自动存包柜的设计与仿真
自动化立体仓库设计方案
自动化立体仓库设计方案1. 引言自动化立体仓库是一种通过机械设备和控制系统实现货物存储、取货和分拣的现代化仓储设施。
它采用立体式货架系统，通过自动化设备实现货物的垂直存取和横向移动，大大提高了仓储效率和准确性。
本文将详细介绍自动化立体仓库的设计方案，包括设备选型、软件控制系统、布局设计等方面。
2. 设备选型2.1 货架系统自动化立体仓库的核心是货架系统，它决定了仓库的存储密度和可操作性。
在选择货架系统时，应考虑以下因素：•货架尺寸和承重能力：根据仓库存储的货物类型和规模，选择适当尺寸和承重能力的货架，以满足存储需求。
•货架高度调节方式：应根据需求选择静态或动态调节方式，以适应不同货物的存储高度。
•材料和结构：货架应选用高质量的材料和稳定的结构，以确保安全性和可靠性。
2.2 自动化设备自动化立体仓库的自动化设备主要包括堆垛机、输送系统和搬运机器人等。
•堆垛机：堆垛机是实现货物的垂直存取的主要设备。
根据仓库的高度和负载能力要求，选择合适的堆垛机类型，如单/双侧堆垛机、伸缩式堆垛机等。
•输送系统：输送系统用于货物的横向移动。
根据仓库的尺寸和布局，选择合适的输送系统，如滚筒输送系统、链式输送系统等。
•搬运机器人：搬运机器人可以实现货物的自动化搬运和分拣。
根据仓库的特点和需求，选择适当类型的搬运机器人，如AGV（自动导引车）、机械臂等。
3. 软件控制系统软件控制系统是自动化立体仓库的大脑，负责货物的存储、取货和分拣指令的生成和执行。
软件控制系统的设计应考虑以下要素：•仓库管理系统：设计一个高效的仓库管理系统，实现货物信息的采集、存储和查询功能。
可以使用数据库和网络技术实现信息的实时更新和共享。
•货物跟踪与监控：设置货物的跟踪与监控系统，实时监测货物的存储位置和状态，并提供实时报警和异常处理功能。
•作业调度与优化：通过作业调度和路径优化算法，提高货物存取效率，并降低能耗和设备损耗。
4. 布局设计自动化立体仓库的布局设计决定着货物流转的效率和准确性。
自动存包柜
I 摘要该系统以MCS51单片机为核心 自动控制柜门打开 可以管理24个存包柜 由液晶显示器显示无物的箱号。
柜锁由电磁阀控制 当顾客需要的时候可以直接到存包柜前按一下“开门”键 单片机接受到一脉冲信号后 通过I/O口线发出相应的信号控制柜门锁的电磁阀将空柜打开 顾客即可存包 并将柜门关上 打印机会接受到信号 打印出一个条码 即顾客的开柜密码。
当顾客需要取包时 条码寄存柜无需在键盘上输入密码 只需将密码小票的条码面靠在条码阅读器口上即可 条形码阅读器采集到条码信息输出相应的高低电平信号传给单片机 系统比较密码一致后 发出开箱信号至电磁阀是柜门打开 顾客即可将包取出。
该系统还具有断电保护功能。
这种自动存包柜具有很高的安全性 并且能方便快捷的为广大顾客提供更好的服务。
条码式自动存包柜具有功能实用、操作简便、安全可靠、抗干扰性强等原则、能够更好的服务于不同市场的广大群众。
顾客可以根据简明清晰的操作说明自行的完成取放物品的工作。
关键词 自动存包柜条码检测 8031单片机电磁锁 II Title The design of the automatic depositing bag controlsystem Abstract This system take the MCS51 monolithic integrated circuit as a core, theautomatic control cabinet door opens, may control 24 cabinets of saving package, by the liquid-crystal display demonstrated does not have box number. The cabinet locks by the solenoid valve control, when the customer needs time may directly go to save things and press key of “door opening” before the bag, the monolithic integrated circuit accepts after a pulse signal, passes I/Oline will send out the corresponding signal, the control cubicle door lock solenoid valve empties the cabinet to open, the customer will then save the package, and will close the cabinet door, the printing opportunity will accept the signal, will print a bar code, namely the customer will open the cabinet password. When the customer needs to take the package, The bar code checksthe cabinet not to need to input the password on the keyboard, only must depend on the password small note bar code surface on the bar code microreader mouth then the bar code microreader gathers the bar code information output corresponding height level signal to pass to the monolithic integrated circuit consistently, after the system comparison password, sends out opens a box the signal is the cabinet door opens to the solenoid valve, the customer then takes out the package. This system also has the power failure protection function. This kind saves a package of cabinet to have the very high security automatically, and can facilitate quickly is the general customers providesa better service.Automatic depositing bag control system has the function practical, the operation simple, safe reliable, the anti-jamming strong and so on the principles, can a better service in the different market general populations. The customer may act according to the concise clear operation explanation voluntarily to complete takes puts the goods the work.Keywords automatic depositing bag、bar code examination、 8031 single chipcomputer 、 the electromagnetism lock I 目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究的目的及意义 (1)1.2 自动存包柜的发展现状 (1)1.3 自动存包柜的系统工作原理和技术指标 (2)1.3.1 主要研究内容 (2)1.3.2 本设计的功能及技术指标 (2)第二章方案论证与选择 (3)2.1 总体方案论证 (3)2.2 单片机的选择 (3)2.2.1本设计核心单片机的选择 (4)2.2.2单片机8031从应用角度具有以下优点 (4)2.3存储器扩展电路的选择 (4)2.3.1数据存储器 (4)2.3.2程序存储器 (5)2.4检测装置的选择 (5)2.4.1应变式传感器检测 (5)2.4.2光电开关检测 (5)2.5键盘输入电路的选择 (6)2.5.1独立式按键接口 (6)2.5.2矩阵式键盘接口 (6)2.6显示电路的选择 (7)2.7开箱控制电路的选择 (8)2.8打印机的选择 (8)第三章系统硬件的设计 (9)3.1系统的总体框图 (9)3.2 8031芯片简介 (9)3.2.1 8031芯片引脚功能介绍 (9)3.2.2 8031的内部组成 (14)3.2.3 8031的工作方式 (15)3.2.4 8031总线结构 (16)3.3存储器扩展电路 (17)3.3.1外部地址锁存器介绍 (17)3.3.2程序存储器EPROM的扩展介绍 ................................ 18 II 3.3.3静态数据存储器的扩展介绍 . (20)3.4条码技术简介 (22)3.4.1条形码的识别原理 (23)3.4.2条码识读系统 (23)3.4.3条码印制 (24)3.5报警电路设计 (26)3.6物体检测电路设计 (29)3.6.1光电传感器 (29)3.6.2光电传感器工作原理 (29)3.6.3光电传感器的使用注意事项 (29)3.6.4本系统的选择 (30)3.7柜门检测电路 (30)3.8输入电路连接 (31)3.9键盘显示电路的设计 (32)3.9.1利用并行I/O芯片8255H实现键盘/显示器接口 (32)3.9.2显示部分电路设计 (34)3.9.3键盘电路的设计 (36)3.10电磁锁及电磁锁驱动电路设计 (38)3.10.1.DSN型电磁锁的结构原理 (38)3.10.2电磁锁工作原理 (38)3.10.3驱动电路连接图 (38)第四章系统软件设计 (40)4.1主程序模块 (40)4.2键盘输入程序设计 (41)4.3驱动驱动电路程序设计 (41)结束语 (44)致谢 (45)参考文献 (46)附录A 程序清单 (48)附录B 系统框图 (56)附录 C 系统硬件图 (57) 1 第一章绪论 1.1 课题研究的目的及意义随着社会经济的发展 人们的生活水平进一步提高 在娱乐 消费等各个方面都有了更高的要求 自助式服务得到了广泛的推广。
自动存包柜系统设计u82590_毕业设计
自动存包柜系统设计u82590_毕业设计毕业设计论文《自动存包柜》目录第一章概述 (1)1(1 题目来源及课题意义 .......................................... 1 1(2 自动存包柜控制系统的工作原理及技术要求 ...................... 1 1(3 系统的主要技术参数: . (1)第二章系统方案论证 (2)2(1 自动存包柜系统框图 (2)2(2 主机电路核心器件的选择 ...................................... 3 2(3 光电开关的选择 .............................................. 6 2(4 键盘、显示器接口电路 ........................................ 7 2(5 开箱控制电路 ................................................ 7 2(6 打印机控制电路 . (8)第三章系统硬件设计 (9)3(1 AT89C51的组成及管脚介绍 ..................................... 9 3(2 输入电路设计 .. (13)3(2(1 条码技术介绍 (13)3(2(1(1 条形码的识别原理 (13)3(2(1(2 条码识读系统 (14)3(2(1(3 条码印制 (14)3(2(2 光电开关介绍 (15)3(2(2(1 光电开关的工作原理 (15)3(2(2(2 光电开关的分类 (16)3(2(2(3 光电开关的使用注意事项 (17)3(2(3 限位开关介绍 (18)3(2(4 74LS138介绍 (18)3(2(5 输入电路连接 (19)3(2(6 键盘设计 ............................................ 21 3(3 芯片使用 (21)3(3(1 外部地址锁存器介绍 (22)3(3(2 程序存储器EPROM的扩展介绍 (22)3(3(3 静态数据存储器的扩展介绍 (25)3(3(4 8255A的内部结构 ..................................... 27 3(4 输出电路设计 .. (28)I毕业设计论文《自动存包柜》3(4(1 显示部分设计 (28)3(4(2 驱动电路设计 (31)3(4(3 报警电路设计 ........................................ 32 第四章系统软件设计 . (36)4(1 主程序模块 (36)4(2 键输入程序设计 (37)4(3 驱动电路程序设计 (37)结束语 (40)参考文献 (41)附录A 程序清单 (43)附录B 系统框图 ............................................... 51 附录C 系统硬件图 (52)II毕业设计论文《自动存包柜》第一章概述1(1 题目来源及课题意义近年来，随着生活水平的提高，人们对于社会消费品的质量和数量的要求以及对社会的服务质量也在逐渐增加在。
智能储物柜设计报告
智能储物柜设计报告1. 引言智能储物柜是一种通过引入智能化技术来提升储物柜功能的创新设计。
传统的储物柜只是提供简单的储物功能，而智能储物柜提供更加智能化的储物解决方案，可以满足人们不同的需要。
本文将介绍智能储物柜的设计方案，并讨论其应用领域、功能特点以及市场前景等相关问题。
2. 设计方案智能储物柜的设计方案主要分为硬件设计和软件设计两个方面。
2.1 硬件设计智能储物柜的硬件设计包括结构设计、电路设计和传感器设计等。
在结构设计上，智能储物柜需要考虑使用者的使用便利性和储物空间的最大化。
通过模块化的设计，使用者可以根据自己的需求选择合适的储物模块，并可以进行多种组合。
在电路设计上，智能储物柜需要具备智能化控制的能力。
通过引入微控制器和相关传感器，可以实现储物柜的开锁、监控、报警等功能。
在传感器设计上，智能储物柜需要安装温湿度传感器、红外感应器等，用于监测储物环境的状态并做出相应的调整。
2.2 软件设计智能储物柜的软件设计主要涉及用户界面设计、储物管理系统设计和安全控制设计等。
在用户界面设计上，智能储物柜需要提供友好的操作界面，使使用者可以方便地进行储物操作。
在储物管理系统设计上，智能储物柜需要具备储物管理功能，可以根据使用者的需求提供不同的储物策略，并能够自动记录储物信息。
在安全控制设计上，智能储物柜需要采用身份识别技术，保证储物柜的使用安全性。
同时，储物柜还需要具备防火、防水等功能，确保储物物品的安全性。
3. 应用领域智能储物柜具有广泛的应用领域，可以应用于以下场景：3.1 公共场所智能储物柜可以投放在公共场所，如机场、火车站、购物中心等，为人们提供安全可靠的储物服务。
使用者可以通过手机应用程序进行储物柜的预定、开锁和支付等操作，便利性很高。
3.2 酒店和宾馆智能储物柜可以应用于酒店和宾馆，为客人提供更便利的储物服务。
客人可以通过手机应用程序预定储物柜，并可以随时查看储物柜的使用记录，提高储物的安全性。
基于Flexsim的自动化立体仓库仿真设计
基于Flexsim的自动化立体仓库仿真设计摘要随着计算机信息技术的发展和竞争的日益加剧，市场对企业物流系统提出了新的要求，自动化立体仓库受到了越来大的关注并得到广泛应用。
其运营效率的研究也成为企业关注的焦点。
Flexsim软件针对离散系统的建模和仿真，是自动化立体仓库仿真规划的理想选择。
物流仿真利用计算机技术来模拟真实的物流系统，通过仿真活动和过程来验证物流项目建设的有效性，合理性和优化的效果。
本文以一个公司的自动化立体仓库为例，根据自动化立体仓库基本组成和工作过程，进一步探究采用Flexsim软件进行建模仿真的一般方法。
通过仿真自动化立体仓库物流系统，对仓库物流过程进行整体分析。
根据各部分不同的运行特点，对仿真的整个流程进行研究，找出其不合理的地方并对其进行优化，结果显示优化后仓库作业效率得到提高。
关键词：自动化立体仓库；Flexsim；建模；仿真AS/RS Simulation Design Based on FlexsimABSTRACTWith the development of computer information technology and the increasing competition, market has put new demands on enterprise logistics system and the AS/RS is paid more and more attention and widely used. The research of its operational efficiency has also become the focus of enterprise. Flexsim software, which is for discrete system modeling and simulation, is a good choice for AS/RS simulation planning. Logistics simulation use computer technology to simulate the real logistics system through simulation activities and processes and then verify that the construction of the logistics project effectiveness, rationality and optimization of the effect. This paper takes an automated warehouse of one company as an example to further explore the general method of using the Flexsim modeling and simulation, based on the basic components and work processes of the AS/RS. Warehouse logistics process is analyzed as a whole through the simulation of AS/RS logistics. Based on the various operating characteristics, researched on the simulation of the overall process, identified the unreasonable place and then optimized it, the results show that the efficiency of warehouse operations is improved after optimization.Key words:AS/RS; Flexsim; Modeling; Simulation目录1 前言 (1)1.1 课题的来源及意义 (1)1.2 国内外的发展现状 (1)1.3 课题研究的内容 (2)2 自动化立体仓库概述 (3)2.1 自动化立体仓库的定义 (3)2.2 自动化立体仓库的组成 (3)2.3 自动化立体仓库的分类 (3)2.4 自动化立体仓库的特点 (4)3 Flexsim仿真环境 (5)3.1 软件简介 (5)3.2 软件窗口组成 (5)3.2.1 菜单 (5)3.2.2 实体库 (6)3.2.3 仿真控制栏 (6)3.3 软件的仿真步骤 (6)4 自动化立体仓库仿真模型和优化的实现 (8)4.1 基本规划 (8)4.1.1 实例要求 (8)4.1.2 立体仓库的基本参数 (8)4.2 仿真实验的流程 (9)4.3 立体仓库布局 (9)4.4 模型建立 (10)4.4.1 设置布局 (10)4.4.2 定义流程 (11)4.4.3 设置参数 (11)4.5 自动化立体仓库仿真分析 (15)4.5.1 仿真模型运行及结果统计 (15)4.5.2 仿真结果分析 (17)4.6 自动化立体仓库的优化 (17)5 总结 (21)参考文献 (22)致谢 ..................................... 错误!未定义书签。
自动存包柜的设计与仿真_毕业设计
自动存包柜的设计与仿真摘要本课题是基于单片机的自动存包柜设计。
自动存包柜是新一代的存包柜，具有功能实用、操作简单、管理方便、安全可靠等特点，能够更好的服务于不同市场的广大群众，使用者可以根据简明清晰的操作说明自行完成存包取包工作。
本系统由MCS-51单片机构成核心控制系统，整个系统由主控部分、键盘显示控制部分、执行部分三部分组成，通过随机密码的产生和核对完成自动存包取包过程。
本设计中各元器件便于安装且操作简单，能基本实现存包取包功能。
关键词：自动存包柜；单片机；随机密码Design and Simulation of Automatic LockersABSTRACTThis topic is microcontroller-based automatic lockers.Automatic lockers is a new generation of lockers, with a practical, simple operation, easy management, safe and reliable, able to better serve the broad masses of the different markets, users are based on a clear and concise instructions to complete the deposit bags to take the package. The system consists of MCS-51 microcontroller core control system, the entire system from the main section, the keyboard display control part of the implementation of some of the three-part composition, random password generation and check completed automatically save the package to take the package process. Various components of this design is easy to install and easy to operate, can basically save the package to take package function.Key words :Automatic lockers; microcontroller; random password目录1 绪论 (1)1.1 自动存包柜的种类 (1)1.2 自动存包柜控制系统的基本原理及技术要求 (2)1.3 系统总体设计目标功能 (3)2 系统方案概述及硬件设计 (3)2.1自动存包柜系统框图 (3)2.2主机电路核心器件的选择 (3)2.3 8031的系统扩展 (8)3 输入输出电路 (12)3.1键盘设计 (12)3.2显示系统设计 (13)3.3 输出系统功能扩展 (14)4 系统程序设计及仿真 (15)4.1 主程序模块设计 (15)4.2 键输入子程序模块 (16)4.3 系统仿真 (18)结束语 (21)参考文献 (22)附录 (23)致谢 (32)自动存包柜的设计与仿真1 绪论近年来，随着生活水平的提高，人们对于社会消费品的质量要求在不断增加，对技术服务也提出了更高的要求。
基于PLC的自动存包柜系统设计
基于PLC的自动存包柜系统设计图书分类号:密级:毕业设计(论文)基于PLC的自动存包柜系统设计AUTOMATIC LOCKERS SYSTEM DESIGNBASED ON PLC毕业设计(论文)学位论文原创性声明本人郑重声明: 所呈交的学位论文～是本人在导师的指导下～独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用或参考的内容外～本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体～均已在文中以明确方式标注。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
论文作者签名: 日期: 年月日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定～即:本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。
有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝～允许论文被查阅和借阅。
可以公布学位论文的全部或部分内容～可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索～可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
论文作者签名: 导师签名:日期: 年月日日期: 年月日毕业设计(论文)摘要本设计主要由包括机械部分和控制部分设计组成，控制部分以PLC为主要的控制器，并且通过设置的密码的输入对比从而实现实现对16个柜体的自动送出与收回过程。
机械部分主要就是滚珠丝杠螺母的设计，整个系统由控制模块、输入和显示模块和执行模块来实现。
控制模块包括对24个直流电动机的正反转控制，输入模块主要是对4*4键盘的设计，对传感器的选择和电路的设计，显示模块是两位共阴极的LED七段显示器的设计，执行模块包括电动机、报警显示灯、电磁锁电路等。
关键词自动存包柜系统;PLC控制;滚珠丝杠螺母:电磁锁;I毕业设计(论文)AbstractThe design consists of a mechanical part and a control part of the design including the composition, PLC as the main control section of the controller, and by entering the password set for comparison in order to achieve realization of 16 cabinet and automatically sent back process. Mechanical part is the ball screw nut design, the entire system consists of a control module, input and display module and execution module.The control module includes 24 DC motor reversing control, input module is for 4 * 4 keyboard design, selection and circuit design of the sensor, the display module are two common cathode LED segment display design, execution module includes an electric motor, alarm indicator, electromagnetic lock circuit.Keywords Automatic lockers system PLC control screw nut electromagnetic locksII毕业设计(论文)目录摘要 ..................................................................... (I)Abstract ............................................................... ..... II 1 绪论 ......................................................................11.1题目来源及课题意义 (1)1.2自动存包柜的种类 (2)1.3本课题自动存包柜的工作原理 (3)1.4系统的主要技术参数 ..................................................... 4 2 总体结构设计 (5)2.1总体方案设计 (5)2.2 传动机构设计 .......................................... 错误～未定义书签。
基于Flexsim的自动化立体仓库仿真设计
基于Flexsim的自动化立体仓库仿真设计摘要随着计算机信息技术的发展和竞争的日益加剧，市场对企业物流系统提出了新的要求，自动化立体仓库受到了越来大的关注并得到广泛应用。
其运营效率的研究也成为企业关注的焦点。
Flexsim软件针对离散系统的建模和仿真，是自动化立体仓库仿真规划的理想选择。
物流仿真利用计算机技术来模拟真实的物流系统，通过仿真活动和过程来验证物流项目建设的有效性，合理性和优化的效果。
本文以一个公司的自动化立体仓库为例，根据自动化立体仓库基本组成和工作过程，进一步探究采用Flexsim软件进行建模仿真的一般方法。
通过仿真自动化立体仓库物流系统，对仓库物流过程进行整体分析。
根据各部分不同的运行特点，对仿真的整个流程进行研究，找出其不合理的地方并对其进行优化，结果显示优化后仓库作业效率得到提高。
关键词：自动化立体仓库；Flexsim；建模；仿真AS/RS Simulation Design Based on FlexsimABSTRACTWith the development of computer information technology and the increasing competition, market has put new demands on enterprise logistics system and the AS/RS is paid more and more attention and widely used. The research of its operational efficiency has also become the focus of enterprise. Flexsim software, which is for discrete system modeling and simulation, is a good choice for AS/RS simulation planning. Logistics simulation use computer technology to simulate the real logistics system through simulation activities and processes and then verify that the construction of the logistics project effectiveness, rationality and optimization of the effect. This paper takes an automated warehouse of one company as an example to further explore the general method of using the Flexsim modeling and simulation, based on the basic components and work processes of the AS/RS. Warehouse logistics process is analyzed as a whole through the simulation of AS/RS logistics. Based on the various operating characteristics, researched on the simulation of the overall process, identified the unreasonable place and then optimized it, the results show that the efficiency of warehouse operations is improved after optimization.Key words:AS/RS; Flexsim; Modeling; Simulation目录1 前言 (1)1.1 课题的来源及意义 (1)1.2 国内外的发展现状 (1)1.3 课题研究的内容 (2)2 自动化立体仓库概述 (3)2.1 自动化立体仓库的定义 (3)2.2 自动化立体仓库的组成 (3)2.3 自动化立体仓库的分类 (3)2.4 自动化立体仓库的特点 (4)3 Flexsim仿真环境 (5)3.1 软件简介 (5)3.2 软件窗口组成 (5)3.2.1 菜单 (5)3.2.2 实体库 (6)3.2.3 仿真控制栏 (6)3.3 软件的仿真步骤 (6)4 自动化立体仓库仿真模型和优化的实现 (8)4.1 基本规划 (8)4.1.1 实例要求 (8)4.1.2 立体仓库的基本参数 (8)4.2 仿真实验的流程 (9)4.3 立体仓库布局 (9)4.4 模型建立 (10)4.4.1 设置布局 (10)4.4.2 定义流程 (11)4.4.3 设置参数 (11)4.5 自动化立体仓库仿真分析 (15)4.5.1 仿真模型运行及结果统计 (15)4.5.2 仿真结果分析 (17)4.6 自动化立体仓库的优化 (17)5 总结 (21)参考文献 (22)致谢 ..................................... 错误!未定义书签。
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自动存包柜的设计与仿真摘要本课题是基于单片机的自动存包柜设计。
自动存包柜是新一代的存包柜，具有功能实用、操作简单、管理方便、安全可靠等特点，能够更好的服务于不同市场的广大群众，使用者可以根据简明清晰的操作说明自行完成存包取包工作。
本系统由MCS-51单片机构成核心控制系统，整个系统由主控部分、键盘显示控制部分、执行部分三部分组成，通过随机密码的产生和核对完成自动存包取包过程。
本设计中各元器件便于安装且操作简单，能基本实现存包取包功能。
关键词：自动存包柜；单片机；随机密码Design and Simulation of Automatic LockersABSTRACTThis topic is microcontroller-based automatic lockers.Automatic lockers is a new generation of lockers, with a practical, simple operation, easy management, safe and reliable, able to better serve the broad masses of the different markets, users are based on a clear and concise instructions to complete the deposit bags to take the package. The system consists of MCS-51 microcontroller core control system, the entire system from the main section, the keyboard display control part of the implementation of some of the three-part composition, random password generation and check completed automatically save the package to take the package process. Various components of this design is easy to install and easy to operate, can basically save the package to take package function.Key words :Automatic lockers; microcontroller; random password目录1 绪论 (1)1.1 自动存包柜的种类 (1)1.2 自动存包柜控制系统的基本原理及技术要求 (2)1.3 系统总体设计目标功能 (3)2 系统方案概述及硬件设计 (3)2.1自动存包柜系统框图 (3)2.2主机电路核心器件的选择 (3)2.3 8031的系统扩展 (8)3 输入输出电路 (12)3.1键盘设计 (12)3.2显示系统设计 (13)3.3 输出系统功能扩展 (14)4 系统程序设计及仿真 (15)4.1 主程序模块设计 (15)4.2 键输入子程序模块 (16)4.3 系统仿真 (18)结束语 (21)参考文献 (22)附录 (23)致谢 (32)自动存包柜的设计与仿真1 绪论近年来，随着生活水平的提高，人们对于社会消费品的质量要求在不断增加，对技术服务也提出了更高的要求。
在超市、综合商店、个人商店等人流量大的地方，常常需要对顾客随带物品进行存储。
为了更好的为广大顾客服务，在一些商场、影院尤其是超市等公共场合通常有电脑控制的自动存包柜，顾客进入商场购物时可寄存一些随身携带的较重物件或多余的现金，十分便利。
顾客可以根据简明清晰的操作说明自行的完成存取物品的工作，自助式存取可以避免开放式存取带来的不必要的纠纷，又可以节约人员开支，达到减员增效的目的。
自动存包系统的设计要求有高的可靠性，包括系统结构、硬件电路和运行软件的可靠性。
安全性是设计自动存包柜时必须考虑的另一个重要因素。
安全性是指系统能够保证人和财物的安全，电子存包柜要有紧急情况保护等措施。
友好的人机界面对于系统来说也是相当重要的。
可视化的人机接口操作起来比较方便，用户可以直观的了解到存包柜的各种信息，通过图形进行各种操作并清楚地显示电子存包柜的各种信息。
电脑控制的存包柜无需专职的管理人员且安全可靠,颇受顾客的信任[1]。
1.1 自动存包柜的种类自动存包柜又名电子存包柜，电子寄存柜。
主要由以下几种类型：（1）机设条码式电子存包柜：存物时，先按“存”键，寄存柜自动打印一张密码条，使用者抽出密码纸，对应的箱门自动打开，存好后关上箱门；取物时，直接将条码纸在扫描口扫描，对应的箱门会自动打开，取物完成后关上箱门。
（2）指纹式电子存包柜：以使用者指纹作为寄存的凭证；存物时,先按一下“存”键，然后在指纹采集窗里采集指纹，机器会把该指纹与分配给使用者使用的寄存箱的箱号结合起来，并将信息自动记录下来，同时自动打开该箱，供使用者存物，存完后使用者自己关好箱门；取物时，先按一下“取”键，然后在指纹采集窗里采集指纹，寄存柜将指纹数据与先前记录下的进行比对，正确后才会打开该箱供使用者取物。
（3）非接触IC卡电子存包柜：以使用者所持IC卡（即射频卡）作为寄存的凭证；存物时，先按一下“存”键再刷卡（即让存包柜读取卡号），存包柜应先识别是否为该场所的IC卡，若不是则拒绝存物；若是，机器会把该卡号与分配给使用者使用的寄存箱的箱号结合起来，并将信息自动记录下来，同时自动打开该箱，供使用者存物，存完后自己关好箱门；取物时，先按一下“取”键再刷卡，寄存柜将读取的卡号与先前记录下的进行比对，正确后打开该箱供使用者取物（同时机器会自动记录当时的时间、卡号以备查询）。
（4）联网型非接触IC卡电子存包柜：联网型非接触IC卡电子存包柜基本功能与非接触IC卡电子存包柜一致，另外增加了网络通讯模块，上位管理软件等，以实现寄存状态联网监控，分段收费，报表打印等功能[2]。
1.2 自动存包柜控制系统的基本原理及技术要求本系统采用MCS-51单片机做控制器，具有较高的自动化程度，当顾客需要存包的时候,可以自行到存包柜前按“ON/C”键,单片机接收到一个脉冲信号,并通过系统I/O口发出相应的信号,数码管显示8位随机密码，然后一发光二极管亮，顾客即可存包。
当顾客需要取包时，先按“=”键，系统进入取包状态，然后输入密码，输入完毕后按“+”键表示确定，系统比较密码一致后，对应二极管灭，顾客即可将包取出。
根据“自动存包”这一目的要求，做如下设计安排：第一部分：CPU核心控制部分，由单片机8031、复位电路、时钟电路等构成，是整个系统的核心。
第二部分：键盘显示控制部分。
对8个数码管和2个按键进行管理，8个数码管用于显示2位柜号儿和8位密码，14个按键分别为10个数字键和4个功能键。
通过这些键盘，用户就可以完成所有的操作。
第三部分：执行机构部分。
它是通过8031的并行口扩展一片8255A芯片，并通过8255A控制8个灯的状态（亮灭）来模拟柜子的存包取包的过程。
软件部分主要采用我们自己设定的一种与柜号儿相关联的算法来产生一组8位的随机密码，而密码的产生、核对过程就对应存包、取包的过程。
本系统具有如下特色：（1）经济实用、操作简单且便于安装。
（2）能产生一组8位随机密码，密码使用一次有效；有三次容错功能和解锁功能，因此系统安全可靠。
（3）利用软件产生随机密码而不是硬件，使得硬件更为简洁、可靠、稳定。
1.3 系统总体设计目标功能（1）完成矩阵键盘输入命令进行取包的任务；（2）存包时系统能产生随机密码；（3）随机数在单片机中的保存及删除；（4）液晶数码管的选择及与单片机的接口电路设计；（5）发光二极管模拟柜子的实现。
2 系统方案概述及硬件设计2.1自动存包柜系统框图自动存包柜由电子电路和机械两部分组成，本设计的存包柜主要实现电子电路方面的功能，它可以通过单片机完成密码的随机产生、密码的确认和显示以及用发光二极管模拟柜子的开闭状态等功能。
系统框图如图2-1所示：图2-1 自动存包柜的系统框图从硬件上看，它的部分组成分别是：发光二极管，通过亮灭来模拟柜子的开闭状态；电源，为电路提供一个5V 的工作电压；单片机，整个电路的核心部分；LED 数码管，用于显示柜号和密码；还有键盘部分，键盘有14个按键，其中的十个分别为0-9的数字键，其他四个分别为存包键（随机产生密码）、取包键（确认密码）、确定键、取消键。
2.2主机电路核心器件的选择单片机是在一块硅片上集成了微处理器，存储器和各种输入、输出接口，这样的一块芯片具有一台计算机的属性，因而被称为单片微型计算机，简称单片机。
单片机的优点是体积小，重量轻，抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发也较为容易[3]。
MCS-51单片机是美国Intel公司于1980年推出的产品,与MCS-48单片机相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令,指令数达111条，MCS-51单片机可以算是相当成功的产品，一直到现在，MCS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品，我们也以这一代表性的机型进行系统的设计。
MCS-51系列单片机主要包括8031、8051和8751等通用产品。
8031内部包括一个8位CPU、128个字节RAM，21个特殊功能寄存器、4个8位并行I/O口，1个全双工串行口，2个16位定时器/计数器，需要外部EPROM 芯片。
8051是在8031的基础上，片内又集成有4K ROM，作为程序存储器，是一个程序不超过4K字节的小系统。
8751是在8031的基础上，增加4K字节的EPROM，它构成了一个程序小于4KB的系统。
用户可以将程序固化在EPROM内，可以反复修改程序。
但是它的价格比较昂贵。
8031外扩一片4KB EPROM就相当于8751，它的最大优点是价格便宜。
经过计算和考虑，我们这里所设计的自动存包柜是一个比较简单的控制系统，用8031就完全可以达到我们设计的要求，实现存包柜的各项功能，所以我们选用8031作为我们的主机电路核心器件。
8031单片机是Intel公司生产的MCS-51系列单片机中的一种，除无片内ROM外，其余特性与MCS-51单片机基本一样。
8031的主要性能包括:（1）与MCS-51位控制器产品系列兼容。
（2）宽工作电压范围，VCC可为2.7V～6V。
（3）全静态工作，可从0Hz至16Hz。
（4）128×8位内部RAM。