倉儲貨運巡檢智能系統

李博倫 田甜

摘要

本文設計一種基于Arduino單片機的全自動倉儲貨運巡檢小車，該小車具有收發信號、智能識別貨物所在地、自動取貨、將貨物自動運送至不同貨倉處、貨物危險報警、循跡、行進距離精準控制等諸多功能。為實現上述功能，本設計共分為若干個模塊：前后輪驅動電路模塊、無線通信模塊、光電開關循跡計步模塊、循跡模塊、機械臂舵機驅動模塊、火焰傳感器和酒精傳感器等模塊。在電機驅動部分采用四輪PWM驅動電路，用于轉向控制和速度控制;315M無線通信模塊用于貨架與小車間發送與接受信號，小車可根據接收信號分辮倉庫位置;光電開關循跡計步模塊則利用循跡傳感器，用以期獲得較為精確的轉向值與行進距離;火焰及酒精傳感器等模塊用于探測危險物品，進行危險報警;其中，將尋跡傳感器與改造后的車輪相配合是本設計的一大特色。本設計的亮點與創新處在于可全自動完成模擬倉儲與貨運環境，不需要人為千涉。

【關鍵詞】全自動 無線通信 光電開關循跡計步 PWM驅動電路 機械臂 危險報警

在2018年的今天，倉儲是商品流通的重要環節之一，也是物流活動的重要支柱。我國倉儲發展的方向是充分利用己有的倉儲資源的倉儲社會化和專業化功能，加速滿足社會生產發展和促進物流效率提高的倉儲標準化。為解決了倉儲貨運需要大量人力的問題，我們受自動駕駛技術的啟發，設計全自動智能倉儲貨運小車，它為幫助廠商加快物資流動的速度，降低成本，保障生產的順利進行提供了一種高效合理的倉儲貨運模式。

1 方案設計

擬設計一種基于Arduino單片機的全自動倉儲貨運巡檢小車，該小車具有收發信號、智能識別貨物所在地、自動取貨運貨、貨物危險報警、行進距離精準控制等諸多功能。為此我們模擬了簡易倉庫環境，總體設計圖如圖1所不。

智能小車功能：

功能一：實現前進、后退、左轉、右轉、后退等基本動作。

功能二：與倉庫實現無線通信。

功能三：智能識別不同貨物位置。

功能四：通過輪胎周長準確控制行進距離、轉向。

功能五：機械臂夾持、搬運貨物。

功能六：危險貨物報警。

2 單元電路及軟件模塊設計

我們采用Arduino單片機來控制小車，Arduino具有簡潔高效、技術開源、成本低等諸多優勢。

2.1 無線通信模塊

利用315M無線通信模塊，于模擬倉庫1與倉庫2安裝315M數據發射模塊，并用單片機控制小車上的315M超再生數據接收模塊。可實現小車與倉庫間數據的無線收發。

2.2 紅外傳感器模塊

在倉庫處使用紅外傳感器與315M無線通信模塊相配合。當貨物抵達倉庫時，紅外傳感器感知貨物，并控制無線通信模塊向小車發送特定數據。小車根據接受模塊所接受數據，按照特定軌跡行進即可實現對倉庫（即對貨物所在處）的智能識別。

2.3 循跡模塊

循跡模塊我們使用的是TCR5000紅外反射光電開關尋跡傳感器。經過討論，我們使尋跡傳感器與小車車輪相配合，將車輪改造成黑白相間，通過計算傳感器觸碰黑線的次數即經過輪胎的周長，使傳感器能精確感知小車的行進距離，發揮穩定。

2.4 機械臂驅動模塊

機械臂驅動模塊由舵機完成，舵機用于控制電路板接受來自信號線的控制信號，控制電機轉動。待小車到達倉庫點后，通過小車前方的紅外探頭與程序控制，車身前部的機械手夾持臂可以對貨物進行夾持，穩定后返回出發點，完成貨運功能。

2.5 巡檢

巡檢功能主要分為兩個：

（1）對有無貨物的巡檢，即有貨物放到貨倉時小車啟動并前往收到貨物的貨倉的位置搬運貨物，無貨物時小車則保持靜止狀態;

（2）對貨物安全的檢查，當貨物是高溫或者酒精等易燃品（揮發或灑漏出來時），小車在抵達位置后會檢測該危險品并報警，起到防患于未然的作用。

3 結論

本課題對以單片機作為中心控制器的智能車控制系統進行了研究，從硬件和軟件兩方面對智能小車進行了設計。在設計過程中，我們了解到我國的機器人教育還處于初級階段，而智能小車的研究為機器人控制理論的學習奠定了扎實的基礎，因此本課題具有一定的現實意義。誠然，我們所設計的倉儲貨運巡檢智能小車的“智能”是有限的，由于傳感器受到自身性能的影響，傳感器獲得的信息非常有限。隨著傳感器種類的增多，一個強大的智能系統應該是一個多傳感器系統，也是信息感知的新的研究方向。

參考文獻

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