一种重型包装防倾倒装置
阅读说明：本技术 一种重型包装防倾倒装置 (Heavy packing anti-toppling device ) 是由 李少勇 胡泽顺 李兰辉 陈利科 张必应 于 2020-12-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种重型包装防倾倒装置,包括单片机U2、三轴加速度传感器U1、显示模块、报警模块和按键输入模块,所述三轴加速度传感器U1的输出端与所述单片机U2连接,所述按键输入模块的输出端与所述单片机U2连接,所述单片机U2的输出端分别与所述显示模块、报警模块连接。本发明的有益效果是：简化了电路结构,降低了成本,并且,可以实时记录货物运输过程的角度变化。(The invention provides a heavy-duty packaging anti-toppling device which comprises a single chip microcomputer U2, a three-axis acceleration sensor U1, a display module, an alarm module and a key input module, wherein the output end of the three-axis acceleration sensor U1 is connected with the single chip microcomputer U2, the output end of the key input module is connected with the single chip microcomputer U2, and the output end of the single chip microcomputer U2 is respectively connected with the display module and the alarm module. The invention has the beneficial effects that: the circuit structure is simplified, the cost is reduced, and the angle change of the cargo transportation process can be recorded in real time.)
技术领域
本发明涉及防倾倒装置，尤其涉及一种重型包装防倾倒装置。
背景技术
目前市面上主流的重型包装防倾倒有两种，一种是简单的机械式倾倒标签，在装置中一个圆形的金属小球或者金属圆片，装置中有设计好倾斜的斜道，当标签随着包装倾倒时，装置中的金属小球或圆片就会受重力的作用滑出斜道，从而无法复原，这种倾倒标签的主要特点是便宜，但是不能反映物流过程的状态，不能记录货物运输过程的角度变化。另一种是带有传感器的倾倒装置，能在物流过程中实时记录整个过程的震动和冲击的加速度值和各时刻的倾角状况，由于需要不断的收集数据和记录，装置需要一个较大的存储器和一个稳定的电源系统，这种设备记录的信息非常好，但是缺陷是成本非常高。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种重型包装防倾倒装置。
本发明提供了一种重型包装防倾倒装置，包括单片机U2、三轴加速度传感器U1、显示模块、报警模块和按键输入模块，所述三轴加速度传感器U1的输出端与所述单片机U2连接，所述按键输入模块的输出端与所述单片机U2连接，所述单片机U2的输出端分别与所述显示模块、报警模块连接。
作为本发明的进一步改进，所述三轴加速度传感器U1的型号为ADXL345。
作为本发明的进一步改进，所述三轴加速度传感器U1的引脚1与所述单片机的引脚21连接，所述三轴加速度传感器U1的引脚2与所述单片机的引脚22连接，所述三轴加速度传感器U1的引脚8接地，所述三轴加速度传感器U1的引脚10接电源电压VCC。
作为本发明的进一步改进，所述三轴加速度传感器U1的引脚1连接有电阻R3，所述电阻R3的另一端接电源电压VCC，所述三轴加速度传感器U1的引脚2连接有电阻R2，所述电阻R2的另一端接电源电压VCC。
作为本发明的进一步改进，所述单片机U2为51单片机。
作为本发明的进一步改进，所述报警模块包括蜂鸣器LS1、三极管Q7和电阻R19，所述蜂鸣器LS1的引脚1接电源电压VCC，所述蜂鸣器LS1的引脚2与所述三极管Q7的发射极连接，所述三极管Q7的集电极接地，所述三极管Q7的基极与所述电阻R19的一端连接，所述电阻R19的另一端与所述单片机U2的引脚24连接。
作为本发明的进一步改进，所述显示模块包括液晶显示器，所述单片机U2的输出端与所述液晶显示器连接。
作为本发明的进一步改进，所述按键输入模块包括绝对角度输入键K2、相对角度输入K4、角度测量开关键K5、角度阈值设定键K6、角度阈值增加键K7、角度阈值减少键K8，所述绝对角度输入键K2的一端接地，另一端与所述单片机U2的引脚1连接，所述相对角度输入K4的一端接地，另一端与所述单片机U2的引脚2连接，所述角度测量开关键K5的一端接地，另一端与所述单片机U2的引脚3连接，所述角度阈值设定键K6的一端接地，另一端与所述单片机U2的引脚4连接，所述角度阈值增加键K7的一端接地，另一端与所述单片机U2的引脚5连接，所述角度阈值减少键K8的一端接地，另一端与所述单片机U2的引脚6连接。
作为本发明的进一步改进，所述重型包装防倾倒装置还包括温度传感器，所述温度传感器的输出端与所述单片机U2连接。
作为本发明的进一步改进，所述重型包装防倾倒装置还包括湿度传感器，所述湿度传感器的输出端与所述单片机U2连接。
本发明的有益效果是：通过上述方案，简化了电路结构，降低了成本，并且，可以实时记录货物运输过程的角度变化。
附图说明
图1是本发明一种重型包装防倾倒装置的电路图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种重型包装防倾倒装置，包括单片机U2、三轴加速度传感器U1、显示模块、报警模块和按键输入模块，所述三轴加速度传感器U1的输出端与所述单片机U2连接，所述按键输入模块的输出端与所述单片机U2连接，所述单片机U2的输出端分别与所述显示模块、报警模块连接。
所述三轴加速度传感器U1优选为ADI公司的ADXL345传感器，该传感器是基于iMEMS 技术的 3 轴、数字输出加速度传感器。该加速度传感器的特点有：①分辨率高，最高13 位分辨率。②量程可变，具有+/-2g， +/-4g， +/-8g， +/-16g 可变的测量范围，可转变为倾角信号，满足倾角量程要求。③灵敏度高，最高达 3.9mg/LSB，能测量不到 1.0°的倾斜角度变化。④功耗低， 40～145uA 的超低功耗，待机模式只有 0.1uA。⑤尺寸小，整个 IC尺寸只有 3mm*5mm*1mm， LGA 封装。
所述三轴加速度传感器U1的引脚1与所述单片机的引脚21连接，所述三轴加速度传感器U1的引脚2与所述单片机的引脚22连接，所述三轴加速度传感器U1的引脚8接地，所述三轴加速度传感器U1的引脚10接电源电压VCC。
所述三轴加速度传感器U1的引脚1连接有电阻R3，所述电阻R3的另一端接电源电压VCC，所述三轴加速度传感器U1的引脚2连接有电阻R2，所述电阻R2的另一端接电源电压VCC。
所述单片机U2为51单片机。
所述报警模块包括蜂鸣器LS1、三极管Q7和电阻R19，所述蜂鸣器LS1的引脚1接电源电压VCC，所述蜂鸣器LS1的引脚2与所述三极管Q7的发射极连接，所述三极管Q7的集电极接地，所述三极管Q7的基极与所述电阻R19的一端连接，所述电阻R19的另一端与所述单片机U2的引脚24连接。
所述显示模块包括液晶显示器，所述单片机U2的输出端与所述液晶显示器连接。
所述按键输入模块包括绝对角度输入键K2、相对角度输入K4、角度测量开关键K5、角度阈值设定键K6、角度阈值增加键K7、角度阈值减少键K8，所述绝对角度输入键K2的一端接地，另一端与所述单片机U2的引脚1连接，所述相对角度输入K4的一端接地，另一端与所述单片机U2的引脚2连接，所述角度测量开关键K5的一端接地，另一端与所述单片机U2的引脚3连接，所述角度阈值设定键K6的一端接地，另一端与所述单片机U2的引脚4连接，所述角度阈值增加键K7的一端接地，另一端与所述单片机U2的引脚5连接，所述角度阈值减少键K8的一端接地，另一端与所述单片机U2的引脚6连接。
所述重型包装防倾倒装置还包括温度传感器，所述温度传感器的输出端与所述单片机U2连接，可监测温度，具有较好的功能拓展性。
所述重型包装防倾倒装置还包括湿度传感器，所述湿度传感器的输出端与所述单片机U2连接，可监测湿度，具有较好的功能拓展性。
本发明选用51单片机作为处理器，LCD1602液晶显示器作为显示模块，利用蜂鸣器作为提醒装置。
单片机程序设计调试及烧录包括：运用C语言编写51单片机对应传感模块、液晶模块以及蜂鸣器电路对应的程序代码，调用相关的ADXL345库函数、LCD1602库函数、EEPROM库函数。完成主函数的程序编写后使用stc-isp烧录软件在51开发板上将程序烧录到51单片机中，采用面包板将电路连接起来，用写入的程序测试电路的功能及问题点，经过调试和测试，修改电路的相关元器件的参数，完成程序的最终确定。
装置电路板的绘制及元器件的焊接测试包括：采用Altium Designer软件绘制电路的PCB图纸，外发制作双层PCB电路板，按上面调试好的电路元器件按电路图依次焊接好，焊接过程需要做防静电处理，最好选用防静电的电焊枪，防止静电损坏元器件，带来测试方面的麻烦。
本发明提供的一种重型包装防倾倒装置，主要利用传感器结合单片机制作的一个显示及超过阈值提醒的装置，通过ADXL345传感器监测角度的变化，将信号发送给单片机系统，运用C语言将程序烧录到单片机中，51单片机系统将数据显示在显示屏上面，同时，当倾角超过设定的阈值会触发蜂鸣器报警。
本发明提供的一种重型包装防倾倒装置，具有以下优点：
1、该装置能测量三个方向的倾角变化，用一个取代传统的多个倾角标签。
2、该装置能实时记录货物运输过程的角度变化。
3、该装置可以根据不同的产品设定不同的倾角阈值，超过阈值报警提醒。
4、该装置可以重复充电反复使用，使用成本相对较低。
5、该装置具有较好的功能拓展性，可以将温度湿度等其他传感器加装到该装置上实现多功能传感。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
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