本文介绍了一种基于LPC2210的新型智能储物系统的设计理念及实现的相关方法和技术。该智能储物系统具有传统存储装置无法比拟的方便快捷、安全、节省空间以及可实现智能管理的优点。而通过采用ARM芯片对智能储物系统进行控制，使储物系统具有很高的控制精度、实时性和可靠性。智能储物系统作为一种新型的办公、家用储物装置，在未来的智能楼宇系统中将具有良好的应用前景。
一、智能储物系统的构成与实现
基于LPC2210的智能储物系统由上位机、执行机构(包括步进电机、步进电机驱动器和机械传动机构)、位置检测器、报警器以及以LPC2210为核心的下位机控制器组成。上位机为一台内部安装了物品存取软件的PC机，它为智能储物系统提供人机交互平台，实现智能储物系统的用户验证功能、物品存取界面显示、存储物品的管理和检索功能。以基于ARM LPC2210的下位机为核心的自动控制执行机构接收上位机发送的控制指令，通过自动控制使被选中的储物箱体到达预定的位置来实现物品的自动存取和异常情况下的快速报警功能。整个储物系统被安装在一个坚固、密封的金属箱体中。
二、主控制器
本系统采用基于ARM7TDMI的LPC2210作为下位机主控制器。该控制器特点有：
1、集成了ARM7TDMI处理器核，具有高性能的32位RISC体系结构，片内128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟频率下运行。
2、具有16KB片内SRAM，32位数据总线宽度，系统最大可扩展64MB存储器。
3、芯片内部具有UART、硬件I2C、SPI、PWM、ADC和定时器外围部件，功能强大。
LPC2210丰富的片内外资源、快速的响应性和较高的性价比都很适于作为智能储物系统下位机的主控制器。LPC2210控制芯片接收来自上位机的控制指令和位置检测传感器反馈的被选择箱体的位置信号，通过控制算法运算，直接输出PWM控制信号，经光电隔离和步进电机驱动器的功率放大后，控制步进电机运行。当智能储物系统遭到破坏时，LPC2210接收到报警信号后对报警器发送控制指令，使报警系统迅速启动，实现现场报警或远程拨号报警。远程拨号电话号码可由用户通过上位机人机交互界面预先设置。
三、执行机构
执行机构采用步进电机拖动机械传动机构，进而带动储物箱体运动。LPC2210芯片是整个步进电机控制的核心部分，它接收来自上位机的箱体选择指令，经过ARM控制中心的解读和转译，并与位置反馈信号进行比较、运算后，由LPC2210控制系统的PWM口送出步进电机的方向和位移控制量。控制信号经光电隔离和电机驱动部分的功率放大后，控制步进电机的运行，步进电机运转带动机械传动机构运动，以使被选择储物箱体到达预定位置。为保护ARM控制系统,减小外界信号干扰,各传感器、执行机构与LPC2210之间均采用光电耦合器进行信号隔离。
四、位置检测器
储物箱体位置信号的检测采用了3只LJ18A33-8-Z/BX型电感式接近开关。当有金属物体接近传感器的感应头时，传感器的输出信号则会由高电平转化为低电平。这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。
五、报警器
报警器采用单片机芯片AT89S52作为中央处理器。该报警器以公用电话线作为信息传输媒体，具有现场声报警和远程自动拨号报警功能。当自动储物系统的箱体外壳或是系统的电磁门遭到破坏，LPC2210系统在接收到报警信号后，通过GPIO接口向报警器的AT89S52芯片输出控制信号，AT89S52接到信号后控制报警器中的双音多频发送/接收电路和语音报警电路实现报警控制。
六、软件设计
主程序首先对用户的身份进行验证，密码验证具有三次机会。验证通过后，用户可以通过人机交互界面选择物品的存取，确定后将箱体参数发送给LPC2210。LPC2210控制系统通过片上的PWM口输出步进电机的方向和位移控制量，控制步进电机的运行，从而拖动传动机构以使被选择储物箱体达到预定位置。存取完成后，用户可根据计算机显示的物品管理菜单对物品记录进行增删，以备检索。
|
