智能电子元件管理仓库系统设计

1、沈阳工程学院毕业设计论文专业班级：测控技术与仪器081班学生姓名：王秋弟密级：内部智能电子元件管理仓库系统TheWarehouseSystemofIntelligentElectronicComponentsManagement系别名称：自动控制工程系专业班级：测控技术与仪器081班学生姓名：王秋弟学号：2008310109目前，智能仓库管理技术应用正在国家的大力倡导下如荼如火的进行着，各行各业也希望在管理控制手段上能应用此技术，在行业竞争中抢占先机。对于仓库管理系统来讲，仓库货物的安全存储是很重要的事，某些货物在存储期间，由于环境、气候和通风条件等因素变化直接关系到货物的存储质量，科学的管理

2、具有重要的经济价值。仓内的温度和湿度会发生异常，这有可能造成货物的变质，影响质量。利用现有电子元件仓库管理技术实现货物的进销存及库存管理同样也具有划时代意义，是管理手段上的一次飞跃。为此，提出了基于单片机硬件设施“智能电子元件仓库管理系统”，利用实时通信，实现仓库数据自动更新，同时能更好的监控仓库内的温湿度。智能电子元件仓库管理系统是为了实现电子元件产品管理的系统化、规范化和自动化，从而提高电子产品管理效率而设计的。它完全取代了原来一直用人工管理的工作方式,避免了由于管理人员的工作疏忽以及管理质量问题所造成的各种错误，为及时、准确、高效的完成智能电子元件仓库管理系统提供了强有力的工具和管理手段

3、。基于单片机的条形码技术在货物仓储管理中的应用可以避免差错和提高工作效率，大大提高物流公司的竞争力。因此，使用条形码进行管理是降低货物物流成本。实现物流仓储现代化管理的重要手段。关键词：电子元件，智能仓库管理，条形码温湿度检测AbstractAtpresent,thevigorousadvocacyofthecountriesoftheintelligentwarehousemanagementtechnology,suchastheTeafire,aWalksinourdailylifealsointhemanagementandcontrolmeanstoapplythistechnolo

4、gy,competitionintheindustrytotheseizetheinitiative.TheSecurestorageinthestorageofgoodsisveryimportantforthewarehousemanagementsystemintermsofcertaingoodsinthestorageperiod,duetothechangeofenvironment,climateandventilationconditionsandotherfactorsdirectlyrelatedtothequalityofthegoodsstored,scientific

5、managementhasanimportanteconomicvalue.Temperatureandhumidityinsidethewarehousewillbeanexceptionoccurs,whichmaycausedeteriorationofthegoods,affectingthequality.TheUseoftheexistingelectroniccomponentswarehousemanagementtechnologytoachieveInvoicingandinventorymanagementofgoodsisalsoalandmark,isaleapfor

6、wardonthemanagementtools.Tothisend,themicrocontrollerhardwarefacilities-based"smartelectroniccomponentswarehousemanagementsystem",usingreal-timecommunications,andwarehousedataisautomaticallyupdated,andbetterabletomonitortemperatureandhumidityinsidethewarehouse.Theintelligentelectroniccompo

7、nentswarehousemanagementsysteminordertoachievethesystematization,standardizationandautomationofelectroniccomponents,products,therebyimprovingthemanagementefficiencyoftheelectronicproducts.Itcompletelyreplacestheoriginalworkthathasbeenusingartificialmanagement,toavoidduetothenegligenceofthemanagement

8、staffandmanagementofqualityproblemscausedbytheerror,andfortimely,accurateandefficientcompletionoftheintelligentelectroniccomponentswarehousemanagementsystemprovidesastrongtoolsandmanagementtools.TheMicrocontroller-basedbarcodetechnologyinthecargowarehousemanagementcanavoiderrorsandimproveefficiency,

9、andgreatlyimprovethecompetitivenessofthelogisticscompany.Thedailylifeuseofthebarcodemanagementistoreducethelogisticscostofgoods.Importantmeanstoachievethemodernizationoflogisticsandwarehousemanagement.Keywords:Electroniccomponents,Intelligentwarehousemanagement,Barcode,TemperatureandHumiditydetectio

10、n目录摘要I.AbstractII.1 .绪论1.1.1 智能电子元件管理仓库系统的开发背景1.1.2 课题研究的意义和内容12 .电子元器件管理系统解决方案3.2.1 电子元器件管理系统概述32.1.1 系统描述32.1.2 系统功能32.2 电子元器件管理系统总体方案设计33 .条形码识别电子元件的实现53.1 条形码在仓储管理中的必要性.5.3.2 条形码识别系统在仓储管理中的工作流程53.3 条形码识别系统的硬件设计.63.4 条形码识别原理63.5 条形码识别系统的软件设计.83.6 本章小结.94 .电子元件仓库管理系统温湿度检测的实现104.1 智能电子元件仓库温湿度检测的必要性

11、104.2 温湿度检测主要元器件介绍1.14.2.1 湿度传感器简介114.2.2 温度传感器简介.124.3 设计方框图134.4 各部分电路设计1.44.4.1 信号输入端电路设计144.4.2 湿度控制电路比较器144.4.3 温度控制部分的设计4.4.4 声光报警系统.164.4.5 外部高电压电路174.5 工作过程分析174.6 本章小结185 .电子元件出入库管理及仓库库存计数195.1 出入库管理195.1.1 概述195.1.2 工作原理及硬件设计195.1.3 软件设计205.2 计数方式2.15.2.1 计数信号输入215.2.2 控制输出225.2.3 操作按键22总结

12、23致谈甘24参考文献25附录A1.1程序清单26附录A1.2条形码识另U电路34附录A1.3温湿度检测电路351.绪论1.1 智能电子元件管理仓库系统的开发背景改革开放以来，国际生产大转移给我国内地发展电子元件带来了机遇。其生产规模和经济总量不断扩大。2000年，系统内企业生产通用电子元件2371亿只，印制电路板1473m2,光电线缆3007万公里，我国内地电子元件的产值、市场规模低于日本和美国，处于世界第3位。社会进步和经济发展对信息资源技术、信息产业的依赖程度越来越大。计算机网络以其对信息的收集存储、传输、加工并为人们的决策提供智能化的服务而成为现代企业的一个技术支柱，一个管理上的强有力

13、的工具，为了适应激烈的竞争，各个企业都开始了信息方面的竞争。要保持我国电子元器件大国的地位，使我国电子元器件产业适应21世纪国内外市场的需要，适应社会主义市场经济的需要，就必然要求厂商适应市场变化，具备信息观念，同时需要运用各种信息指导电子元器件的生产经营管理活动。国外许多电子元器件企业要了解国内同行业数据只需几秒钟。国内有些企业至今还是靠人工处理，工作效率低，可靠程度不高。究其原因，是因为电子元器件行业中，中小企业比较多，信息难以集中和统一。据第三次工业普查，1995年底内地电子元件生产企业六千余家，其中集体企业占61%,小型企业占88%,百人以下的企业占57%1。信息产业部电子科学技术情报

14、研究所鑫海威信息中心委托开发的中国电子元器件产品数据库系统就是为了给国内电子元器件的厂商和需求企业提供一个产品查询的信息平台。产品数据库欲在3年时间内收集涵盖3000家国内电子元器件制造商的100万条产品信息、基本覆盖重点收集产品所有型号的元器件产品数据库以该数据库为基础的网络服务平台为客户提供信息发布和检索以及求购和询价服务。条件成熟后逐步向网上交易、电子商务领域拓展。目前鑫海威已经有一套C/S模式的电子元器件信息管理系统支持信息的输入输出等，鑫海威希望能在网上发布电子元器件的信息以方便厂商之间的业务往来。另外由于产品信息量不断膨胀，信息输入工作在局域网的几台机器上无法迅速完成。因此急需开发

15、B/S版本以方便信息从各个地方的搜集汇总。1.2 课题研究的意义和内容目前，智能仓库管理技术应用正在国家的大力倡导下如荼如火的进行着，各行各业也希望在管理控制手段上能应用此技术，在行业竞争中抢占先机。对于仓库管理系统来讲，仓库货物的安全存储是很重要的事，某些货物在存储期间，由于环境、气候和通风条件等因素变化直接关系到货物的存储质量，科学的管理具有重要的经济价值。仓内的温度和湿度会发生异常，这有可能造成货物的变质，影响质量。利用现有电子元件仓库管理技术实现货物的进销存及库存管理同样也具有划时代意义，是管理手段上的一次飞跃。为此，提出了基于单片机硬件设施“智能电子元件仓库管理系统”，利用实时通信，

16、实现仓库数据自动更新，同时能更好的监控仓库内的温湿度。电子元器件管理系统的开发目标是管理电子元器件的所有信息。包括数据扫描、电子元件入库管理、出库管理、库存量计数、温湿度检测以及系统的显示。该系统采用温度传感器测量温度，用湿度传感器测量室内湿度，在传感器两端加上一定的工作电压，则其输出电压随着温度/湿度的变化而变化，由传感器输出的电压再由运放转将信号放大，输入到比较器中，与所需温度/湿度的上、下限数值进行比较。当仓库内温度低于规定温度范围的下限时，比较器输出端输出的电压导通光耦电路，使发热器开始工作，直到达到适当的温度，同时比较器输出的电压接通报警电路，报警电路中发光二极管开始发出蓝光，电铃同

17、步响。如果测得的温度超出规定值的上限时，比较器的输出端输出电压将驱动光耦电路连接的散热器，使室内的温度降低，输出的电压也接通报警电路，开始报警，发光二极管发出不同颜色的光。当仓库内湿度低于规定湿度范围的下限时，比较器输出端输出的电压导通光耦电路，使通风机开始工作，直到达到适当的湿度，同时比较器输出的电压接通报警电路，报警电路中发光二极管开始发出红光，电铃同步响。如果测得的湿度超出规定值的上限时，比较器的输出端输出电压将驱动光耦电路连接的除湿机，使室内的湿度降低，输出的电压也接通报警电路，开始报警，发光二极管发出不同颜色的光。课题的意义和主要工作有以下几点：(1)研究了条形码扫描在智能管理中的是

18、实际应用。(2)根据电子元件的种类不同，不同的元件分类管理，对元件入出库进行统计，并对库存量进行统计，并实时报警发出警告。(3)根据各个元件对温湿度的要求不同，对于不同的电子元件仓库设置不同的温湿度数据，保证了元件的质量。(4)液晶显示器实时显示各项数据。(5)报警系统能对整个仓库系统的各项超标数据进行实时报警。2 .电子元器件管理系统解决方案2.1 电子元器件管理系统概述智能电子元件仓库管理系统是为了实现电子元件产品管理的系统化、规范化和自动化，从而提高电子产品管理效率而设计的。它完全取代了原来一直用人工管理的工作方式，避免了由于管理人员的工作疏忽以及管理质量问题所造成的各种错误，为及时、准

19、确、高效的完成智能电子元件仓库管理系统提供了强有力的工具和管理手段。2.1.1 系统描述本系统共分为元件条形码扫描识别、入库/出库数据管理、库存量数据管理、系统温湿度检测、液晶数据显示共5部分内容。2.1.2 系统功能条形码识别可以将不同种类的不同产品进行分类，划分出元件的种类，进行分类管理。当有元件条形码被扫描时，根据扫描的数据，对应的分类管理仓库打开仓门，将元件放入/取出仓库，计数器进行数据计数。整个系统在运行时，温湿度检测系统实时监控仓库的温湿度，保证元件处于最适宜的环境。液晶显示部分实时显示各项数据，包括扫描的条形码数据，温湿度实时数据等。报警系统的作用就是当各个数据超过要求数据时，进

20、行报警,便于修整。2.2 电子元器件管理系统总体方案设计条形码扫描采集初始信息：对即将入库的所有货物建立条形码标识.每个条形码中包含货物的相关信息，信息内容可自行定义如包括货物的名称、规格、数量、入库时间、出库时间、条形码序列号等。入库：在货物进入仓库前.将包含此类货物信息的条形码标签贴于货物外包装上入库时再用条形码阅读器将其条形码扫描进仓库管理系统的入库信息中自动增加库存信息。出库：当货物出库时.用条形码阅读器将出库货物条形码扫描进仓库管理系统的出库信息中，自动减少此货物的库存信息。实现及时准确地记录库存商品的流转情况.确保账面信息与实物信息的统一。温湿度检测：当仓库内温度低于规定温度范围的

21、下限时，比较器输出端输出的电压导通光耦电路，使发热器开始工作，直到达到适当的温度，同时比较器输出的电压接通报警电路，报警电路中发光二极管开始发出蓝光，电铃同步响。如果测得的温度超出规定值的上限时，比较器的输出端输出电压将驱动光耦电路连接的散热器，使仓库内的温度降低，输出的电压也接通报警电路，开始报警，发光二极管发出不同颜色的光。当仓库内湿度低于规定湿度范围的下限时，比较器输出端输出的电压导通光耦电路，使通风机开始工作，直到达到适当的湿度，同时比较器输出的电压接通报警电路，报警电路中发光二极管开始发出红光，电铃同步响。如果测得的湿度超出规定值的上限时，比较器的输出端输出电压将驱动光耦电路连接的除

22、湿机，使仓库内的湿度降低，输出的电压也接通报警电路，开始报警，发光二极管发出不同颜色的光。液晶显示：实时显示出扫描的数据包括条形码编号、品名、型号等，显示实时温湿度数据以及设置值。整个系统总方框图如下2-1所示：图2-1系统方框图3 .条形码识别电子元件的实现3.1 条形码在仓储管理中的必要性货物在从制造商传送到顾客手中的整个物流过程中，仓储管理成本在整个物流成本所占的比例日益增大。因此，降低仓储管理成本，提高管理效益，就显得尤为重要。如果采用手工进行仓储管理，不仅费工费时，而且容易产生差错。基于单片机的条形码技术在货物仓储管理中的应用可以避免差错和提高工作效率，大大提高流公司的竞争力。因此，

23、使用条形码进行管理是降低货物物流成本，实现物流仓储现代化管理的重要手段。单片机是微型机的一个主要分支，在结构上的最大特点是把CPI#储器、定时器和多种输入/输出接口电路集成在一块超大规模的集成电路芯片上.它的成本低、体积小、可控性强、可靠性高，应用遍及各个领域基于单片机的条形码识别系统就是应用在仓储管理中的一个实例。条形码出现于20世纪40年代，最早应用在铁路车辆上。到20世纪40年代后期出现了相应的自动识别设备。随着时代的发展，条形码自动识别设备的应用越来越广泛。1971年,用于库存验算的“布莱西码”及相应的自动识别让条形码技术第一次应用在仓储管理中，在仓储管理中使用条形码识别系统能够有效地

24、对货物进行自动识别、快速获取货物信息，对仓库进行整体规划、分类、汇总，极大地提高仓储管理的效率。3.2 条形码识别系统在仓储管理中的工作流程1 采集初始信息：对即将入库的所有货物建立条形码标识。每个条形码中包含货物的相关信息，信息内容可自行定义如包括货物的名称、规格、数量、入库时间、出库时间、条形码序列号等。2 入库：在货物进入仓库前，将包含此类货物信息的条形码标签贴于货物外包装上，入库时再用条形码阅读器将其条形码扫描进仓库管理系统的入库信息中，自动增加库存信息。3出库：当货物出库时，用条形码阅读器将出库货物条形码扫描进仓库管理系统的出库信息中，自动减少此货物的库存信息。实现及时准确地记录库存

25、商品的流转情况，确保账面信息与实物信息的统一。3.3 条形码识别系统的硬件设计为了阅读出条形码所代表的信息，需要一套条形码识别系统。它一般由条形码自动识别设备、系统软件、应用软件等组成。条形码自动识别设备包括条形码扫描器、放大整形电路、译码接口电路和计算机系统。条形码扫描器有许多种类，如光笔型、手持式枪型、台式、卡式、便携式激光式等。在仓储管理中，使用手持式枪型扫描器较为便捷，常见的平板式扫描枪一般由光源光学透镜、扫描模组、模拟数字转换电路加塑料外壳构成3.4 条形码识别原理要将按照一定规则编译出来的条形码转换成有意义的信息，需要经历扫描和译码两个过程。物体的颜色是由其反射光的类型决定的，白色

26、物体能反射各种波长的可见光，黑色物体则吸收各种波长的可见光，所以当条形码扫描器光源发出的光在条形码上反射后，反射光照射到条码扫描器内部的光电转换器上，光电转换器根据强弱不同的反射光信号，转换成相应的电信号。根据原理的差异，扫描器可以分为光笔、CCD激光三种。电信号输出到条码扫描器的放大电路增强信号之后，再送到整形电路将模拟信号转换成数字信号。白条、黑条的宽度不同，相应的电信号持续时间长短也不同。然后译码器通过测量脉冲数字电信号0,1的数目来判别条和空的数目。通过测量0,1信号持续的时间来判别条和空的宽度。此时所得到的数据仍然是杂乱无章的，要知道条形码所包含的信息，则需根据对应的编码规则（例如：

27、EAN-8码），将条形符号换成相应的数字、字符信息。最后，由计算机系统进行数据处理与管理，物品的详细信息便被识别了4o扫描原理：条形码的扫描需要扫描器，扫描器利用自身光源照射条形码，再利用光电转换器接受反射的光线，将反射光线的明暗转换成数字信号。它利用光电元件将检测到的光信号转换成电信号再将电信号通过模拟数字转换器转化为数字信号传输到计算机中处理。其工作原理如图3-1所示：图3-1条形码扫描器工作原理计算机系统(1)条形码扫描器发出光源经凸透镜1,照射到黑白相间的条形码上，(2)反射光经凸透镜2聚焦后，照射到光电转换器上，(3)光电转换器将接收到强弱不同的反射光信号，转换成相应的电信号输出到放

28、大整形电路上，将模拟信号放大且转换成数字信号。(4)译码器将整形电路的脉冲数字信号译成数字字符信息。(5)信息通过接口电路送计算机系统进行数据处理与管理，完成条形码识别5。不论是采取何种规则印制的条形码，都由静区、起始字符、数据字符与终止字符组成。有些条码在数据字符与终止字符之间还有校验字符。(1)静区：静区也叫空白区，分为左空白区和右空白区，左空白区是让扫描设备做好扫描准备，右空白区是保证扫描设备正确识别条码的结束标记。为了防止左右空白区(静区)在印刷排版时被无意中占用，可在空白区加印一个符号(左侧没有数字时印号，右侧没有数字时加印号)这个符号就叫静区标记。主要作用就是防止静区宽度不足。只要

29、静区宽度能保证，有没有这个符号都不影响条码的识别。(2)起始字符：第一位字符，具有特殊结构，当扫描器读取到该字符时，便开始正式读取代码了。(3)数据字符：条形码的主要内容。(4)校验字符：检验读取到的数据是否正确。不同编码规则可能会有不同的校验规则。(5)终止字符：最后一位字符，一样具有特殊结构，用于告知代码扫描完毕,同时还起到只是进行校验计算的作用。为了方便双向扫描，起止字符具有不对称结构。因此扫描器扫描时可以自动对条码信息重新排列。条码扫描器有光笔、CCD激光三种60(1)光笔：最原始的扫描方式，需要手动移动光笔，并且还要与条形码接触。(2)CCD以CCD乍为光电转换器，LED作为发光光源

30、的扫描器。在一定范围内，可以实现自动扫描。并且可以阅读各种材料、不平表面上的条码，成本也较为低廉。但是与激光式相比，扫描距离较短。(3)激光：以激光作为发光源的扫描器。又可分为线型、全角度等几种。线型：多用于手持式扫描器，范围远，准确性高。全角度：多为卧式，自动化程度高，在各种方向上都可以自动读取条码。为了阅读出条码所代表的信息，需要一套条码识别系统，它由条码扫描器、放大整形电路、译码接口电路和计算机系统等部分组成7。由于不同颜色的物体，其反射的可见光的波长不同，白色物体能反射各种波长的可见光，黑色物体则吸收各种波长的可见光，所以当条码扫描器光源发出的光经光阑及凸透镜1后，照射到黑白相间的条码

31、上时，反射光经凸透镜2聚焦后，照射到光电转换器上，于是光电转换器接收到与白条和黑条相应的强弱不同的反射光信号，并转换成相应的电信号输出到放大整形电路.白条、黑条的宽度不同，相应的电信号持续时间长短也不同。但是，由光电转换器输出的与条码的条和空相应的电信号一般仅10m£右，不能直接使用，因而先要将光电转换器输出的电信号送放大器放大.放大后的电信号仍然是一个模拟电信号，为了避免由条码中的疵点和污点导致错误信号，在放大电路后需加一整形电路，把模拟信号转换成数字电信号，以便计算机系统能准确判读。整形电路的脉冲数字信号经译码器译成数字、字符信息，它通过识别起始、终止字符来判别出条码符号的码制及

32、扫描方向；通过测量脉冲数字电信号0、1的数目来判别出条和空的数目，通过测量0、1信号持续的时间来判别条和空的宽度，这样便得到了被识别的条码符号的条和空的数目及相应的宽度和所用码制，根据码制所对应的编码规则，便可将条形符号换成相应的数字、字符信息，通过接口电路送给计算机系统进行数据处理与管理，便完成了条码识别的全过程8。3.5 条形码识别系统的软件设计(1)明确条形码所应包含的信息量。货物的信息极多用户可以自定义条形码中所包含的信息.所有的信息都应保存在数据库内以便由条形码识别系统来随时提取条形码所表示的信息越多越能随时获得这些信息.但是条形码标签的尺寸随之增大.识读所需的处理时间也随之增加。因

33、此，在应用条形码技术之前，必须合理地确定条形码所应包含的信息量。(2)定义条形码的编码规则。一个完整的条形码是由两侧空白区、起始字符、数据字符和终止字符以及供人识读字符组成。(3)按用户所选择的码制。进行初始化编程，依次设定条形码码制数据传输速率、条形码字符长度、定义奇偶校验位等。(4)经过初始化编程，可将用户信息转换成相应的码制。再通过数据库查询把码字转换成对应的条空相问的符号字符，最后在计算机上将那些条空绘出。即生成了条形码图像。(5)当脉冲数字信息传送到译码器时，黑白色的分界点横坐标的差值就是条空的宽度，除以单位模块宽，即可得符号字符，获取全部码字信息。(6)码字信息送入计算机系统，在数

34、据库中查询码字-信息对照表。即可显示出该条形码的信息了。仿真图如下图3-3所示：191829U1XTAL1XTAL2RSTPSENALEEAU29OEVREF(-)VREF(+)1612U2(VREF(+)8888门搂4678HHHHHHHH23-P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3

35、.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDOUT8OUT7OUT6OUT5OUT4OUT3OUT2OUT1EOCSTARTCLOCKLCD1LM016LAT89C51图3-3条形码扫描仿真ALEADDCADDBADDAIN7IN6IN5IN4IN3IN2IN1IN022232425U2(CLOCK)3.6 本章小结本章所讲到的基于单片机的条形码识别系统解决了物流仓储管理中存在的工作量大、速度慢、效率低等问题。通过对条形码的识别，可以将种类繁多的电子元件进行分类并进行仓库管理，对于元器件的出入库，可以通过对条形码的扫描，判断操作的指令时出库还是入库，

36、判定后，自动开关仓门，对不识别的操作指令和空操作能够进行报警指示。实践证明，这种识别系统能够高质有效的完成物流仓储管理工作，节省了时间，节约了成本，提高了竞争力，具有很好的应用前景。4.电子元件仓库管理系统温湿度检测的实现4.1 智能电子元件仓库温湿度检测的必要性防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作的重要内容，是衡量仓库管理质量的重要指标。它直接影响到储备物资的使用寿命和工作可靠性。为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强仓库内温度与湿度的监测工作。但传统的方法是用与湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作

37、。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。近几年来特别是微电子机械(MEM领术发展十分迅猛，并逐渐拓展于多个应用场合,微小型化已成为当代科技发展的重要方向之一。微型制冷技术既依赖于MEM被术的发展，也同时是MEM跋术发展的需要。众所周知，集成电路技术的快速发展，导致各种电子器件和产品的体积越来越小，集成器件周围的热流密度越来越大，以计算机CP必例，其运行过程中产生的热流密度已经达到60-100W/cm2半导体激光器中甚至达到103W/cm数量级。另一方面，电子器件工作的可靠性对温度却十分敏感，器件温度在70-80七水平上每增加1C,可靠性就会下降5%较高的温度水平

38、已日益成为制约电子器件性能的瓶颈，而高效电子器件的温度控制目前已经渐渐成为一个研究热点9o潮湿是电子产品质量的致命敌人，如何现代化有效管理存放电子产品存放的环境湿度以减少企业损失是高科技电子企业的重要任务，绝大部分电子产品都要求在干燥条件下作业和存放。据统计，全球每年有1/4以上的工业制造不良品与潮湿的危害有关(1)集成电路：潮湿对半导体产业的危害主要表现在潮湿能透过IC塑料封装和从引脚等缝隙侵入IC内部，产生IC吸湿现象。在SMT±程的加热环节中形成水蒸气，产生的压力导致IC树脂封装开裂，并使IC器件内部金属氧化，导致产品故障。止匕外，当器件在PCB®的焊接过程中，因水蒸

39、气压力的释放，亦会导致虚焊。(2)液晶器件：液晶显示屏等液晶器件的玻璃基板和偏光片、滤镜片在生产过程中虽然要进行清洗烘干，但待其降温后仍然会受潮气的影响，降低产品的合格率。因此在清洗烘干后应存放于40%RHZ下的干燥环境中。(3)其它电子器件：电容器、陶瓷器件、接插件、开关件、焊锡、PCB晶体、硅晶片、石英振荡器、SMT交、电极材料粘合剂、电子浆料、高亮度器件等，均会受到潮湿的危害。电子元器件必须储存在清洁、通风、无腐蚀性气体的仓库内；除另有规定外，仓库的温度和相对湿度必须满足如下要求：（1）温度：-530C；（2）相对湿度：20%75%04.2 温湿度检测主要元器件介绍4.2.1 湿度传感器

40、简介水分子易于吸附在物体表面并渗透到固体内部的这种特性称为水分子的亲和力。利用这种特性制作的湿敏传感器称为水分子亲力型传感器。与水分子亲和力无关的传感器称为非水分子亲和力传感器。水分子附着或浸入湿敏功能的材料后，不仅是物理吸附，而且还有化学吸附，其结果使功能材料的电性能产生变化，如LiCl、ZnO材料的阻抗发生变化。因此，这些材料就可以制成湿敏元件。另外利用某些材料与水分子接触的物理效应也可以测量湿度。因此，这两大类湿敏传感器细分为如下图4-1所示的各种湿度传感器：几何尺寸变化式湿敏元件电解质湿敏元件水分子亲和力型高分子材料湿敏元件金属氧化物陶瓷湿敏元件金属氧化物膜湿敏元件湿敏传感器非水分子亲

41、和力型硒膜及水晶及振子湿敏元件图4-1湿敏传感器分类这些传感器的具体任务是在适当的电路配合下，测量绝对湿度（在一定唯独和压力条件下,单位体积空气中所含的水蒸气的量，其单位为g/m3）、相对湿度（空气中所含市级水蒸气量与同温度下所含最大的水蒸气量的比值，其单位为%RH和露点（空气中水蒸气达到饱和状态，从气态变成液态）110有机季俊盐高分子电解质湿敏元件：该类高分子湿度传感器的感湿材料即是含有氯化季俊盐的高分子聚合物一一丙烯酸酯，该材料是一种离子导电的高分子材料。具感湿原理为：大气中增加的湿度越大，则感湿膜被电离得程度越大，电极间的电阻值也就越小。该元件在高湿条件下，有极好的稳定性，湿度监测范围宽

42、，湿滞后小，响应速度快，并且具有较强的耐油性等特性120HRP-M%分子湿度传感器主要技术特性：精度/%RH工作温度范围/C测湿范围/%RH滞后/%RH响应时间/ms额定功率/mW额定电压/V额定电流/mA±2320602099.9<±2300.31.50.24.2.2 温度传感器简介温度传感器类型与温测范围温度是表征物体冷热程度的物理量。它与人类生活关系最为密切，市工业控制过程中的四大物理量（温度、压力、流量和物位）之一，也是人类研究最早、检测方法最多的物理量之一。温度的测量与控制对保证产品质量、提高生产效率、促进国民经济的发展起着十分重要的作用。温度是表正误题冷热

43、程度的一种状态量，各种不同的物体有着不同的温度范围。从总体来说，温度分布范围极宽，加上被测对象的繁杂多样，虽然，测量温度的传感器种类很多，但至今没有一种温度传感器能够覆盖整个温度范围，而又能满足一定的测量精度，只能根据不同的温度范围和不同的被测对象，适当选择不同的传感器。不同类型的温度传感器是由各种材料随温度变化而改变某种特性来间接测量的，即不同类型的温度传感器有不同的工作机理13。例如，物体随温度变化导致物体的电阻、电容、热点势、频率或磁性能的变化，温度与他们之间存在着线性或非线性关系，因而通过测量电阻、电势或频率等达到测量温度的目的。温度传感器种类是最多的，归纳起来，常用的传感器约有20余

44、种，它们能测量零下几百度到零上几千度的温度。但是各种材料制成的温度传感器只能在一定的温度范围内使用。温度传感器测量被测介质温度的方式可分为两大类：接触式和非接触式。测温时使传感器与被测物体直接接触的称为接触式温度传感器。这类传感器种类较多，如热电偶、热电阻、PN结等。传感器与被测物体不接触，而是利用被测物体的热辐射或热对流来测量的称为非接触式温度传感器，如红外测温传感器等，它们通常用于高温测量，如炼铁炼钢炉内温度测量14。4.3设计方框图温度控制方框图：4.4各部分电路设计4.4.1 信号输入端电路设计12湿度控制器的电路如图示，该湿度控制器中采用了一只高分子湿度传感器作湿敏元件。IC1（55

45、5电路）组成一只300Hz的方波发生器，信号通过耦合电容C2施加于湿敏元件HPR。IC2、二极管D2D4构成对数变换电路，其输出的电压将随相对湿度的增加而增大。该输出电压R3和C4滤去干扰信号，然后分三路输出，分别连接到IC3、IC5的同相端（“+”端）和IC4的反相端（“一”端）。如图4-1所示；图4-1.信号输入端电路4.4.2 湿度控制电路比较器IC4和IC5是电压比较器，判断室内湿度所允许的变化范围，即上、下限湿度。其原理如下：根据仓库内所需湿度的控制范围，通过电位器W2和W3的调节，设置湿度的上、下限所对应的电压值。当仓库内相对湿度降低时，IC2输出电压随之下降（湿度传感器为正湿度系

46、数，IC1为反相放大），当降到某一数值，即IC4的“9”脚电位低于“10”脚电位时，IC4输出高电位，使驱动三极管BG1导通，则光耦隔离电路U1接通，接通通风机，使仓库内湿度升高；同时，IC4的输出点亮发光二极管（红色）表示仓库内湿度太低。当升高到某一数值时，光耦隔离电路U1断开，停止除湿。在仓库内湿度太大，IC5的“5”-14-脚电位高于“6”脚电位时，IC5输出高电位，使BG2导通，U2导通，除湿工作,4排除过湿空气。湿度降低到某值后，U2断开，通风机停止工作，使仓库内湿度保持在所需范围内。如图4-2所示；图4-2湿度检测电路电路调整过程：1.1.1 V的相对湿度刻度标定。虽然IC2已将湿

47、度一电压信号进行了对数变换，但仍是非线性的，所以电压表的刻度要进行线性校正刻制。由于精度要求不高，刻度刻制时，可用干湿泡湿度计做标准，对电压表进行线性标定。1.1.2 报警与通风控制电路的调节。将湿敏传感器置于最高允许湿度环境中，当电压表显示出最高湿度对应的电压时，调节电位器W3,使发光二极管（绿色）刚好发光报警，U2导通，通风机开始工作为止。3.低湿度报警与除湿控制电路的调整16o1.1.3 温度控制部分的设计根据仓库内所需往年度的控制范围，通过电位器W4和W5的调节，设置所需温度的上、下限所对应的电压值。当仓库内相对温度降低时，IC2输出电压随之下降，当降到某一数值，即IC4的“9”脚电位

48、低于“10”脚电位时，IC4输出高电位，使驱动三极管BG3导通，则光耦隔离电路U3接通，接通加热器，使仓库内温度升高；同时，IC4的输出点亮发光二极管（蓝色）表示仓库内温度太低。当升高到某一数值时，光耦隔离电路U3断开，停止加热升温。在仓库内温度太2高，IC5的“5”脚电板高于“6”脚电位时，IC5输出高电位，使BG4导通，U4导通，散热器工作，散出热量。温度降低到某值后，U4断开，散热器停止工作，使仓库内温度保持在所需范围内。如图4-3所示;R15W4*8K220KR16R1222KD8D9>14C50.1uR1322K73IC1555C6HPRR14c710K-1uF/16VW520

49、0K8R19；1K'-R210.3KU422017R20'1K-.R220.33kBG2OPTOISO1图4-3温度检测电路比较器1.1.4 声光报警系统报警模块的电路图如图所示。电路由电阻、NPN三极管和蜂鸣器构成。如图4-4,当温湿度超过报警温湿度时，由比较器输出的高电平来驱动蜂鸣器发出报警声。声光报警部分流程图如下图4-4。图4-4声光报警电路图4-5声光报警部分流程图1.1.5 外部高电压电路温湿度传感器通过温湿度的变化进而以电压的形式输出，通过比较器的电压比较，通过光耦电路进行弱电对强电的控制，比较器的输出端是高电平时，光耦电路接通，从而控制加热器、散热器、除湿机、通

50、风机进行工作，进而调节室内的温湿度。4.5工作过程分析根据仓库内所需温湿度的控制范围，通过电位器W2和W3的调节，设置温湿度的上、下限所对应的电压值。当仓库内相对湿度降低时，IC2输出电压随之下降（湿度传感器为正湿度系数，IC1为反相放大），当降到某一数值，即IC4的“9”脚电位低于“10”脚电位时，IC4输出高电位，使驱动三极管BG1导通，则光耦隔离电路U1接通，接通通风机，使仓库内湿度升高；同时，IC4的输出点亮发光二极管（红色）表示仓库内湿度太低。当-17-升高到某一数值时，光耦隔离电路U1断开，停止通风。在仓库内湿度太大，IC5的“5”脚电位高于“6”脚电位时，IC5输出高电位，使BG

51、2导通，U2导通，除湿机工作，排除过湿空气。湿度降低到某值后，U2断开，除湿机停止工作，使仓库内湿度保持在所需范围内。控制温度时，原理与控制湿度基本相同。4.6本章小结现代集成电路技术的快速发展，导致各种电子器件和产品的体积越来越小，集成器件周围的热流密度越来越大，电子元件对于环境的要求也越来越高，仓库储存环境条件的优劣直接影响有限储存期的长短170防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作的重要内容,是衡量仓库管理质量的重要指标。它直接影响到储备物资的使用寿命和工作可靠性。为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强仓库内温度与湿度的监测工作。但传统的方法是用与湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度

52、试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。有机季俊盐高分子电解质湿敏元件的感湿材料即是含有氯化季俊盐的高分子聚合物丙烯酸酯，该材料是一种离子导电的高分子材料。该元件在高湿条件下，有极好的稳定性，湿度监测范围宽，湿滞后小，响应速度快，并且具有较强的耐油性等特性180对于电子元件的环境检测尤其温湿度的检测显的尤为重要，它关系到电子元件的使用寿命，本系统中，通过湿敏传感器和温度传感器，对仓库的温湿度进行有效的检测，保证了电子元件的存储条件达到最佳。5.电子元件出入库管理及仓库库存计数

53、5.1 出入库管理5.1.1 概述电子仓库元件出入库控制系统是由多片MCS-51单片微机控制的典型应用，具基本功能如下：电子元件入库时，操作者操作系统入库管理，系统自动搜索空箱分配给操作者，同时打开分配的箱门。元件出库时，操作者输人条形码上的数字码，系统校验正确后，立即打开对应的箱门。操作者取出元件后，自动更新仓库余量。本电子元件管理仓库系统具有监控报警功能，包括：操作者将元件入库后箱内无物；非出入库操作过程中，箱门被异常打开等，系统检测到这些异常情况均会鸣叫报警，并显示不同提示符，使管理人员及时发现并处理。5.1.2 工作原理及硬件设计本系统由一块主板与两块继电器板组成，主板与继电器板之间采

54、用串行通信方式实现信息交互。主板向继电器板发送控制命令，继电器板完成相应操作后将结果反馈给主板。(1) .主板硬件设计图5-1为主板原理框图。主板CPU连接键盘、液晶显示屏、MAX232接口、时钟块DS1302及存储器EEPROM。MAX232接口用于与继电器板之间的通信。RXD1TXD1TXD2RXD2本系统采用点阵式液晶显示屏，显示控制系统由行驱动控制器HD61202、列驱动控制器HD61203组成。HD61203不与MPU发生联系，只要提供电源就能产生行驱动信号和各种同步信号，比较简单。HD61202读、写操作时序与本系统使用微处理器相符，因此它们可直接相联19。(2)继电器板硬件设计图

55、5-2为继电器板原理框图。继电器板由一个CPU、两个4-16地址译码器74LS150和74LS154、红外继电器和电锁继电器、开关矩阵及MAX232接口等组成。MAX232接口用于与主板之间的通信；红外继电器与红外发射管连接，74LS150与红外接收管连接，红外检测用于判断存包箱内是否有物；由CPU输出4位地址，通过74LS154译码，选通驱动某箱开关;开关矩阵供CPU检测箱门的开关状态20。图5-2继电器板原理框图5.1.3 软件设计(1) .主板软件设计主板的主CPU是系统的控制中心，在接收到按键外中断时，判断所需进行的处理，向打印CPU或继电器板发送控制命令，使其完成相应的操作，并接收反

56、馈信息，确保操作正确。主程序对系统进行初始化，并检侧当前电子元件仓库内是否有物，将检测结果和当前时间送至液晶显示屏显示。四个中断服务程序：定时器T0中断、INT0外中断、INT1l外中断和串行中断。定时器功中断用于刷新显示时间、延时处理等。INT0外中断接收按键中断，并根据键值和当前状态进行处理。分入库和出库两种情况进行处理：入库时，分配空箱并生成密码，向继电器板发送入库命令；出库时，校验密码，打开仓门。串行中断接收继电器板反馈的信息，并根据接收信息调用子程序处理210处理子程序完成各项操作功能。如按键处理、控制打印CPU打印密码、发送接收串行通信数据、读写EEPROM、读写时钟块1302、显示管理菜单及提示等。控制液晶显示屏显示数据时，首先要把显示驱动控制器指令写入相关指令寄存器中。通过相关指令设置页地址和列地址，唯一确定显示RAM中的一个单元，这样MPU就可用读/写指令读出该单元的内容或向该单元写进一个字节数据。本系统采用16x8字符显示，中文米用16x16字符显小o本控制系统需记录存取包时间，并在空闲时显示时钟，因而选用了DS1302提供实时时钟。DS1302内设日历时钟信息寄存器，通过读/写这些寄存器，可读出当时的时间信息或更新、修改保存的日历时钟信息。（2）继电器板软件设计继电器板CPU根据主板发送的控制命令，实现驱动箱门开关（即开