小結 1521966第3章安全監(jiān)測小車系統(tǒng)設計 16303203.1監(jiān)測小車設計需求分析 16246513.2監(jiān)測移動小車整體設計 17310123.2.1移動小車主體結構設計 17159513.2.2移動小車主體結構設計 19181333.3硬件系統(tǒng)設計 20203803.3.1硬件系統(tǒng)總體方案設計 2038233.3.2微處理器選擇 21168803.3.3電源模塊設計 2272103.3.4安全監(jiān)測模塊設計 2385043.3.5驅動模塊設計 24201123.3.6循跡檢測障礙模塊設計 25271233.3.7OLED顯示模塊設計 27252703.3.8報警模塊設計 28143593.4本章小結 2922442第4章倉儲安全監(jiān)測小車的程序設計 30158004.1系統(tǒng)程序設計 3044564.1.1系統(tǒng)總體框圖 30184904.1.2循跡模塊程序設計 319754.1.3電機驅動模塊程序設計 3540654.1.4安全監(jiān)測模塊程序設計 37211024.1.5報警模塊程序設計 42115014.1.6顯示模塊程序設計 43296114.2系統(tǒng)調(diào)試與驗證 4599074.3本章小結 466660結論 4729769參考文獻 48緒論論文研究背景及意義經(jīng)濟一體化和全球化進程的加快，使得世界經(jīng)濟全球化的概念已成為現(xiàn)實。全球的經(jīng)濟貿(mào)易促進了各國物流行業(yè)的快速發(fā)展，物流行業(yè)的發(fā)展離不開大型倉儲系統(tǒng)的建設。在當今的物流倉儲系統(tǒng)中，大型物流倉庫擔任著非常重要的角色，貨物的接收、發(fā)送、存儲、保存和維護都是倉庫的重要任務。物流倉儲的各個環(huán)節(jié)之中，倉庫安全是物流倉儲工作的前提,產(chǎn)生倉庫安全隱患的原因有多種多樣,有存儲物資性質的因素,如物資易燃、易爆以及易腐蝕、有毒等不安全因素,也有外部環(huán)境和管理因素,如環(huán)境的溫濕度變化引起庫存物資質量變化,繼而引起倉庫安全的不確定性,管理松懈引起盜竊事件的發(fā)生等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[HYPERLINK\o"戴紅,1998#245"1]。因此,預防倉庫安全事故發(fā)生,是倉庫工作的重要內(nèi)容。從以上誘發(fā)安全隱患的因素可知，在物流倉儲中，建立一套完善的倉儲安全監(jiān)控體系，做到及時發(fā)現(xiàn)倉儲安全，識別現(xiàn)場的危險信息，把安全隱患預防放在倉儲物流業(yè)發(fā)展的第一位，就顯得十分重要ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[2]。在一個大型物流系統(tǒng)中，倉儲安全監(jiān)測系統(tǒng)對于整個系統(tǒng)來說是非常重要的一環(huán)，是保障貨物安全、改善倉儲環(huán)境的重要手段。在一個大型倉庫之中，對貨物的種類和倉儲條件都有不同的規(guī)定要求，選擇一個適合于所用倉庫的監(jiān)控設備和方法，會大大提高倉儲系統(tǒng)中的安全監(jiān)測能力，倉庫安全監(jiān)控系統(tǒng)主要由視頻監(jiān)控系統(tǒng)、火災報警監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)等多個模塊化系統(tǒng)構成ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[3]。倉儲安全監(jiān)測的重要性倉儲系統(tǒng)的安全監(jiān)測的功能包括對火災的預防、盜竊的預防、溫濕度超標預防等，對火災的預防主要是是指對倉庫內(nèi)煙氣濃度和可燃氣體的監(jiān)測，利用一些環(huán)境監(jiān)測設備包括感煙探測器，智能火焰探測器和報警開關。溫濕度超標預防旨在監(jiān)測倉儲環(huán)境中的溫度和濕度，當其超過倉儲環(huán)境的預設值時會提醒相關工作人員處理異常環(huán)境因素。常用的裝置有溫度傳感器和濕度傳感器。人員盜竊的預防主要是基于防盜安全的考慮，在倉庫內(nèi)通常通過攝像頭、紅外傳感器、防盜報警系統(tǒng)、防盜開關等設備進行防盜，防止倉庫內(nèi)及周圍發(fā)生盜竊，現(xiàn)場監(jiān)控錄像在監(jiān)控室實時記錄，對盜竊行為進行調(diào)查。二十一世紀的物流業(yè)受到了電子商務的影響從而快速發(fā)展，大型倉儲企業(yè)針對不同貨物的倉儲條件對倉儲設計提出了不同的要求，例如，大型超市和購物中心對倉儲設計的要求是倉庫實現(xiàn)溫濕度分區(qū)管理和控制；飲料乳制品公司對倉儲設計的要求是必須嚴格監(jiān)控原料和奶制品的低溫環(huán)境；煙草公司對倉儲設計的要求是煙草極易燃燒、在濕度較高的環(huán)境下易腐爛，因此有必要對儲存環(huán)境的溫濕度進行嚴格的監(jiān)測；蔬菜水果等食品公司對倉儲設計的要求是環(huán)境有一定的溫濕度需求，同時也對環(huán)境中二氧化碳、乙烯等氣體的濃度有嚴格的把控，因此，對倉儲環(huán)境中這些氣體的濃度進行嚴格的監(jiān)測把控也是十分必要，這些不同的倉儲設計要求要求給物流業(yè)帶來了快速的發(fā)展，也對倉儲環(huán)境的安全監(jiān)測提出了巨大的挑戰(zhàn)。保證倉庫的安全和貨物的質量是倉庫安全監(jiān)測的重要組成部分，而對倉儲環(huán)境的實時監(jiān)測是倉庫管理的關鍵，倉儲安全監(jiān)測涉及到對食品、農(nóng)產(chǎn)品、工業(yè)產(chǎn)品等的控制和管理，構成了供應鏈中非常重要的管理環(huán)節(jié)ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[4]。倉儲安全監(jiān)測系統(tǒng)可以及時、全面、準確地獲取存儲環(huán)境的現(xiàn)狀和數(shù)據(jù)，可以反映存儲環(huán)境的發(fā)展趨勢，尤其是大型倉儲系統(tǒng)的安全監(jiān)測，它不僅可以延長存貨的使用壽命，保證存貨的質量，而且可以防止存貨的變質或損壞對環(huán)境的污染，因此，安全監(jiān)測對整個物流系統(tǒng)和社會經(jīng)濟的發(fā)展具有長遠的意義。倉儲環(huán)境參數(shù)分析在大型倉儲環(huán)境中，工作人員需要監(jiān)測的關鍵參數(shù)有很多，例如：光照強度、溫濕度、氣體煙霧濃度等參數(shù)。在這些參數(shù)中，影響倉儲環(huán)境最主要的是環(huán)境中的溫濕度，因為在倉儲環(huán)境中，貨物的腐爛與霉變以及火災的發(fā)生是由于溫度濕度共同導致的。正是因為如此，溫濕度是倉儲監(jiān)測中最為重要的監(jiān)測參數(shù)。由于各個倉庫所針對存放的物品各不相同，各種環(huán)境參數(shù)的預設值也不一樣，在大型倉儲環(huán)境中針對各個參數(shù)的指標要求如下：（1）溫度要求。在我國普遍的大型倉儲系統(tǒng)中，所要求的環(huán)境溫度約為25℃。但是有部分貨物對倉儲環(huán)境溫度要求苛刻，例如：乳制品，藥品，生鮮產(chǎn)品，速凍食品等，為了確保這些貨物的質量安全，使其處于規(guī)定的環(huán)境溫度顯得尤為重要。（2）濕度要求。倉儲環(huán)境中最常見的是相對濕度表示法，即一定溫度下，空氣中\(zhòng)t"/item/%E7%9B%B8%E5%AF%B9%E6%B9%BF%E5%BA%A6/_blank"水汽壓與相同溫度下\t"/item/%E7%9B%B8%E5%AF%B9%E6%B9%BF%E5%BA%A6/_blank"飽和水汽壓的\t"/item/%E7%9B%B8%E5%AF%B9%E6%B9%BF%E5%BA%A6/_blank"百分比?；騖t"/item/%E7%9B%B8%E5%AF%B9%E6%B9%BF%E5%BA%A6/_blank"濕空氣的\t"/item/%E7%9B%B8%E5%AF%B9%E6%B9%BF%E5%BA%A6/_blank"絕對濕度與相同溫度下可能達到的最大絕對濕度之比。也可表示為濕空氣中\(zhòng)t"/item/%E7%9B%B8%E5%AF%B9%E6%B9%BF%E5%BA%A6/_blank"水蒸氣分壓力與相同溫度下水的\t"/item/%E7%9B%B8%E5%AF%B9%E6%B9%BF%E5%BA%A6/_blank"飽和壓力之比。空氣越潮濕，相對濕度也就越大，水分不易蒸發(fā)ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[5]。在大型物流倉庫內(nèi)，陽光充足的地方相對濕度低，背陽的地方相對濕度較高，倉庫中各類貨品對相對濕度的敏感度不同，在存放貨品時，要充分考慮其對相對濕度的要求，選擇合適的位置進行儲存。氣體煙霧濃度要求。各種煙氣的含量與環(huán)境條件密切相關。不同種類氣體的濃度是倉庫安全監(jiān)測的重要參數(shù)，主要包括（氧氣）、（一氧化碳）、(二氧化碳）ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[6]等氣體的濃度監(jiān)測?；馂闹械臒煔庵饕呛?，因此監(jiān)測環(huán)境中的煙氣濃度可以在火災早期及時發(fā)現(xiàn)火災，減少損失。另外，和的濃度和影響維持生命活動的代謝過程，是儲存氣體濃度監(jiān)測的重點，其他有毒氣體也是儲存安全的重要監(jiān)測參數(shù)。一般情況下，在制定環(huán)境參數(shù)監(jiān)測要求前，應充分考慮儲存物品的性質，對影響儲存環(huán)境安全的關鍵參數(shù)進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常情況及時通知相關人員采取相應的補救措施ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[7]。傳統(tǒng)倉儲安全監(jiān)控系統(tǒng)傳統(tǒng)的倉儲安全監(jiān)控系統(tǒng)主要有兩種：人工巡查法和在線監(jiān)控法ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[8]。人工巡查法人工巡查法主要是由倉庫工作人員定時巡查倉庫內(nèi)部環(huán)境，在倉庫各個部位記錄各個參數(shù)值，如果發(fā)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)異常，及時做出相應應對辦法。這種方法的優(yōu)點是使用設備簡單，僅需使用參數(shù)測量儀即可，主要的缺點是這種方法效率低下，實時性差，存在測量誤差，如果倉庫產(chǎn)生有毒氣體會嚴重危害工作人員生命安全。在線監(jiān)控法在線監(jiān)控法主要是利用檢測傳感器在倉庫各個位置進行環(huán)境監(jiān)測，通過數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞絺鬏數(shù)奖O(jiān)控室內(nèi)，發(fā)生參數(shù)異常時及時報警處理。這種方法的優(yōu)點是節(jié)省人力，數(shù)據(jù)具有實時性，穩(wěn)定安全，缺點是監(jiān)測有死角，線路復雜，成本高。倉儲安全監(jiān)測小車研究意義圖1-1大型倉儲內(nèi)部結構圖如圖1-1所示，大型倉儲物流倉庫的監(jiān)控方法存在以下兩個缺點：（1）環(huán)境信息收集不準確。在物流倉儲的倉庫中，各種貨物的高度不一定，占地面積不一定，從而導致安裝在高處的檢測設備不能很好的檢測到低高度的環(huán)境信息，存在監(jiān)控死角。（2）安裝管理費用高。由于在一個大倉庫里貨物的流動性很大，貨物的位置會經(jīng)常被調(diào)整。要控制的區(qū)域分布廣泛，需要安裝更多的監(jiān)測系統(tǒng)來協(xié)調(diào)分布。最近幾年來，智能車作為移動機器人的重要分支，隨著移動機器人的發(fā)展取得了巨大的進展。具備對環(huán)境進行感知、決定計劃路徑、運行速度和方向的功能的綜合系統(tǒng)，可以代替人類完成惡劣環(huán)境下的貨物運輸、設備檢查、環(huán)境監(jiān)測等任務。擴大人類的活動領域，在生活的各個領域有非常廣泛的應用前景ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[9-10]。針對于這種情況，安全監(jiān)測大型物流倉庫中使用的多點溫度、濕度、煙霧濃度等環(huán)境參數(shù)的移動小型車的研究意義重大ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[11]。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀倉儲安全監(jiān)測系統(tǒng)研究現(xiàn)狀傳統(tǒng)的倉儲安全監(jiān)控技術主要采用溫度計、濕度試紙、濕度計和壓力表等傳統(tǒng)監(jiān)控設備。上世紀90年代中后期，一種新型的倉儲安全實時監(jiān)控系統(tǒng)被開發(fā)出來，它以單片機為控制核心，功能相對單一ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[12]。現(xiàn)在，中國適用于倉庫的安全監(jiān)視系統(tǒng)，在監(jiān)視范圍內(nèi)必須配置大量的電纜和傳感器。倉庫保管現(xiàn)場的各個檢查點的安全檢查信號不能發(fā)送到監(jiān)視中心。該系統(tǒng)一般由單片機、溫度傳感器、濕度傳感器、A/D轉換器等部分構成。這樣的監(jiān)視系統(tǒng)的配線的安裝和拆卸復雜，柔韌性不足。監(jiān)視的位置也沒有固定。對監(jiān)測位置不固定的大型物流倉庫的安全監(jiān)測實用性不強。近年來，針對上述傳統(tǒng)的倉庫保管安全監(jiān)視方法和有線倉庫保管安全監(jiān)視系統(tǒng)的不足，各國的專家學者開始了關于倉庫保管安全監(jiān)視技術的研究。國內(nèi)的韓慧設計了基于RS-485總線的溫室環(huán)境實時監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控溫度、濕度和二氧化碳濃度等多個參數(shù)。該系統(tǒng)采用RS-485總線式通信網(wǎng)絡實時傳輸各檢查點的安全參數(shù)值ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[13]。張曉東設計糧倉安全監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用環(huán)境安全監(jiān)測傳感器實時在線監(jiān)測糧倉環(huán)境，通過CAN總線傳輸ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[14]。白云州設計了基W5100網(wǎng)絡化的溫室效應安全監(jiān)視系統(tǒng)。由環(huán)境參數(shù)收集端和監(jiān)視中心兩部分構成。監(jiān)控點客戶可以通過計算機網(wǎng)絡向監(jiān)控中心傳遞實時的環(huán)境信息，監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)平臺可以分析、處理、顯示這些數(shù)據(jù)ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[15]。JunjunWu介紹了基于移動機器人的智能倉庫安全監(jiān)視系統(tǒng)，移動機器人具有自動導航功能，攜帶檢測環(huán)境安全參數(shù)的傳感器，在行駛中可以實時監(jiān)視倉庫環(huán)境ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[16]。20世紀80年代以來，美國對存儲環(huán)境的實時監(jiān)控系統(tǒng)進行了全面的研究ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[17]，目前實時監(jiān)測系統(tǒng)在美國的所占比例非常高，82%的民用倉儲使用安全監(jiān)控系統(tǒng)，97%的軍用倉儲采用實時環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，美國的實時環(huán)境監(jiān)測技術處于國際領先水平，日本從上世紀80年代中期開始研制倉庫實時環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。日本軍用倉儲環(huán)境實時監(jiān)測的應用率達到92%，實時監(jiān)測系統(tǒng)主要監(jiān)測倉庫內(nèi)的溫度、濕度等重要環(huán)境因素，通風機械化和內(nèi)部結構的多功能管理。隨著機器人技術的發(fā)展，發(fā)達國家的一些大型物流倉庫基本實現(xiàn)了智能化管理，他們使用分揀機器人來分揀貨物，利用裝卸機進行貨物運輸，利用監(jiān)控機器人對環(huán)境進行實時監(jiān)控和管理。智能小車研究現(xiàn)狀1、國外研究歷程從上世紀50年代開始國外就已經(jīng)開始了對智能車的研究，共歷經(jīng)了三個時期：第一時期是固定路線無人駕駛研究。它歷經(jīng)時間較長。1954年，為了提高倉庫運輸自動化水平，美國巴雷特電子有限公司研發(fā)了一種無人駕駛拖車平臺，在指定的線路上運行，在倉庫內(nèi)運輸貨物，這是世界上第一個無人駕駛導流車系統(tǒng)AGVS(AutomatedGuidedVehicleSystem)。第二時期是簡單環(huán)境下的自主導航和駕駛研究，自20世紀80年代中期以來，世界主要發(fā)達國家對智能車輛進行了顯著的研究，1995年，美國成立了全國高速公路自動化系統(tǒng)聯(lián)盟（NAHSC）。其主要目標之一是展示智能汽車發(fā)展的可能性，大力擴大智能汽車技術的實際應用領域。1996年，日本成立了先進的巡航高速公路/智能駕駛研究中心，其主要目標是研究自動車輛導航方法，以推動日本智能車輛技術的全面進步ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[18]。第三時期是復雜環(huán)境下的自主導航和障礙物處理研究，自上世紀90年代初以來，智能車輛進入了深入、系統(tǒng)和大規(guī)模的研究階段。最引人注目的是美國卡內(nèi)基梅隆大學機械研究所完成的NAVLAB高速公路車輛研究，獲得了國際的認可ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[19-20]。此外，斯特拉斯堡實驗中心、英國國防部、卡內(nèi)基梅隆大學、麻省理工學院和韓國科技大學也對智能汽車進行了大量研究。2、國內(nèi)研究歷程與國外相比，我國從20世紀80年代開始研究智能汽車，雖然我國對智能汽車技術的研究總體上落后于其他發(fā)達國家，對某項技術的研究存在一定的漏洞，但我國智能汽車研究也取得了一些成果，主要是在2003年，國防科技大學和中國一汽聯(lián)合研制了我國第一輛自動駕駛汽車ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[21]，當汽車在正常道路環(huán)境下在高速公路上行駛時，最大穩(wěn)定速度可達13km/h，最大速度可達170m/h，其在一定條件下可以具備超車功能，智能化等級達到國際先進水平，我國最具代表性的智能飛行器一定是“中華牌”月球車，它具有自動駕駛功能，是航天系統(tǒng)與智能機器人相結合的航天器工程。智能監(jiān)控車是近年來機器人應用項目的最前沿課題?，F(xiàn)在很多情況下使用的監(jiān)視系統(tǒng)是單一的固定形式，因此不能提高其靈活性和實時性，有被監(jiān)視死的胡同，安全性也受到限制。在這種情況下，智能監(jiān)控車可以自動移動，克服上述缺點。隨著智能車的發(fā)展，政府和科學研究機構也大力支持這種智能車的研究。智能監(jiān)控車可以輕松進入各種場所。然后收集、監(jiān)控環(huán)境中的數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)工作，使工作輕松，可以說智能小車擁有廣泛的應用前景ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[22]。研究內(nèi)容本論文的研究內(nèi)容是大型倉儲安全監(jiān)測移動小車系統(tǒng)，該小車可以循跡行駛，可以測定環(huán)境溫度、濕度、氣體煙霧濃度等情況，當檢測到的溫度、濕度、氣體煙霧濃度等數(shù)據(jù)超過對應的警戒值時，移動小車啟動停車報警功能，提醒工作人員及時處理異常情況。并且移動小車能夠按照預設軌跡循跡行駛，同時小車上配備OLED屏幕，發(fā)生異常時可以準確得知是哪一環(huán)境因素導致。本論文所做的工作主要是按照大型倉庫安全監(jiān)測小車的系統(tǒng)設計和開發(fā)。硬件系統(tǒng)的設計主要包括控制器、傳感器及其他部件的選擇及電路的設計。軟件方面包括底層驅動和應用程序的編寫。本論文分為以下五個主要章節(jié)。第一章緒論主要介紹課題的背景及研究意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和本文研究的主要內(nèi)容。第二章系統(tǒng)相關技術介紹了移動小車的相關技術以及控制方案的選擇，編程軟件的選用。第三章大型倉儲安全監(jiān)測移動小車的系統(tǒng)設計與開發(fā)。主要包括安全監(jiān)測移動小車控制器、傳感器以及其他元器件的選用以及電路的設計。第四章詳細介紹了不同環(huán)境模塊的程序設計流程以及相對應的程序，其中主要包括溫度傳感器模塊、超聲波傳感器模塊、電機的驅動以及OLED顯示模塊的程序設計。第五章總結部分。系統(tǒng)相關技術介紹系統(tǒng)控制方案的選擇基于傳感器的環(huán)境監(jiān)測方式傳感器是一種對測定的信息進行感知，將感覺到的信息按照一定的規(guī)則轉換成電信號或其他必要形式的信息輸出，滿足信息傳送、處理、存儲、顯示、記錄、控制等要求的檢測裝置。傳感器的特征包括微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化。這是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的第一個環(huán)節(jié)。傳感器的存在和發(fā)展，給物體以觸覺、味覺、嗅覺等感覺，使物體逐漸活性化。通常，根據(jù)其基本的感知功能，分為感光元件、感光元件、感光元件、感光元件、磁感光元件、濕傳感器、聲學傳感器、放射線敏感元件、色感元件、味敏元件等十種。本論文設計的環(huán)境安全監(jiān)測小車監(jiān)視環(huán)境參數(shù)信息，其必要的傳感器有溫濕度傳感器、煙霧濃度傳感器，溫濕度傳感器主要用于監(jiān)測倉儲環(huán)境中的溫濕度值。溫濕度傳感器主要用于環(huán)境控制、干燥處理、暖氣、植物栽培、養(yǎng)殖控制、紡織制造、保存等。煙霧傳感器還可以稱之為煙霧報警器和煙霧感知器，以探測火災時產(chǎn)生的煙霧。在百貨商店、酒店、商店、倉庫、機房、住宅等場所可以進行火災安全檢查。基于以上兩種傳感器即可獲取倉儲環(huán)境的信息，小車可以獲取行駛路線上的環(huán)境信息，根據(jù)信息做出相應判斷，從而便于工作人員得知溫濕度、煙霧濃度信息，對于異常狀況及時處理。以循跡為基礎的行駛方式在現(xiàn)代社會，自動駕駛、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)是熱門話題，智能車是高科技系統(tǒng)集成的一個很規(guī)范的結果.智能車包含了很多高科技系統(tǒng)，簡單地說，智能小車就是一個機器人，將腳變成輪子。這個機器人包括環(huán)境檢測、交通路線計算以及各種功能，與其他智能機器人相比，智能手機小車可以更平穩(wěn)地工作，操作簡單，整個系統(tǒng)的設計不像其他機器人那么復雜。此外，智能車的優(yōu)點是操作簡單，操作穩(wěn)定，因此，對智能車的速度和行駛方向的匹配有比較嚴格的要求。首先，小車可以通過傳感器獲取道路當前狀態(tài)的信息，然后將傳感器獲得的數(shù)據(jù)傳輸?shù)教幚砥?，處理器結合手推車目前的運動狀態(tài)，快速計算，快速改變運動方向和速度，循跡機器人在生活中到處可見，如圖2-1所示的循跡送餐機器人，大大提高了餐廳工作人員的工作效率。將循跡小車應用于倉儲環(huán)境環(huán)境監(jiān)測之中可以大大提高倉儲管理人員的監(jiān)測范圍及效率。圖2-1循跡送餐機器人關鍵技術環(huán)境監(jiān)測的準確性在倉儲系統(tǒng)中，環(huán)境是影響其安全性的主要因素，若環(huán)境發(fā)生異常，倉儲管理人員沒有及時收到報警信號，后果難以想象，近年來，隨著物流業(yè)的迅速發(fā)展，倉儲火災發(fā)生頻率也越來越高，這讓人們越來越重視倉儲的安全性，對此，本文設計的環(huán)境監(jiān)測小車的監(jiān)測準確性顯得尤為重要，準確獲取環(huán)境信息，是小車系統(tǒng)研究的重中之重。由于所需要監(jiān)測的環(huán)境信息主要有溫濕度和煙霧濃度，對此主要有以下兩方面注意點:選擇監(jiān)測數(shù)據(jù)準確的傳感器。由于監(jiān)測小車通過傳感器獲取當前的環(huán)境信息，因此傳感器的質量及其準確性首先影響的整體的準確性對程序進行的正確編寫。使傳感器獲取信息的方法是通過對單片機進行編程，讀取傳感器的I/O口，并進行信號處理得到相應的環(huán)境參數(shù)值，程序的合理編寫顯得尤為重要，因此需要對程序進行合理準確的編寫循跡的準確性循跡主要是通過紅外傳感器感應預定設置好的黑線位置，然后單片機根據(jù)紅外傳感器輸入值控制電機轉動，進而實現(xiàn)循跡行駛。影響循跡效果的因素有：1）黑線是否明顯2）傳感器是否敏感3)程序是否準確從上述因素可以總結出以下三點使循跡準確性提升的方法；預定路線上黑線要明顯調(diào)試傳感器敏感度使能夠準確監(jiān)測黑線不斷調(diào)試改進程序，使循跡更加準確KeilMDK平臺介紹本設計主要應用STM32微處理器，它是基于ARM核的低功耗嵌入式單片機，因此采用了目前ARM內(nèi)核單片機開發(fā)的主流開發(fā)平臺KEIL。KeilUVision5MDK是一款具編輯、編譯、項目管理、HEX文件產(chǎn)生器的軟件開發(fā)平臺。界面簡潔易學，所有的工具配置都采用對話面框進行，并具有強大的程序調(diào)試與仿真功能，用戶再利用Flymcu下載燒錄程序到硬件，有利于開發(fā)效率并降低開發(fā)成本。下圖所示為Keil開發(fā)周期圖ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[23]。圖2-2Keil軟件開發(fā)周期表本章小結本章主要介紹了系統(tǒng)控制方案的選擇以及相關的關鍵技術，詳細介紹了環(huán)境監(jiān)測的方式以及小車運行的主要方式，對如何小車監(jiān)測準確性進行了說明，對下文展開闡述提供了前提。安全監(jiān)測小車系統(tǒng)設計監(jiān)測小車設計需求分析大門A儲存區(qū)B大門A儲存區(qū)B儲存區(qū)入貨區(qū)管理室出貨區(qū)大門圖3-1某大型倉庫平面布局圖如圖3-1所示的大型倉庫平面布局圖，由于存儲量大，面積大，容易產(chǎn)生各種安全隱患，因此，大庫的安全監(jiān)控非常重要，目前安全監(jiān)控主要采用人工定點監(jiān)控和固定傳感器，但人工定點監(jiān)控的監(jiān)控效率低，人工成本高，實時數(shù)據(jù)差，操作方便，人為因素，導致了較大的監(jiān)控誤差，但在采用固定傳感器連續(xù)在線監(jiān)控的情況下，由于倉庫部分區(qū)域堆積密度大，倉儲物流動性大，使傳感器的固定和布線不符合大型軸承的實際需要，如果傳感器安裝在軸承的頂架上，地面信息難以準確監(jiān)測，存在一定的監(jiān)測死角；如果傳感器固定在地面附近，貨物的頻繁運輸很容易損壞。另外，由于倉儲面積大，布局面積也很廣，投入成本也很高，因此，本文提出利用移動小車對大型倉庫進行安全監(jiān)控ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[24]。由于該倉庫用于存放一般物流貨物，對環(huán)境溫濕度要求不高，但由于存放貨物種類多，價值越大，為避免因高溫、高濕而引起的火災和貨物腐爛，為了保證工人在儲存環(huán)境中的安全，有必要對環(huán)境中的溫度、濕度進行正常監(jiān)測，并對氣體和煙氣的濃度進行實時監(jiān)測。為了解決這個難題，本文設計了一個倉儲安全監(jiān)測移動小車，如圖3-2所示，該小車巡線行駛，在A儲存區(qū)和B儲存區(qū)各安排一個監(jiān)測小車，在A儲存區(qū)整體路徑為A→B→C→D→E→F→G→H→I→J→K→L→A，同理，在B儲存區(qū)整體路徑與A儲存區(qū)基本一致，小車沿線監(jiān)測實時溫度、濕度和煙霧濃度情況，若線路中環(huán)境參數(shù)超標則會啟動報警模式，提醒相關工作人員及時處理。B儲存區(qū)入貨區(qū)管理室出貨區(qū)大門ABCB儲存區(qū)入貨區(qū)管理室出貨區(qū)大門ABCDEHIFGJKLA儲存區(qū)大門圖3-2安全監(jiān)測小車路徑圖監(jiān)測移動小車整體設計移動小車主體結構設計本文所研究設計的監(jiān)測移動小車的主要工作任務是對倉庫環(huán)境進行安全巡視工作，主體結構要求如下：小車整體結構尺寸：長23cm，寬15cm；電源要求：12V；監(jiān)測參數(shù)要求：具備監(jiān)測溫度、濕度和煙霧濃度的能力；根據(jù)不同的應用要求，移動車的底盤有不同的形狀。有兩種常見的類型：履帶式和輪式。履帶式易于控制，具有良好的障礙物兼容性，但體積相對較大。一般用于重載場合；輪式以其運動靈活、機械復雜度低、承載能力強等特點得到了廣泛的研究和應用，同時車輪的數(shù)量不同，移動車輛的設計也會有不同的優(yōu)缺點。不同輪式結構方案如表3-1所示。表3-1輪式底盤分類輪子數(shù)量結構簡圖特點描述2兩輪差分驅動3三個全向輪均為動力輪3三個接觸點，兩輪差分驅動4四個輪子全為動力輪根據(jù)小型車的機械結構要求，本設計選擇了三輪移動的小車，如圖3-3所示，在小車的后端是兩個獨立的帶直流電機的驅動輪，前端是一個無動力的全向輪，主要作用是輔助轉向，同時對整體結構起到一定的支撐作用。小車根據(jù)車輪兩側直流電機的速度差完成相應的轉向工作。當左側車輪的速度與右側車輪的速度相同時，小車向前行駛。如果右輪的速度大于左輪的速度，就會向左轉。相反，如果左輪的速度大于右輪的速度，則向右轉。驅動輪驅動輪從動輪圖3-3小車輪式結構圖移動小車主體結構設計安全監(jiān)測小車的基本功能分析圖如圖3-4所示：圖3-4安全監(jiān)測小車功能分析圖(1)行走功能包括移動小車的基本運動功能和對前方障礙物監(jiān)測功能，基本運動功能在指大型倉庫內(nèi)，小車可以在地面上完成按照軌跡前進、左轉、右轉等基本運動。另外，監(jiān)測前方障礙功能指的就是安全監(jiān)測小車在行進過程中可以監(jiān)測路線上前方各類障礙物與小車的距離，比如固定不動的物品堆，還有移動的人或者移動的搬運機械，若距離小于一定值時啟動停車功能，待前方障礙物移動后繼續(xù)行駛ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[24]。(2)倉儲安全監(jiān)測功能安全監(jiān)測小車需要沿預設軌跡線路監(jiān)測路線上的溫度、濕度、氣體煙霧濃度，并將這些數(shù)據(jù)值存儲在存儲器中，并顯示在車載OLED屏幕上。各類被監(jiān)測參數(shù)的監(jiān)測范圍以及精度要求如表3-2所示。表3-2監(jiān)測參數(shù)以及精度要求序號參數(shù)范圍允許的最大誤差1濕度10%RH~99%RH1%RH2溫度10℃~60℃1℃3氣體煙霧濃度300~10000ppm10%(3)報警功能將傳感器采集的溫度、濕度、煙氣濃度與相應的預設報警值進行比較，溫度報警值為45℃，濕度報警值為60%RH，煙霧濃度報警值為300ppm，當傳感器中有監(jiān)測值超過報警值時，應接通報警電路并啟動蜂鳴器，提醒倉庫管理人員及時處理異常情況。硬件系統(tǒng)設計硬件系統(tǒng)總體方案設計根據(jù)移動小車在大型倉儲環(huán)境中需要完成的功能，從而確定了其控制系統(tǒng)模塊主要包括：控制器模塊、電源模塊、安全監(jiān)測模塊、電機驅動模塊、報警模塊，顯示模塊等，安全監(jiān)測移動小車系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)方框圖如圖3-5所示。圖3-5安全監(jiān)測小車硬件系統(tǒng)方框圖微處理器選擇ARM處理器擁有更多的資源，并且具有很強的通用性。它以其高性能、高速度、低能耗、低價格等優(yōu)點被廣泛應用于各個行業(yè)，另外基于ARM處理器的集成系統(tǒng)具有良好的可移植性，因此我們選擇ARM的STM32系列芯片作為移動小車的主控制器。STM32F103系列微處理器是首款基于ARM體系結構的32位標準RISC(精簡指令集)處理器,提供很高的代碼效率,在通常8位和16位系統(tǒng)的存儲空間上發(fā)揮了ARM內(nèi)核的高性能。該系列微處理器工作頻率為72MHz,內(nèi)置高達128K字節(jié)的Flash存儲器和20K字節(jié)的SRAM,具有豐富的通用I/O端口ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[25]。作為最新一代的嵌入式ARM處理器,它為實現(xiàn)MCU的需要提供了低成本的平臺、縮減的引腳數(shù)目、降低的系統(tǒng)功耗,同時提供了卓越的計算性能和先進的中斷響應系統(tǒng)。豐富的片上資源使得STM32F103系列微處理器在多種領域如電機驅動、實時控制、手持設備、PC游戲外設和空調(diào)系統(tǒng)等都顯示出了強大的發(fā)展?jié)摿DDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls>