一种红外线计数的自动旋转货柜实时嵌入式控制装置的制作方法

本发明涉及一种红外线计数的自动旋转货柜实时嵌入式控制装置，属于电子技术领域。

背景技术：

随着人们的消费习惯的逐渐变化，人们平时生活中最常去消费的超市的规模也越来越大，货物的消耗与补充的频率也越来越高，如果不能及时将货物摆放在货柜前列，将影响货品的销量以及超市的声誉。传统书架式货柜，商品由内而外摆放在货架上，若是放在前排的货物被拿走，后排的货物将难以被顾客取到，直接会削减顾客购买此商品的兴趣，若是让工作人员不断进行补充或者重新排列，将造成大量的人力资源开支。同时，传统货柜也使超市工作人员的例行点货产生较大困难，常常需要花费很大精力和时间去完成点货任务。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种红外线计数的自动旋转货柜实时嵌入式控制装置，用来使货品方便拿取，并减轻超市工作人员的点货负担，降低人力开支的同时提高货品空间的利用率。

本发明采用的技术方案是：一种红外线计数的自动旋转货柜实时嵌入式控制装置，包括红外发射装置1、红外接收装置2、单片机系统3、缺货提醒装置4、电气控制系统5、三相步进电机6、三扇形货柜7；红外发射装置1、红外接收装置2分别与单片机系统3连接，单片机系统3分别与电气控制系统5、缺货提醒装置4连接，电气控制系统5与三相步进电机6连接，三相步进电机6连接三扇形货柜7并控制其旋转。

具体地，所述缺货提醒装置4包括：数码显示管14、缺货提示灯15、电路连接线、封装外壳、80C51单片机；封装外壳为长方体，正面为提示面板，提示面板上设有扇区提示字样，数码显示管14嵌入在封装外壳提示面板的左侧，缺货提示灯15嵌入在封装外壳提示面板扇区提示字样的右侧，数码显示管的A、B、C、D、E、F、G引脚分别连接在80C51单片机的P1.7、P1.6、P1.5、P1.4、P1.3、P1.2、P1.1引脚，数码显示管的引脚1连接在80C51单片机的P1.0引脚，引脚2接高电平，缺货提示灯15接入80C51单片机的引脚。

更优地，所述扇区提示字样包括一号扇区、二号扇区、三号扇区，缺货提示灯15包括成一竖列的红色小LED灯D1、红色小LED灯D2、红色小LED灯D3，红色小LED灯D1、红色小LED灯D2、红色小LED灯D3分别接入80C51单片机的P0.5、P2.5、P3.5引脚。

具体地，所述红外发射装置1包括：AT89C2051单片机 、4路PWM红外发射电路、4路红外发射二级管；

所述4路PWM红外发射电路包括：74LS08芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、晶体振荡器X1、三极管Q1、LED灯；其中电源连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接LED灯的一端，LED灯另一端连接三极管Q1的集电极，电阻R1与晶体振荡器X1并联，电阻R1与晶体振荡器X1的一端与电容C2连接，另一端分别与电容C1、74LS08芯片的引脚2连接，电容C1、电容C2的另一端均与三极管Q1的发射极连接，三极管Q1的基极与电阻R4以及电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与三极管Q1的集电极连接，电阻R4的另一端与与门U2的输出端连接，与门的一个输入端引脚与AT89C2051芯片的P3.4引脚连接，三极管Q1的发射极与低电平相连。

具体地，所述红外接收装置2包括：AT89C2051单片机、 4路PWM红外接收电路、4路红外接收二极管；

所述4路PWM红外接收电路包括：集成电路RPM6938、电阻R3、电容C3；其中电源连接电阻R3的一端，R3另一端分别与电容C1和C3的一端、集成电路RPM6938的VCC引脚连接，电容C1和C3的另一端与集成电路RPM6938的GND引脚连接且接地，集成电路RPM6938的OUT引脚与AT89C2051芯片的P3.3、P3.4引脚连接。

具体地，所述三扇形货柜7包括：隔板10、转轴11、圆形货台；五块圆形货台将货柜分为四层，每层由三块隔板10分开为120°的三个扇形储货格，三个扇形储货格围绕中心转轴11进行旋转，每层的每个扇形储货格上侧安装红外发射装置1、下侧安装红外接收装置2，转轴11与三相步进电机6相连接。

本发明的工作原理是：本装置工作时采用晶体振荡器X1产生载波信号，与发射信号进行逻辑“与”运算后，三极管Q1的功率驱动到红外发射二极管上。当AT89C2051单片机P3.4口输出为“1”时，红外发射二级管发出38KHZ调制红外线，当红外接收二极管收到38KHZ调制红外线时，RPM6938输出为“0”（低电平），平时输出为“1”（高电平）。当集成电路RPM6938收到第一个红外脉冲时，触发AT89C2051单片机INT1产生中断，使单片机退出低功耗状态，进入工作状态。当扇形储货格无货品时，上侧安装的红外发射装置1上的4路红外发射二极管发射红外光，由下侧安装的红外线接收装置2上的4路红外接收二极管接收红外光，一路红外发射二极管对应多路红外接收二极管，形成红外光幕，红外接收二极管收到红外光后，红外接收装置内部电路输出低电平，而在有货品的情况下，红外发射二极管发射的红外光不能顺利到达红外接收二极管，这时红外接收二极管接收不到红外光，红外接收装置内部电路输出为高电平。当红外光幕中无障碍物时，红外发射二极管发射的红外光都能顺利到达另一侧的红外接收二极管，从而使红外接收装置内部电路全部输出低电平。因此，当有货品放在扇形储货格中时，红外接收装置会输出高电平给单片机系统3。电气控制系统5通过接收单片机系统3的信号进行控制，若单片机系统3识别到当前扇形区域四个储货格内都没有货品，则向电气控制系统5发出信号，控制三相步进电机6旋转120°达到切换扇区的作用，把有货的扇形区域转到顾客能接触到的正面。所有因货品遮挡而输出高电平的红外接收装置2都将高电平传入80C51单片机系统3内，单片机系统3统计接收到的高电平的数量，通过数码显示管14显示出剩余数量，如果同一扇区的四个储货格均输出高电平，则单片机系统3接收到后从P0.5、P2.5或P3.5输出高电平，控制相应的红色小LED灯亮起，表示此扇形区域内四个储货格均缺货。其中，红外发射装置1、红外接收装置2中的AT89C2051单片机可以采用同一个单片机。

本发明的有益效果是：此装置结构简单，安装便捷，成本低廉，可以通过红外光幕检测来统计货柜内货品剩余数量，并提示缺货信息，便于工作人员点货和补货；旋转式的货柜保证面向顾客的一面总是有货，较浅的深度使顾客很容易取到想要的货品，提高了购物体验。

附图说明

图1 为本发明的总体结构图；

图2 为三相旋转的三扇形货柜7的结构图；

图3 为缺货提醒装置4的外部结构图；

图4 为4路PWM红外发射电路的电路图；

图5 为4路PWM红外接收电路的电路图；

图6 为缺货提醒装置4的内部电路图。

图1-6中各标号：1-红外发射装置，2-红外接收装置，3-单片机系统，4-缺货提醒装置，5-电气控制系统，6-三相步进电机，7-三扇形货柜，8-余量显示电子管，9-缺货提示灯，10-隔板，11-转轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。

实施例1：如图1-6所示，一种红外线计数的自动旋转货柜实时嵌入式控制装置，包括红外发射装置1、红外接收装置2、单片机系统3、缺货提醒装置4、电气控制系统5、三相步进电机6、三扇形货柜7；红外发射装置1、红外接收装置2分别与单片机系统3连接，单片机系统3分别与电气控制系统5、缺货提醒装置4连接，电气控制系统5与三相步进电机6连接，三相步进电机6连接三扇形货柜7并控制其旋转。

进一步地，所述缺货提醒装置4包括：数码显示管14、缺货提示灯15、电路连接线、封装外壳、80C51单片机；封装外壳为长方体，正面为提示面板，提示面板上设有扇区提示字样，数码显示管14嵌入在封装外壳提示面板的左侧，缺货提示灯15嵌入在封装外壳提示面板扇区提示字样的右侧，数码显示管的A、B、C、D、E、F、G引脚分别连接在80C51单片机的P1.7、P1.6、P1.5、P1.4、P1.3、P1.2、P1.1引脚，数码显示管的引脚1连接在80C51单片机的P1.0引脚，引脚2接高电平，缺货提示灯15接入80C51单片机的引脚。

更进一步地，如图3所示，所述扇区提示字样包括一号扇区、二号扇区、三号扇区，缺货提示灯15包括成一竖列的红色小LED灯D1、红色小LED灯D2、红色小LED灯D3，红色小LED灯D1、红色小LED灯D2、红色小LED灯D3分别接入80C51单片机的P0.5、P2.5、P3.5引脚。扇区提示字样的内容及缺货提示灯15的数量是一致的，具体与三扇形货柜7的结构相关，三扇形货柜7分成及个扇区，扇区提示字样就包括几个，缺货提示灯15的数量与扇区提示字样的内容对应。

进一步地，具体地，所述红外发射装置1包括：AT89C2051单片机 、4路PWM红外发射电路、4路红外发射二级管；

所述4路PWM红外发射电路包括：74LS08芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、晶体振荡器X1、三极管Q1、LED灯；其中电源连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接LED灯的一端，LED灯另一端连接三极管Q1的集电极，电阻R1与晶体振荡器X1并联，电阻R1与晶体振荡器X1的一端与电容C2连接，另一端分别与电容C1、74LS08芯片的引脚2连接，电容C1、电容C2的另一端均与三极管Q1的发射极连接，三极管Q1的基极与电阻R4以及电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与三极管Q1的集电极连接，电阻R4的另一端与与门U2的输出端连接，与门的一个输入端引脚与AT89C2051芯片的P3.4引脚连接，三极管Q1的发射极与低电平相连。

进一步地，所述红外接收装置2包括：AT89C2051单片机、 4路PWM红外接收电路、4路红外接收二极管；

所述4路PWM红外接收电路包括：集成电路RPM6938、电阻R3、电容C3；其中电源连接电阻R3的一端，R3另一端分别与电容C1和C3的一端、集成电路RPM6938的VCC引脚连接，电容C1和C3的另一端与集成电路RPM6938的GND引脚连接且接地，集成电路RPM6938的OUT引脚与AT89C2051芯片的P3.3、P3.4引脚连接。

进一步地，所述三扇形货柜7包括：隔板10、转轴11、圆形货台；五块圆形货台将货柜分为四层，每层由三块隔板10分开为120°的三个扇形储货格，三个扇形储货格围绕中心转轴11进行旋转，每层的每个扇形储货格上侧安装红外发射装置1、下侧安装红外接收装置2，转轴11与三相步进电机6相连接。

具体工作时：本装置工作时采用晶体振荡器X1产生载波信号，与发射信号进行逻辑“与”运算后，三极管Q1的功率驱动到红外发射二极管上。当AT89C2051单片机P3.4口输出为“1”时，红外发射二级管发出38KHZ调制红外线，当红外接收二极管收到38KHZ调制红外线时，RPM6938输出为“0”（低电平），平时输出为“1”（高电平）。当集成电路RPM6938收到第一个红外脉冲时，触发AT89C2051单片机INT1产生中断，使单片机退出低功耗状态，进入工作状态。当扇形储货格无货品时，上侧安装的红外发射装置1上的4路红外发射二极管发射红外光，由下侧安装的红外线接收装置2上的4路红外接收二极管接收红外光，一路红外发射二极管对应多路红外接收二极管，形成红外光幕，红外接收二极管收到红外光后，红外接收装置内部电路输出低电平，而在有货品的情况下，红外发射二极管发射的红外光不能顺利到达红外接收二极管，这时红外接收二极管接收不到红外光，红外接收装置内部电路输出为高电平。当红外光幕中无障碍物时，红外发射二极管发射的红外光都能顺利到达另一侧的红外接收二极管，从而使红外接收装置内部电路全部输出低电平。因此，当有货品放在扇形储货格中时，红外接收装置会输出高电平给单片机系统3。电气控制系统5通过接收单片机系统3的信号进行控制，若单片机系统3识别到当前扇形区域四个储货格内都没有货品，则向电气控制系统5发出信号，控制三相步进电机6旋转120°达到切换扇区的作用，把有货的扇形区域转到顾客能接触到的正面。所有因货品遮挡而输出高电平的红外接收装置2都将高电平传入80C51单片机系统3内，单片机系统3统计接收到的高电平的数量，通过数码显示管14显示出剩余数量，如果同一扇区的四个储货格均输出高电平，则单片机系统3接收到后从P0.5、P2.5或P3.5输出高电平，控制相应的红色小LED灯亮起，表示此扇形区域内四个储货格均缺货。其中，红外发射装置1、红外接收装置2中的AT89C2051单片机可以采用同一个单片机。

上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。