CN106384488A - 一种智能元器件盒 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能元器件盒，包括：用于储存不同种类的电子元器件的多个存储单元；设于各存储单元底部的，用于对该存储单元存放的元器件进行称重的压力信号采集装置；对每一个存储单元进行编号，实时采集各存储单元的压力信号采集装置的信号的I/O拓展实时扫描模块；根据I/O拓展实时扫描模块发送的信号，判断各储单元存放的元器件数量的单片机控制模块；对用量不足的存储单元的对应编号及其元器件数量进行显示和报警的显示与报警模块。本发明提供的装置能够自主检测元器件盒内剩余元器件的数量，并提醒操作者及时进行元器件补充，在极大程度上解放了人力和时间，实现了实验室的局部智能化管理，提高了电子产品开发与制作的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种元器件盒，尤其涉及一种用于对电子实验室用到的电子元件进行收纳的智能元器件盒。
背景技术
电子实验室需要储存大量不同种类的电子元件，例如不同阻值的电阻、电容以及不同型号的芯片等。设计制作电子产品对不同元件的消耗量不同，于是导致各元件剩余量的变化速度不同，这样使实验室元件储存管理工作变得繁琐复杂，有时还会因为元件补充不及时耽误电子产品的开发与制作。
为了解决这些问题，本申请设计了一种能够自主检测元器件盒内剩余元器件的数量，并提醒操作者及时进行元器件补充的智能元器件盒。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够自主检测元器件盒内剩余元器件的数量，并提醒操作者及时进行元器件补充的智能元器件盒。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种智能元器件盒，其特征在于，包括：
用于储存不同种类的电子元器件的多个存储单元；
设于各存储单元底部的，用于对该存储单元存放的元器件进行称重的压力信号采集装置；
对每一个存储单元进行编号，实时采集各存储单元的压力信号采集装置的信号的I/O拓展实时扫描模块；
根据I/O拓展实时扫描模块发送的信号，判断各储单元存放的元器件数量的单片机控制模块；
对用量不足的存储单元的对应编号及其元器件数量进行显示和报警的显示与报警模块。
优选地，所述压力信号采集装置为悬臂梁称重传感器。
优选地，根据各存储单元的重量来判断其所存贮的元器件的数量。
优选地，所述I/O拓展实时扫描模块采集的模拟量信号通过AD转化模块转化为数字量信号，再发送给单片机控制模块。
优选地，所述单片机控制模块将实时采集的各储单元存放的元器件数量与对应的设定阈值比较，一旦发现某存储单元内剩余元器件的数量低于设定阈值，则驱动显示与报警模块工作。
优选地，所述显示与报警模块采用LCD显示用量不足的存储单元的对应编号及其元器件数量，通过LED闪烁实现报警功能。
优选地，还包括用于将实时监控结果发送给监控终端的通信拓展模块，通信拓展模块连接单片机控制模块。
本发明针对电子实验室里不同元件的需求量不同所导致的对大量不同种类电子元件剩余储量的查询及补充工作的繁琐性，设计制作了一种基于悬臂梁称重传感器、由K60单片机主控的有用量不足提示功能的智能元器件盒。该智能储物柜中各储物单元均有对应编码，安装在下方的悬臂梁称重传感器可对存放元件的余量进行测量，经单片机I/O拓展扫描函数，对各单元进行实时监控。若余量低于设定阈值，系统将驱动LCD显示需补充电子元件的单元的信息并由LED闪烁报警，从而达到及时引起管理员注意，及时补充不足元件的目的。
本发明提供的元智能器件盒能够自主检测元器件盒内剩余元器件的数量，并提醒操作者及时进行元器件补充，在极大程度上解放了人力和时间，实现了实验室的局部智能化管理，提高了电子产品开发与制作的效率。
附图说明
图1为本实施例提供的智能元器件盒结构框图；
图2为单片机接口电路图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
图1为本实施例提供的智能元器件盒结构框图，所述的智能元器件盒由存储单元、压力信号采集装置、I/O拓展实时扫描模块、AD转化模块、单片机控制模块、LCD显示与报警模块、通信拓展模块等部分构成。
一、系统设计
存储单元有多个，分别用于存放不同种类的电子元器件；每个存储单元底部分别安装一压力信号采集装置，各压力信号采集装置均连接I/O拓展实时扫描模块，I/O拓展实时扫描模块通过AD转化模块连接单片机控制模块，单片机控制模块还连接LCD显示与报警模块、通信拓展模块。
通过安装在存储单元底部的压力信号采集装置对该存储单元存放的元器件称重，通过重量的减少来判断数量的变化；对每一个存储单元进行编码，通过I/O拓展实时扫描模块设计存储单元扫描函数，实现对各个存储单元剩余量的实时监控；各存储单元剩余量通过AD转化模块转化为数字量并发送给单片机控制模块；一旦发现某存储单元用量低于设定阈值，则驱动LCD显示与报警模块对用量不足的存储单元数量及其对应编号进行显示和报警。通过通信拓展模块将实时监控结果发送给监控终端。
压力信号采集装置采用悬臂梁称重传感器，该传感器体积小，结构简单，精度高。由于单片机I/O口数量有限，而存储单元较多，所以利用74LS42对I/O进行拓展，提高单片机I/O的利用率；控制核心采用Kinetis 60开发板，AD采集利用其内部AD，转化精度符合要求。报警模块采用LCD提示用量不足的单元数量及其相应编号，考虑到蜂鸣器会造成噪声干扰，所以用LED闪烁来配合报警；通信拓展模块用蓝牙或者物联网接口实现智能元器件盒与移动设备、智能元器件盒与互联网的连接。
二、硬件设计
本智能元器件盒对于主控制器有两个主要的要求：1、由于实验室储物柜中的各类元件大小重量不一，有的元件质量较小，这就要求传感器及AD转换器精度较高；2、需要使用LCD定位显示元件不足的储物单元；基于以上两大特点，本实施例选用Kinetis 60(K60)这款单片机开发板，该开发板具有丰富的模拟、通信、定时和控制外设，从100LQFP封装256KB闪存开始可扩展到256MAPBGA1MB内存。大内存的K60系列微控制器还提供可选的单精度浮点单元、NAND闪存控制器和DRAM控制器，这些特点都大大简化了设计难度。
装置需要使用LCD显示元件不足的储物单元位置信息，由于可能出现多个储物单元元件不足的情况，所以有时显示信息内容较多，经过对于多个LCD的比较，选用了使用较为普遍，显示内容较多的LCD1602这款液晶显示器件。
搭建单片机最小系统并接入LCD模块，同时加入I/O拓展扫描电路可以构成单片机系统接口电路，如图2所示。
三、软件设计
3.1主函数
主函数是单片机运行的起点，用于统筹各个子函数输入输出结果以及相互之间的调用关系。主函数首先要调用系统初始化函数，然后调用扫描函数，扫描函数可以保存需要提示用量不足的储存单元编号及数量，并返回状态参数，主函数接受参数后进行判断，如果判断有要提示的单元，则找到内存中已保存的数据通过调用LCD驱动函数对其进行显示，并同时使LED闪烁以报警。主函数代码如下：
3.2系统初始化函数
系统初始化函数主要用来设置相关参数及控制字，包括关闭看门狗、初始化ADC、初始化LCD、设置I/O口状态。相关代码如下：
3.3扫描函数
扫描函数分为初值判定部分、实时扫描部分、剩余量判断函数三个部分。
3.3.1初值判定
3.3.2实时扫描
实时扫描部分主要利用74LS138对单片机的I/O口进行拓展，利用行选列选的方式选中某个特定的存储单元，即每一个单元有唯一对应的编码，将编码转化为行列信息，可以方便工作人员快速定位待补充单元的位置。选中的单元得电工作，所以各个单元可以共用一根数据线对压力传感器数据进行读入。
3.3.3余量判断
余量判断部分是将当前读入值与阈值进行对比，若当前值大于阈值则不动作；若当前值小于阈值，则将当前单元的行列数据保存至特定内存中的数组变量中，且将当前单元的标志变量lable赋值为“0”，同时使全局变量a加1。相关代码如下：
3.4显示报警函数
该函数用来驱动LCD显示剩余量不足的单元个数以及每个单元相应的行列信息，便于管理人员定位。同时为了能引起管理人员注意，加入使红色LED闪烁的报警提示。
Claims (7)
1.一种智能元器件盒，其特征在于，包括：
用于储存不同种类的电子元器件的多个存储单元；
设于各存储单元底部的，用于对该存储单元存放的元器件进行称重的压力信号采集装置；
对每一个存储单元进行编号，实时采集各存储单元的压力信号采集装置的信号的I/O拓展实时扫描模块；
根据I/O拓展实时扫描模块发送的信号，判断各储单元存放的元器件数量的单片机控制模块；
对用量不足的存储单元的对应编号及其元器件数量进行显示和报警的显示与报警模块。
2.如权利要求1所述的一种智能元器件盒，其特征在于：所述压力信号采集装置为悬臂梁称重传感器。
3.如权利要求2所述的一种智能元器件盒，其特征在于：根据各存储单元的重量来判断其所存贮的元器件的数量。
4.如权利要求1所述的一种智能元器件盒，其特征在于：所述I/O拓展实时扫描模块采集的模拟量信号通过AD转化模块转化为数字量信号，再发送给单片机控制模块。
5.如权利要求1所述的一种智能元器件盒，其特征在于：所述单片机控制模块将实时采集的各储单元存放的元器件数量与对应的设定阈值比较，一旦发现某存储单元内剩余元器件的数量低于设定阈值，则驱动显示与报警模块工作。
6.如权利要求1所述的一种智能元器件盒，其特征在于：所述显示与报警模块采用LCD显示用量不足的存储单元的对应编号及其元器件数量，通过LED闪烁实现报警功能。
7.如权利要求1所述的一种智能元器件盒，其特征在于：还包括用于将实时监控结果发送给监控终端的通信拓展模块，通信拓展模块连接单片机控制模块。
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