自動(dòng)售貨機(jī)畢設(shè)開題

上海 電機(jī)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 課題名稱 基于 自動(dòng)售貨機(jī)的電氣設(shè)計(jì) 學(xué) 院 電氣學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化（ 軌道交通 方向） 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 101001010220 姓 名 廖鑫成 指導(dǎo)教師 龔建芳 定稿日期： 2013 年月日 基于 電氣 設(shè)計(jì) 摘要： 文章首先 簡述了自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)的意義和發(fā)展現(xiàn)狀以及 后介紹了自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)思路，并給出了總體設(shè)計(jì)框圖，通過分析設(shè)計(jì)寫出 代碼 在 軟件平臺(tái)上 進(jìn)行編譯、執(zhí)行 基本符合設(shè)計(jì)要求。 最終完成的自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)具有 商品選擇，投幣處理 、 出貨找零 、異常退幣等主要功能，整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)體現(xiàn)了在軟件平臺(tái)上用 關(guān)鍵詞： 自動(dòng)售貨機(jī)， 可編程控制器（ ， 貨幣識(shí)別找零系統(tǒng)，貨物傳送系統(tǒng) 1 文獻(xiàn)綜述 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展， 從自動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)來看，它的出現(xiàn)是由于勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會(huì)轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。大量生產(chǎn)、大量消費(fèi)以及消費(fèi)模式和銷售環(huán)境的變化，要求出現(xiàn)新的流通渠道；而相對(duì)的超市、百貨購物中心等新的流通渠道的產(chǎn)生，人工費(fèi)用也不斷上升；再加上場地的局限性以及購物的便利性等這些因素的制約，無人自動(dòng)售貨機(jī)作為一種必須的機(jī)器便應(yīng)運(yùn)而生了 1。 動(dòng)售貨機(jī)介紹 自 動(dòng)售貨機(jī)是可完成無人自動(dòng)售貨 ,集光、機(jī)、電一體化的商業(yè)自動(dòng)化設(shè)備。隨著當(dāng)前城市規(guī)模的增大，很多公共場合都放置有自動(dòng)售貨機(jī)，極大的滿足了人們的即時(shí)性需求，為人們進(jìn)行簡單物品的采購提供了一種便利。自動(dòng)售貨機(jī)行業(yè)長期以來在美國、日本等國家得到迅猛發(fā)展，目前已在 45個(gè)國家得到廣泛普及。據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計(jì)，中國的自動(dòng)售貨機(jī)擁有量僅有 2萬臺(tái)，相對(duì)于 13億的人口大國和零售業(yè)態(tài)發(fā)展的趨勢(shì)而言，中國自動(dòng)售貨機(jī)行業(yè)的發(fā)展空間將更加廣闊。傳統(tǒng)的自動(dòng)售貨機(jī)多采用單片機(jī)控制方案，系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜，抗干擾能力相對(duì)較差，很難保證系統(tǒng)的可靠性 和穩(wěn)定性，維護(hù)維修困難。 隨著微處理器、計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已擴(kuò)展到了幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域?，F(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場需求作出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品。為了滿足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性?？删幊绦蚩刂破鳎?是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝 置。 硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，其基本構(gòu)成為：電源、中央處理單元 (存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路、功能模塊、通信模塊等幾部分組成。它的工作原理可分為以下幾部分：（ 1）掃描技術(shù)、（ 2）用戶程序執(zhí)行階段、（ 3）輸出刷新階段。 入繼電器，輸出繼電器和輔助繼電器，特殊輔助繼電器，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，狀態(tài)器，還有一些包括標(biāo)志跳轉(zhuǎn)，中斷，子程序程序入口等 等。 可編程控制器（ 特點(diǎn) 1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 2）配套齊全，適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用靈活 3）編程方便，易于使用 4）功能強(qiáng)，拓展能力強(qiáng)，性價(jià)比高 5） 裝、調(diào)試方便 6）維修方便，維修工作量小 7） 耗低，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。 景 自動(dòng)售貨機(jī)（ 源于公元前 215 年的古埃及，當(dāng)時(shí)用于人們?cè)谏駨R里用金幣購買圣水。 19 世紀(jì) 70 年代，自動(dòng)售貨機(jī)在美國、日本迅猛發(fā)展，如今已成為世界上最大的現(xiàn)金交易市場。作為一種前衛(wèi)的零售方式，自動(dòng)售貨機(jī)已在 45個(gè)國家廣泛普及。據(jù)統(tǒng)計(jì)，日本平均每 23人就擁有一臺(tái)自動(dòng)售貨機(jī)，美國平均每 40 人擁有一臺(tái)自動(dòng)售貨機(jī)，美國自動(dòng)售貨機(jī)的零售營業(yè)額高達(dá) 293億美元，日本每個(gè)消費(fèi)者每年在自動(dòng)售貨機(jī)上的消費(fèi)金額達(dá) 。全世界每年通過自動(dòng)售貨機(jī)銷售商品的總額已達(dá) 2000 億美元。 近些年，隨著我國商品市場的不斷繁榮和城市現(xiàn)代化程度的不斷提高，自動(dòng)售貨機(jī)也已悄然步入了我國的大中城市。自動(dòng)售貨機(jī)在北京、上海、大連、沈陽、西安開始出現(xiàn)，成為不少年輕人時(shí)髦的購物選擇。在國家相關(guān)政府部門的大力支持下，中國的自動(dòng)售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)以超常規(guī)的速度迅猛發(fā)展，并帶動(dòng)了一批新的服務(wù)業(yè)、物流運(yùn)輸 配送業(yè)的快速發(fā)展，豐富了中國的商業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，開創(chuàng)了一個(gè)全新的自動(dòng)銷售和自助服務(wù)時(shí)代。 義 自動(dòng)售貨機(jī)是一種全新的商業(yè)零售形式 。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的安全性、可靠性的要求越來越高。 編程控制器）作為一種工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)，它以安全可靠性、運(yùn)行穩(wěn)定、編程方便、操作簡單尤其是它的高可控性等優(yōu)點(diǎn)。在自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。 自動(dòng)售貨機(jī)可以充分補(bǔ)充人力資源的不足，適應(yīng)消費(fèi)環(huán)境和消費(fèi)模式的變化， 24 小時(shí)無人售貨的系統(tǒng)可以更省力，運(yùn)營時(shí)需要的資本少、面積小，有吸引人們購買好奇心的自身性能，可以很好地解決人工費(fèi)用上升的問題等各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。自動(dòng)售貨機(jī)解放了人力，方便了生活，創(chuàng)造了效益，方便廣大的市民。 實(shí)踐和直覺告訴我們，自動(dòng)售貨機(jī)在中國的橫空出世，必將為國內(nèi)的食品、香煙、飲料等諸多行業(yè)帶來新的契機(jī)，中國的現(xiàn)代文明又將以自動(dòng)售貨機(jī)的應(yīng)用和普及開啟一個(gè)新的里程碑！ 所以設(shè)計(jì)自動(dòng)售貨機(jī)是非常必要的。 究目標(biāo) 此次設(shè)計(jì)的是基于 動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì) 。其要求為： 對(duì)投入的貨幣進(jìn)行運(yùn)算，并根據(jù)貨幣數(shù)值判斷是否能購買某種商品，并做出相應(yīng)的反映。因此，售貨機(jī)應(yīng)能夠辨識(shí)機(jī) 內(nèi)包含的商品，能夠現(xiàn)實(shí)已投入的幣值，以及再投入貨幣累計(jì)顯示，同 時(shí) 提示可以購買的商品。當(dāng)按下選擇商品的按鈕時(shí)，售貨機(jī)進(jìn)行減法運(yùn)算，從投入的貨幣總值中減去該商品的價(jià)格，同時(shí)起動(dòng)相應(yīng)的電機(jī)，提取該商品到出貨口，此時(shí)售貨機(jī)繼續(xù)等待外部命令，如繼續(xù)交易，則同上，如果此時(shí)不再購買，則按下退幣按鈕，售貨機(jī)進(jìn)行退幣操作，退回相應(yīng)的貨幣，并在程序中清零，完成此次交易。 （ 1） 此自動(dòng)售貨機(jī)可投入 5 角或 1 元硬幣； （ 2） 投入硬幣在限定時(shí)間內(nèi)（ 30）不按任何按鍵，自動(dòng)售貨機(jī)退還硬 幣； （ 3） 投入硬幣的總值等于大于物品價(jià)值時(shí)，對(duì)應(yīng)的物品指示燈亮綠燈； （ 4） 當(dāng)物品對(duì)應(yīng)的指示燈亮綠燈時(shí)，按下相應(yīng)的按鍵，相應(yīng)的物品排出，同時(shí)指示燈綠燈閃爍； （ 5） 超出物品總值時(shí)，將自動(dòng)退還余款； （ 6） 當(dāng)購買成功一件物品， 20 秒無操作，將自動(dòng)退還； （ 7） 投入錢幣以后，不想購買，按退款鍵，錢幣自動(dòng)退還； （ 8） 當(dāng)物品不足時(shí)，對(duì)應(yīng)的物品指示燈亮紅燈，按鍵無反應(yīng)，并向總部發(fā)送所缺物品信息。 制面板設(shè)計(jì) 及 功能 圖 4 自動(dòng)售貨機(jī)工作流程圖 假設(shè) 9 種飲料，不同價(jià)格擺放在貨架上 用數(shù)字鍵代替商品按鍵，就能在某種商品缺貨的時(shí)候能及時(shí)地補(bǔ)上其他的商品種類，并且不會(huì)使顧客混淆，使人機(jī)界面更加友好。 其控制要求如下： (1) 貨物種類共 9 種，這 9 種物品分別對(duì)應(yīng)著 9 個(gè)不同的按鍵選擇，其中 1 元、 2 元、 3 元價(jià)格不等的物品各 3 種；貨幣識(shí)別裝置能夠識(shí)別 、 1元的貨幣。 (2) 在規(guī)定的 30 秒時(shí)間內(nèi)可多次投入貨幣，能夠?qū)崿F(xiàn)貨幣累加功能，超過30 秒投幣無效。 (3) 如果累計(jì)投入的貨幣數(shù)目超過所購買物品的總價(jià)，機(jī)器能夠?qū)崿F(xiàn)找錢功能；如果投入的貨幣沒有達(dá)到所選擇物品的價(jià)格，投入的錢將全部退還；在投入一次累加貨幣后選擇物品時(shí)，如果投入的累加貨幣數(shù)目大大超過所選擇物品的預(yù)設(shè)單個(gè)價(jià)格時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)選擇同一件物品購買多個(gè)。 (4) 設(shè)計(jì) 13 個(gè)按鍵選擇，其中 9 個(gè)是貨物選擇，還有一個(gè)確定鍵和一個(gè)取消鍵，如果 當(dāng)物品不足時(shí)，對(duì)應(yīng)的物品指示燈亮紅燈，按鍵無反應(yīng)，并向總部發(fā)送所缺物品信息 。 氣控制系統(tǒng)總體方案研究 此次設(shè)計(jì)中， 飲料送出 系統(tǒng)是一個(gè)自動(dòng)運(yùn)行的系統(tǒng)。要求 電機(jī)把 物件運(yùn)至指定位置并停止后，能夠抓取物件搬移到另外一條傳送帶上，然后返回搬運(yùn)下一個(gè)物件。其中控制系統(tǒng)還是采取了 制。 應(yīng)此要確定 類型，西門子 靠性高，使用壽命長 ,環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng) ,靈活通用 ,使用方便 ,維護(hù)簡單，整個(gè)連接過程僅需要一把螺絲刀即可完成 ,所以采用西門子 列的 5。然后在確定電氣控制系統(tǒng)的硬件連線之前，先確定按鈕、行程開關(guān)、光電開關(guān)等外部的輸入設(shè)備，還要確定電磁閥、線圈等輸出控制對(duì) 象，盡量減少 輸入和輸出的點(diǎn)數(shù)，簡化輸入輸出端口的接線。 件功能圖如下： 根據(jù)機(jī)械手傳送帶物料分揀系統(tǒng)電氣控制的要求，編寫完成相應(yīng)的程序。然后進(jìn)行程序的調(diào)試工作，在調(diào)試過程中會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，應(yīng)及時(shí)地修改，并耐性地反復(fù)調(diào)試，直至調(diào)試成功為止，得出正確完整的程序。并且寫出程序清單、 I/O 端口分配表等。 4 工作特色及其難點(diǎn)，擬采取的解決措施 此次設(shè)計(jì)的 飲料 傳送 系統(tǒng)是可以自動(dòng)運(yùn)行的，無需人工操作，故障時(shí)能及時(shí)發(fā)出警報(bào)。大大減少了人力操作，更方便快捷 。 序的編寫以及程序合理性，對(duì) 整個(gè)系統(tǒng) 過程的分析，工作方式 的選擇，主要是在程序調(diào)試運(yùn)行過程和 飲料傳送 的動(dòng)作過程相一致，保證各種工作方式下程序均能按 要求正常運(yùn)行。 程序編寫前應(yīng)大量查閱相關(guān) 資料，熟悉程序編寫的過程。程序便寫好后，應(yīng)在反復(fù)調(diào)試程序，直至程序無錯(cuò)和警告。如一直調(diào)試難以成功時(shí)，在查詢書籍資料，或者求助老師。 2013 年 12 月 014 年 3 月：收集資料，確定設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體方案，書寫開題報(bào)告，進(jìn)行開題答辯。 2014 年 03 月 04 月：翻譯有關(guān)外文資料及閱讀技術(shù)文獻(xiàn)，進(jìn)行方案論證。分別對(duì)軟、硬件進(jìn)行設(shè)計(jì) 2014 年 04 月：中期答辯 2014 年 04 月 014 年 05 月：軟、硬件調(diào)試，編寫畢業(yè)論文。 2014 年 05 月：上交論文評(píng)閱 2014 年 06 月上旬：畢業(yè)答辯準(zhǔn)備和答辯 （ 1）完成電氣控制原理圖設(shè)計(jì) （ 2）完成輸入輸出端子的分配表及元件器材表 （ 3）完成 程序設(shè)計(jì) （ 4）完成安裝調(diào)試報(bào)告 （ 5）正確設(shè)計(jì) 自動(dòng)售貨機(jī) 的接線方式并進(jìn)行控制信號(hào)線的連接。 （ 6）運(yùn)行程序使 自動(dòng)售貨機(jī) 按照預(yù)訂的 設(shè)計(jì)運(yùn)行 。 參考文獻(xiàn) 1 陳建民 二版） 2001.(3):762白麗自動(dòng)售貨機(jī) :第三次零售業(yè)革命 電子商務(wù)， 2005，（ 3） 3王雯雋基于 動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 微型電腦應(yīng)用， 2005， 2（） 4裴進(jìn)靈一種新型自動(dòng)售貨機(jī)的研制科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)， 2003，13（ 12） 5鄭大宇，紀(jì)鵬自動(dòng)售貨機(jī)結(jié)構(gòu)安全機(jī)制的研究 哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2006， 22（ 1） 6鄭大宇，劉立晶自動(dòng)售貨機(jī)送出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化 黑龍江商學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2000， 6（ 3） 7 常斗南 ,等 . 可編程序控制器原理、應(yīng)用、實(shí)驗(yàn) M . 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1998. 8 賀賈德勝 用開發(fā)實(shí)用子程序（第一版