阅读说明：本技术 一种可移动式智能电子元器件柜管理系统 (Movable intelligent electronic component cabinet management system ) 是由 袁臣虎 王坤 段斌伟 杜永恒 董佳丽 米璐晗 周佳文 于 2019-02-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种可移动式智能电子元器件柜管理系统,包括全向四轮底盘,柜体和多个抽拉式抽屉,全向四轮底盘上设置有单片机、麦克纳姆全向轮、正交编码轮、有刷直流电机、WiFi模块电路、电机驱动电路、供电电源电路；柜体上设置有存储器、输出扩展电路、抽屉位置状态指示灯电路。利用计算机将应用场景绘制成网格坐标地图下载到单片机中,用户可利用手机管理程序对所需器件进行查找并发送用户位置坐标到单片机,全向四轮底盘根据收到的位置信息移动到该坐标处,用户根据抽屉位置指示灯提示存取元器件,此外,还可以利用手机管理程序对器件的库存进行统计并将库存信息上传给上位机,使用效果明显,具有很好的市场应用前景。(The invention relates to a movable intelligent electronic element cabinet management system which comprises an omnidirectional four-wheel chassis, a cabinet body and a plurality of pull-out drawers, wherein a single chip microcomputer, a Mecanum omnidirectional wheel, orthogonal coding wheels, a brush direct current motor, a WiFi module circuit, a motor driving circuit and a power supply circuit are arranged on the omnidirectional four-wheel chassis; the cabinet body is provided with a memory, an output expansion circuit and a drawer position state indicating lamp circuit. The application scene is drawn into a grid coordinate map by a computer and downloaded to the single chip microcomputer, a user can search for a needed device by using a mobile phone management program and send a user position coordinate to the single chip microcomputer, the omnidirectional four-wheel chassis moves to the coordinate according to received position information, the user prompts to access components according to the drawer position indicator lamp, in addition, the inventory of the device can be counted by using the mobile phone management program and the inventory information is uploaded to an upper computer, the use effect is obvious, and the market application prospect is good.)

一种可移动式智能电子元器件柜管理系统

技术领域

本发明涉及一种可移动式智能电子元器件柜管理系统，属于定位导航和库存管理技术领域。

背景技术

通常情况下，电子元器件的种类繁多，为了使用时不至于混淆取错，会将其分类存放在器件柜中，器件柜由若干个抽屉组成，不同的器件存放到不同的抽屉中，同时在不同的抽屉上标明所存放器件的型号。由于电子技术的不断发展，电子元器件的种类不断增多，从而导致器件柜的抽屉越来越多，使得快速准确的找到所需器件的存放位置更加困难。

目前，电子元器件柜多数用于高校实验室、科研院所、工厂车间等场合，虽然不要求对器件的存放信息进行准确的统计，但是，在使用过程中存在三个主要缺陷：1.电子元器件的种类不断增多，从而导致器件柜的抽屉越来越多，使得快速准确的找到所需器件的存放位置变得更加困难，费时费力且容易取错器件。2.器件的储备数量无法实时更新，不能准确掌握器件的储备数量。3.在大型的工厂车间器件柜的放置位置距离器件的使用位置通常较远，用户在使用器件时需要走很长的距离，费时费力。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种可移动式电子元器件柜。

本发明技术方案如下：

一种可移动式电子元器件柜，包括全向四轮底盘和置于底盘上的器件柜以及置于柜体面板上的多个推拉式抽屉，其特征在于，所述全向四轮底盘上设置有单片机、麦克纳姆全向轮、正交编码轮、有刷直流电机、WiFi模块电路、电机驱动电路、供电电源电路，其中，所述单片机分别与正交编码轮、WiFi模块电路、电机驱动电路、供电电源电路相连，所述麦克纳姆全向轮与有刷直流电机相连，所述正交编码轮分别与单片机和供电电源电路相连，所述有刷直流电机分别与电机驱动电路、供电电源电路、麦克纳姆全向轮相连，所述WiFi模块电路分别与单片机、供电电源电路相连，所述电机驱动电路分别与有刷直流电机、单片机、供电电源电路相连。所述柜体上设置有存储器、输出扩展电路、抽屉位置状态指示灯电路，所述存储器分别与单片机，供电电源电路相连，所述输出扩展电路连接各抽屉位置状态指示灯，所述抽屉位置状态指示灯对应设置在各抽屉上方的柜体面板上，利用抽屉位置状态指示灯点亮指示被查找器件存放的位置，每个抽屉内部间隔成五部分，由抽屉内向外依次编一到五号，每个抽屉可最多存放五种器件，此设计的目的在于，每一个抽屉最多可存放五种器件。将应用场景绘制成网格坐标地图下载到单片机，用户可利用已有的手机安装专用的管理程序，对所需器件进行查找并发送坐标定位信息到单片机，单片机根据收到的位置信息移动到该坐标处，单片机控制抽屉位置状态指示灯将用户所需元器件在器件柜中的存放位置显示给用户。

根据本发明，优选的，所述全向四轮底盘上设置的单片机、WiFi 模块电路、电机驱动电路、供电电源电路设置在主电路板上，所述主电路板隐藏在全向四轮底盘内部，所述麦克纳姆全向轮、正交编码轮、有刷直流电机设置在全向四轮底盘下方，所述输出扩展电路、抽屉位置状态指示灯电路设置在柜体表面，所述柜体固定到全向四轮底盘上方。此设计的好处在于，主电路板放置在底盘内部，防止因碰撞导致电路板损坏，抽屉状态指示灯放置在柜体表面，易于观察抽屉状态指示灯，有利于元器件的快速取存，器件柜固定在四轮底盘上可随四轮底盘准确找到定位点。

根据本发明，优选的，所述单片机为STM32F4系列单片机。

根据本发明，优选的，所述麦克纳姆全向轮两个轮毂和安装在轮毂外缘上与轮毂轴线呈45°的无动力小辊子组成，这些小辊子不仅可以绕轮毂轴公转，也可以在地面摩擦力的作用下绕各自的支撑轴自转，进而实现360°全向移动。

根据本发明，优选的，所述正交编码轮是以正交结构安装的两个连续切换轮上同轴安装光电编码器，两个轮子不需要驱动装置直接接地随着全向四轮底盘的移动而转动，使用两个编码器直接测量两个垂直方向的位移大小，然后对位移进行积分得出坐标，

根据本发明，优选的，所述存储器是带有串行接口的FLASH型存储器用于存放各元器件型号及存量与存放抽屉位置状态指示灯编号的对应关系信息。

根据本发明，优选的，所述扩展电路含有多片74HC165高速 CMOS八位并入串出移位寄存器芯片，在实际的安装过程中每片 74HC165单独安装到一块电路板上，控制8路所述抽屉位置状态指示灯，输出扩展电路的电路板优选安装位置处于对应控制驱动的8个所述抽屉位置状态指示灯的柜体面板内侧中间位置处；输出扩展电路的全部芯片共用两根串行数据控制线，使得安装存储器与各个输出扩展电路的电路板及抽屉位置状态指示灯之间的连线更为简洁。

一种可移动式电子元器件柜启动时，首先利用计算机将应用场景绘制成网格坐标地图下载到单片机中，将要存放的元器件按照型号类别存放到各个抽屉不同编号的小格子中，同时利用手机上的专用管理程序制作器件编号和每个抽屉小格子编号以及抽屉编号与抽屉位置指示灯对照表，并将此对照表上传上位机，步骤如下，

(1)查找元器件：用户可以通过手机应用程序进行注册并登陆，点击界面的“查询”按钮，在输入框内输入所需要的器件型号，点击“确定”按钮，如果器件柜内没有该型号的元器件，系统会提示是否添加器件，点击“是”对元器件进行添加，点击“否”退出界面；如器件柜内有该型号器件，显示器件信息，系统提示是否取件，点击“是”，手机将该需求信息和用户位置信息通过WiFi模块发送给单片机。

(2)定位导航：单片机接收到由步骤(1)所发出的器件需求信息和位置信息，将该位置信息与下载到单片机中的应用场景网格坐标地图进行坐标位置解算，规划运动轨迹，有刷直流电机带动麦克纳姆轮转动，正交码盘轮对当前位置坐标进行实时采集，与接收到步骤(1) 的位置信息进行位置闭环，最终实现准确定位。

(3)存、取元器件以及存储数据更新：经步骤(2)后器件柜移动到用户所发出请求的位置，此时存放所选中器件的抽屉位置状态指示灯亮起，用户取出所需器件，应用程序界面会显示器件的库存信息，在输入框内输入所取器件的个数，点击“取”，并将此信息上传给上位机，当库存量低于设定阈值时，发出报警，提示用户及时添加。此时如步骤(1)所述，若对元器件进行添加，将器件添加到抽屉后，将所添加器件总量输入到输入框内，点击“存”，并将此信息上传给上位机。完成步骤(3)后，应用程序界面提示“存取完成”，器件柜是否返回原点，点击“是”器件柜返回原点，点击“否”器件柜原地不动，等待下一次命令。

本发明的有益效果在于：

1.本发明在现有的电子元器件柜的基础上加装单片机数字管理系统，可准确的将电子元器件的存放位置呈现给用户，提高了生产效率，降低了人工成本。

2.本发明在现有的电子元器件柜的基础上加装了全向四轮底盘，可使器件柜准确的定位并移动到用户所处位置，省去了用户取器件时所需要行走的距离，提高了生产效率，降低了人工成本。

3.本发明所述的可移动式智能电子元器件柜管理系统与安装有专用应用程序的手机进行实时连接并通过手机将库存信息上传给上位机，手机应用程序将电子元器件柜的实时库存与位置信息呈现给用户，方便了对器件柜的管理。

附图说明

图1为本发明可移动式智能电子元器件柜管理系统运行流程图；

图2为本发明可移动式智能电子元器件柜连接关系示意图；

图3为本发明可移动式智能电子元器件柜正交码盘轮安装示意图；

图4为本发明可移动式智能电子元器件柜外观示意图。

其中：1为柜体；2为抽屉位置状态指示灯；3为抽屉；4为有刷直流电机；5为麦克纳姆轮；6为小辊子；7为手机专用应用管理程序；8为WiFi模块电路；9为电源电路；10为存储器；11为单片机； 12为上位机；13为电机驱动电路；14为正交码盘轮；15为输出扩展电路；16为抽屉位置状态指示灯。

图5为本发明可移动式智能电子元器件柜系统摘要附图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图2和4所示一种可移动式智能电子元器件柜管理系统，包括全向四轮底盘和置于底盘上的器件柜1以及置于柜体面板上的104个推拉式抽屉3，所述全向四轮底盘上设置有单片机11、麦克纳姆全向轮5、正交编码轮14、有刷直流电机4、WiFi模块电路8、电机驱动电路13、供电电源电路9、输出扩展电路15、抽屉位置状态指示灯 16，其中，所述单片机11分别与正交编码轮14、WiFi模块电路8、电机驱动电路13、供电电源电路9相连，所述麦克纳姆全向轮5与有刷直流电机4相连，所述正交编码轮14分别与单片机11和供电电源电路9相连，所述有刷直流电机4分别与电机驱动电路13、供电电源电路9、麦克纳姆全向轮5相连，所述WiFi模块电路8分别与单片机11、供电电源电路9相连，所述电机驱动电路13分别与有刷直流电机4、单片机11、供电电源电路9相连。所述柜体1上设置有存储器10、供电电源电路9、输出扩展电路15、抽屉位置状态指示灯电路16，所述电源供电电路9分别与存储器10、输出扩展电路15、抽屉位置状态指示灯电路16相连。

其中，所述单片机11的型号为STM32F407ZGT6，所述电机驱动电路13的驱动芯片型号为HIP4081AIBZ，所述正交编码轮是以正交结构安装的两个连续切换轮上同轴安装光电编码器，使用两个编码器直接测量两个垂直方向的位移大小，然后对位移进行积分进而得到坐标信息，安装位置示意图如附图3所示；所述麦克纳姆全向轮5两个轮毂和安装在轮毂外缘上与轮毂轴线呈45°的无动力小辊子组成，这些小辊子不仅可以绕轮毂轴公转，也可以在地面摩擦力的作用下绕各自的支撑轴自转，进而实现360°全向移动；所述存储器10是带有串行接口的FLASH型存储器用于存放各元器件型号及存量与存放抽屉位置状态指示灯编号的对应关系信息；所述扩展电路15含有10 片74HC165高速CMOS八位并入串出移位寄存器芯片。

实施例2

如图2所示，一种可移动式智能电子元器件柜管理系统，结构如实施例1所述，其不同之处在于，所述输出扩展电路15包括20片 74HC165高速CMOS八位并入串出移位寄存器芯片，盘单片机11的型号为STM32F103VET6单片机，所述电机驱动电路13的驱动芯片型号为L298N。

实施例3

如图1所示，一种可移动式智能电子元器件柜管理系统的使用方法，步骤如下，

(1)建立存储关系对应表：用户通过专用手机应用程序进行注册并登陆后访问上位机数据，点击界面的“创建新器件”按钮，此时会显示器件柜当前未被使用的抽屉编号和此抽屉当前空余网格编号，选择抽屉编号和当前空余网格编号，在下拉列表中输入器件型号，器件数量，点击“确定”按钮，手机应用程序会将此信息发送给单片机11，单片机11收到此信息后，触发抽屉位置状态指示灯16闪烁，人工将对应器件放入相应的抽屉3内，放置完成后，点击“保存”按钮，完成存储对应关系表创建。

(2)查找元器件：用户可以通过手机应用程序进行注册并登陆后访问上位机数据，点击界面的“查询”按钮，在输入框内输入所需要的器件型号，点击“确定”按钮，如果器件柜内没有该型号的元器件，系统会提示是否添加器件，点击“是”对元器件进行添加，点击“否”退出界面；如器件柜内有该型号器件，显示器件信息，系统提示是否取件，点击“是”，手机将该需求信息和用户位置信息通过WiFi模块电路8发送给单片机11。

(3)定位导航：单片机11接收到由步骤(2)所发出的器件需求信息和位置信息，将该位置信息与下载到单片机11中的应用场景网格坐标地图进行坐标位置解算，规划运动轨迹，有刷直流电机带动麦克纳姆轮转动，正交码盘轮对当前位置坐标进行实时采集，与接收到步骤(1)的位置信息进行位置闭环，最终实现准确定位。

(4)存、取元器件以及存储数据更新：经步骤(3)后器件柜移动到用户所发出请求的位置，此时存放所选中器件的抽屉位置状态指示灯16亮起，此时应用程序界面会显示器件的库存信息和所在抽屉的网格编号，用户取出所需器件，在输入框内输入所取器件的个数，点击“取”，系统会自动将此类器件的库存量减去当前所取器件个数并将此信息上传给上位机，此时如步骤(2)所述，若对元器件进行添加，将器件添加到抽屉后，将所添加器件总量输入到输入框内，点击“存”，系统会自动将此类器件的库存量增加当前所存器件的个数并将此信息上传给上位机。完成步骤(4)后，应用程序界面提示“存取完成，器件柜是否返回原点”点击“是”器件柜返回原点，点击“否”器件柜原地不动，等待下一次命令。

实施例4

如图1所示，一种上述可移动式智能电子元器件柜管理系统的使用方法步骤如实施例3所述，其不同之处在于步骤(1)建立存储关系对应表：用户通过专用手机应用程序进行注册并登陆后访问上位机数据，点击界面的“删除已有器件”按钮，此时会显示器件柜当前已被使用的抽屉编号和对应抽屉的网格编号，选择抽屉编号和对应抽屉的网格编号，点击“确定”按钮，手机应用程序会将此信息发送给单片机11，单片机11收到此信息后，触发抽屉位置状态指示灯16闪烁，人工将对应抽屉3内对应网格里器件清空，点击“保存”按钮，系统自动将此抽屉编号所对应的网格编号添加到器件柜当前未被使用的抽屉编号栏中，完成存储对应关系表更新。

实施例5

如图1所示，一种上述可移动式智能电子元器件柜管理系统的使用方法步骤如实施例3所述，其不同之处在于，取件完成后，当库存量低于所设定阈值时，手机应用程序弹出器件库存量不足报警框，提示用户及时添加器件。