智能仓库分拣系统点阵液晶模块设计

余永胜

摘要：当今，物联网技术正在飞速的发展，物流公司仓库货物进出量大，种类繁多，交易复杂，以人工管理的物流技术已无法满足人们的需求，物联网技术正在逐步取代人工管理。该项目结合了物流公司的货物进出的实际需要，采用现代物联网技术，为该物流公司的需求提供非常可靠的技术保障。仓库管理人员就可以根据LED灯显示的位置快速的取货。同时CM12232-1液晶显示屏上也显示要取货物的名称和数量信息，帮助仓库管理人员更好的管理仓库货物，大大节省了人力。

关键词：物联网；仓库；管理；显示

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）23-0267-03

1 引言

当今科学技术发展迅速，物联网技术也在快速迅猛的发展壮大，“物联网”已经是人们耳熟能详的词语，也是当今科技不可或缺的重要组成部分。物流公司仓库货物进出量大，种類繁多，交易复杂，以人工管理的物流方式已不能有效的带动物流市场经济的快速发展，因此，急需一种先进的管理技术来改变这种状况。本着为工人们减轻压力，提高物流管理效率，减少对劳动力的支出，给市场带来更大的收益为目的，物联网智能仓库分拣系统便应运而生。该项目主要实现目标是机器人代替工人来管理仓库货物，实现货物的自动存入和取出，工作人员只需在控制台前进行手动操作既可，方便、简单、易操作，而且不费力。

2 需求分析

2.1 项目的主要流程

物联网智能仓库分拣系统分为三层物理架构：上层---数据库管理，数据库表中列出了成千上万的货物信息，上层平台可以对整个数据进行操作，包括添加、删除、修改等，当有要取的货物时，上层点击屏幕上相应的命令就可以对货物进行存取操作，上层通过无线网络向中间层发送要取货物的信息，其中包含货物ID、名称及数量。中层---分拣调度平台，当中层收到上层发过来的数据包时，将会对其解析并将其转换成字符型数据和十六进制数据后，通过zigbee分发给下层。下层---调度平台，下层也通zigbee收到中层发过来的数据，并对其判断是否是想要的信息，如果是ID号，就点亮相应货位上的LED灯，并开始使用机器手进行货物抓取，如果是字模数据，8051单片机就调用CM12232-1液晶显示屏显示，显示信息包含所取货物名称和货物数量。

2.2 总体模块设计图

物联网智能分拣系统被分为三层六个模块。上层为网络模块和数据设计与UI设计模块，中层为取货信息解析模块和协调器分解模块，下层为货物分拣模块和液晶显示模块。

2.3 总体结构设计图

上层数据库系统如果需要调度货物时，手动选择相应的货物名及货物数量，选择好后便可点击发送按钮通过无线网络下发到中层，其中下发的数据包括货物名称、货物数量、货物ID。

中层分拣调度平台，接收到上层数据后，进行解析调度，并将解析完的数据下发给下层。其中包含ID号和显示数据的字模。

下层通过zigbee模块接收中层的数据，下层分为两部分，一部分用于显示货位号，它要获取的是ID信息，另一部分用于显示货物信息，它获取的是数据的字模。

3 概要设计

3.1 CM12232-1液晶模块简介

CM12232-1是一种内置8192个16*16点汉字库和128个16*8点字符集图形点阵液晶显示器模块，它主要是由行、列驱动器以及128*32位全点阵液晶显示器组成。外部接口采用并行或串行方式进行控制，其显示区域大小为两页16 X 122全屏幕点阵，可显示英文、数字、汉字、简单图形。工作温度为0～60摄氏度，存储温度为-20～70摄氏度，2MHZ频率，16K 只读存储器ROM，总共提供128个字符（8*16点阵），总共提供8192个汉字（16*16点阵）。LED的单点直径达到52mm，可视距离远可达到五百米以上。

3.2 ZigBee的简介和使用

Zigbee是一种短距离、传输速度低的无线网络协定，采用IEEE802.15.4标准协议的通信技术。主要特点：速度低、功耗低、成本低、复杂度低、快速、安全可靠。大多适用在远程和自动控制领域，并且可嵌入到各式各样的设备中去。简单地说，zigbee就是一种低功耗、价格便宜的、近距离通信的无线网络技术。Zigbee的技术特点表现了它将会是无线传感器网络的最好选择，普遍用于物联网、自动控制、监视等领域。以美国德州仪器TI公司CC2430/CC2530芯片作为代表的zigbee soc解决方案在国内各大高校企业掀起了一股zigbee技术应用热潮。

4 系统设计

4.1 线路链接方法

单片机的P1.0～P1.7管脚依次连接液晶屏的DB0～DB7管脚。

单片机P3.0管脚与A0管脚连接。

单片机P3.1管脚与RW管脚连接。

单品机P3.4管脚与E1管脚连接。

单片机P3.5管脚与E2管脚连接。

液晶屏的复位管脚RET接高电平。

液晶屏VDD接+5V电源与VSS接地，之间用20K的电阻连接起来。

4.2 软件详细设计

1）串口中断接收初始化

2）CM12232-1液晶显示初始化

4.3 通信协议的规定

1）上层与中层间的通信协议

上层与中层的协议要求上层每次向中层发送一个结构体数据包，数据包中包含的数据有ID号，货物名称，要取的货物数量。

2）中层与下层间的通信协议

中层与下层协议要求中层每次向下层发送16（字节）*13个字节。前16个字节是属于ID号，用于点亮仓储柜相应位置上的LED灯；后16*12个字节是属于字模的，而液晶屏显示需要的就是后面的字模数据，所以要将前面的16个字节是不需要显示的，我将它作为了清屏标志，留下后面的16*12个字节，是用于在液晶屏幕上显示的16进制数值。

5 功能測试

5.1 英文显示测试

由于有些字模生成工具生成的字模是不一样的，有的偏上，有的偏下。所以我们用的字模都是统一偏下的点阵大小为8*16的字模。

5.2 中文显示测试

中文与英文字模的区别就是字模的大小不一样。我们这里用的中文字模点阵大小为16*16的。

5.3 多字符显示测试

当液晶屏显示一个字模后，那么相应的光标也要向后移动相应的宽度，待显示下一个字模做准备。当然还要检测字模总长度是否超过液晶显示屏的可显示区域，显示屏的实际显示大小为16*16的，但我这里定义的是16*12的大小，只要长度超过12就调用清屏操作。等待下次要显示的字模数据。

6 结语

本文液晶显示屏通过显示要取货物的名称和数量信息，帮助仓库管理人员更好的管理仓库货物。机械手完成取货后，下层管理平台会向中间层提交货物提取完毕信息，中间层收到信息后，并转发给上层管理平台，上层收到信息后，显示货物已提取完毕，并从原有的总货物数量中减去已取完货物的数量，这就是物联网仓库管理系统管理货物的一个环节，通过显示屏的显示，大大提高了人工操作的便捷性。

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