立体仓库环境监测系统设计与分析

本科毕业设计(论文)开题报告题目：立体仓库环境监测系统设计与分析
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1．毕业设计（论文）题目背景、研究意义及国内外相关研究情况
2011年3月
1.1 题目背景
随着企业现代化生产规模的不断发展，自动化立体仓库管理与控制系统成为生产物流系统中的一个重要且不可缺少的环节。

自动化立体仓库管理与控制系统是企业管理信息系统（CIMS）组成部分之一，其综合了物流技术、计算机应用技术、通信技术和管理技术，他的开发研制能明显提高立体仓库作业的自动化程度。

由于自动化立体仓库管理与控制系统可以提高物资的储运效率、减少占用空间等，因此得到了广泛的应用。

当然，对立体仓库环境监测系统是立体仓库管理中必不可少的程序之一。

1.2 研究意义
由于我国经济20多年来的迅速发展，2002年增长8%，全年经济总量首次超过10万亿元，目前已居世界各国经济总量的第四位，所以建立发达的现代物流成为我国经济发展的需要。

在物流系统中，仓储系统又是许多货运枢纽、配送中心不可缺少的重要组成部分。

所以在我国发展和建立自动化立体仓库具有重要意义。

然而对立体仓库的环境进行实时和有效监控是生产生活中经常碰到的问题，很多物品的存储，如农产品、军械等需要仓库内的温度和湿度保持在一个合理平衡的状态，而仓库内的环境指数会随昼夜和季节的变化而变化。

大部分仓库用来调节仓库内环境的设备一般是空调、吹风机、排气扇，其中吹风机和排气扇主要用来保持室内空气流通和清新，且只需要一直保持工作状态，人工干预频度不大；而空调主要是用来调节温度和湿度这两个环境指标，需要不断地调整这两个指标以适应环境的变化。

立体仓库环境监控系统的目标就是实时自动化采集环境数据，分析处理后执行相应的指令来控制相应的环境调节设备，从而使被监控的环境保持稳定状态。

1.3 国内外相关研究
在自动化立体仓库的开发应用方面，我国晚于外国。

知道20世纪70年代初期，我国国内才陆续开始研究采用巷道式堆垛机的立体仓库。

在1980年，由北京机械工业自动化研究所等单位研制建成的我国第一座自动化立体仓库在北京汽车制造厂投放。

从此以后，自动化立体仓库在我国得到了迅速的发展。

目前，自动化立体仓库在我国已建立的数量上逐渐增多，而且我国的自动化仓库技术已实现了与其他信息决策系统的集成，正在做智能控制和模糊控制的研究工作。

随着我国经济的发展，自动化立体仓库系统在我国的得到进一步的发展。

２．本课题的主要内容和拟采用的研究方法或措施
2.1 课题主要内容
1）库房环境运行监测系统总体方案设计，要求给出电路框图；
2）传感器电路设计，要求给出详细的电路图和分析过程；
3）数据采集接口电路设计，要求给出详细的电路图；
4）计算机软件界面设计，要求分析工作过程。

2.2研究方法
本文初步设计的立体仓库环境监测系统的结构框图如下：
图1 立体仓库环境监测系统的结构框图
2.2.1 硬件模块介绍
（1）温度传感器：工作温度为-30～60°C ；
（2）湿度传感器：湿度测量范围为5%～99%；相对湿度精度为3%；工作湿度范围为0～100%；供电电压为5V （最大电压DC16V ）；输出电压为1～4V;响应时间为5s ；
（3）红外报警器：当红外报警器在其检测范围内探测到热源的时候，其持续输出一个和初始电平相反的电平，把这种情况记录下来即可；
（4）A/D 转换电路： 采用ADC0809；
（5）单片机和主机的通信接口：采用串行口通讯方式，一次收发数据均为2进制的16位字节数据；
（6）放大电路：将模拟信号进行放大；
（7）光电隔离电路：在电隔离的情况下,以光为煤介传送信号,对输入和输出电路可以进行隔离.因而能有效地抑制系统噪声，消除接地回路的干扰，有响应速度较快、寿命长、体积小、耐冲击等优点。

2.2.2 信号流程分析
仓
库
温度传感器 红外报警器 A/D 转换模块 单片机 MCS-51 键盘控制模块 数码显示 器
湿度传感器 放大电路 光电隔离电路
（1）温度传感器、湿度传感器的模拟信号经放大后，送模数转换器，由单片机采集，经红外传感器输出的数字量经过光电隔离后直接送单片机。

（2）在完成单片机与计算机的串行通讯软件后，单片机采集的数据发送给主机系统。

（3）经计算机对数据进行分析处理后，显示温度传感器、湿度传感器、红外线传感器的状态。

方便仓库管理员工作。

3．预期成果形式。

3.1 毕业设计说明书1篇，不少于1万字；
3.2 完成立体仓库环境监测系统的电气系统连接图；
3.3 完成立体仓库环境监测系统的软件系统流程图和部分控制软件。

4．本课题的重点及难点，前期已开展工作。

重点：立体仓库环境监测系统的设计。

难点：传感器检测电路设计。

前期已开展工作：
（1）已收集立体仓库环境监测系统设计资料；
（2）完成立体仓库环境监测系统设计方法综述和分析。

5．完成本课题的工作方案及进度计划(按周次填写)
第1-3周：调研，收集立体仓库环境监测系统设计的资料，查阅相关文献。

进行资料总结，与指导老师交流，完成立体仓库环境监测系统的硬件系统的总体方案设计。

在指导老师的协助下制订好毕业论文的工作计划，完成开题报告。

第4-8周：立体仓库环境监测系统的硬件系统设计方案优化工作和各模块的设计思路，传感器电路设计，数据采集接口电路设计，计算机软件界面设计，分析工作过程。

第9周：完成中期检查。

第10-12周：制订论文写作计划并与指导老师交流修改计划；完成论文初稿撰写。

第13周：正式提交毕业设计论文终稿，准备答辩。

6.指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）
指导教师：
年月日
7.教研室审查意见：
教研室主任：
年月日
主要参考文献：
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[2]穆兰，单片微型计算机原理及接口技术，机械工业出版社,2002
[3]李响初,数字电路基础与应用, 机械工业出版社,2008
[4]陈伯时，电力拖动自动控制系统，机械工业出版社，2009
[5]莫正康，电力电子应用技术，机械工业出版社，2007
[6]黄智伟，全国大学生电子设计竞赛系统设计，北京航空航天大学出版社，2006
[7]吴丙申，卞祖富,模拟电路基础, 北京理工大学出版社,2007
[8] Kavanagh R C. Improved Digital Tachometer with Reduced Sensitivity to Sensor Nonideality. IEEE Trans.Ind. Electron. , 2000 ,47 (4) : 890 – 897
[9] Prokin M. Extremely Wide range Speed Measurement Using a Double2buffered Method. IEEE Trans. Ind. Electron. , 1994 ,41 (5) :550 – 559
[10]楼然苗，李光飞·51系列单片机设计实例·北京：北京航空航天大学出版社，2003
[11] 陈爱萍，何智勇，羊四清．电子显示屏的单片机控制系统．自动化与仪表［Ｊ］，1999(7)：54～57
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