一种分布式CAN总线电子标签控制系统的制作方法

本实用新型涉及仓储管理设备技术领域，具体涉及一种分布式CAN总线电子标签控制系统。

背景技术：

电子标签控制系统的出现实现了企业物流管理的快速、准确、科学、方便的四个重要目标。于此同时，仓储管理系统可实时监控拣货过程、记录拣货状况，而且可以和物流配送系统实现无缝连接。

目前市场上已有的电子标签控制器有三种显示形式：

第一种是使用多位数码管作为控制器的显示器。每个货位放置一个控制器，控制器采用多位数码管来显示该货位的入/出货物数量。由于每个货位都需要一个单片机控制的多位数码管控制器，因此，当仓储系统的货位数量较多时成本和故障率都比较高。并且多位数码管显示的信息只能是数字量，无法详细的显示每种货物的具体信息。

第二种是使用液晶显示屏作为控制器的显示器。每个货位放置一个控制器，控制器采用液晶显示屏来显示该货位入/出货物的品名、型号、厂家、库存及数量等信息。由于每个货位都需要一个单片机控制的液晶屏控制器，因此，当仓储系统的货位数量较多时成本高速增加、故障率随之升高。

第三种是使用LED指示灯作为控制器的显示器。每个货位放置一个LED指示灯，控制器通过控制点亮LED指示灯提示对该货位进行入/出库货物操作。一个控制器可控制几百至几千个LED指示灯，因此，当仓储系统的货位数量较多时成本和故障率都能保持较低。但是，LED指示灯只能显示需要入/出库货物的位置，无法显示货位入/出货物的品名、型号、厂家、库存及数量等信息，而且，由于控制器采用集中控制LED指示灯的方法，使得系统的布线量比较大，控制器输出接线数也比较多，降低了系统的可靠性和可维护性。

在现有的电子标签辅助拣货系统中，上位管理机与电子标签控制器的数据传输方式采用RS485总线和局域网传输两种方式。RS485总线系统只能组成主从式结构，通信方式只能以主站轮询的方式进行，故系统的实时性、可靠性较差。数据传输方式采用局域网传输时，当上位管理机与电子标签控制器的传输距离超过100米时需要另加中继器，使得系统成本增加、结构复杂，不适合在较大仓库中使用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种分布式CAN总线电子标签控制系统，为了解决市场上已有电子标签控制器的实时性差、可靠性低、设备现场布线量大、LED指示灯线路无法短路诊断、更换维修困难、性价比低等缺点。

本实用新型所述的一种分布式CAN总线电子标签控制系统，它包括：CAN总线交换机、电子标签控制器、无线路由器。通过上位管理机实现对货物的管理，并通过CAN 总线向电子标签控制器发送LED指示灯控制命令来指示入/出库货物的位置，移动终端通过无线局域网登录上位管理机显示入/出库货物的品名、型号、库存、入/出库数量等信息。

所述的CAN总线交换机用于扩展CAN总线的条数，增加系统的总节点数，控制器采用分布式结构，每个电子标签控制器可控制64个LED指示灯，本系统最多可实现控制 16×110×64＝112640个LED指示灯，每个控制器之间的最大距离可达10000米，通过CAN 总线完成上位管理机与电子标签控制器之间的通信。

所述的电子标签控制器包括单片机部分、CAN总线接口部分、地址开关部分、输出锁存控制部分、输出高阻控制部分、输出检测控制部分、输出及故障检测部分，单片机 STC89C52(U3)和3-8线译码器1SN74LS138N(U4)构成单片机部分，3-8线译码器1(U4) 的三个输入引脚A0～A2分别连接单片机STC89C52(U3)的P2.5～P2.7管脚；收发器TJA1050 (U1)和控制器SJA1000(U2)构成CAN总线接口部分，SJA1000(U2)的AD0～AD7管脚分别与单片机STC89C52(U3)P0口连接；TJA1050(U1)的RXD和TXD引脚分别与SJA1000 (U2)的RX0和TX0引脚连接；地址开关(J1)和SN74LS541N(U5)构成地址开关部分，地址开关(J1)和10K排阻连接之后再与SN74LS541N(U5)输入引脚A1～A8连接， SN74LS541N(U5)的输出引脚与单片机STC89C52(U3)的P0口连接；3-8线译码器2(U10) 与DM74LS540N(U11)构成输出锁存控制部分，3-8线译码器2(U10)的输入管脚A0～ A2与单片机P2.0～P2.2连接，8个输出引脚分别与DM74LS540N(U11)的输入引脚连接， DM74LS540N(U11)的8个输出引脚分别与输出及故障检测部分的8个SN74LS373N的LE 引脚连接；74LS/HC273(U6)与DM74LS540N(U7)组成输出高阻控制部分，74LS/HC273 (U6)的8个输入引脚与单片机STC89C52(U3)的P0口连接，输出引脚与DM74LS540N (U7)的输入引脚连接，DM74LS540N(U7)的8个输出引脚分别与输出及故障检测部分的8个SN74LS373N的引脚连接；DM74LS373N(U8)与CD4051BC(U9)作为电子标签控制器的输出检测控制部分，DM74LS373N(U8)的输入引脚与单片机STC89C52(U3) 的P0口连接，输出引脚Q2～Q4分别与输出及故障检测部分的8个CD4051BC的A～C引脚连接，Q4与CD4051BC(U9)的连接，Q5～Q7分别与CD4051BC(U9)的A～C 管脚连接，CD4051BC(U9)的X0～X7引脚与输出及故障检测部分的8个CD4051BC的X 引脚连接；输出及故障检测部分中8个SN74LS373N分别与单片机STC89C52(U3)的P0 口连接，输出引脚Q0～Q7分别与CD4051BC的X0～X7和8个43202-8916的输入口连接。电子标签控制器用来接收来自总线交换机发送的信号，并输出控制LED指示灯亮灭以及闪烁状态。

所述的无线路由器通过局域网与上位管理机连接，完成上位管理机与移动终端之间的WIFI无线通信。

本实用新型的原理为：电子标签控制器与上位管理之间采用CAN总线的方式进行传输数据，在上位管理机软件中输入所要入/出库货物的品名或型号，然后，电子标签控制器识别来自上位管理机发送的地址，如果上位管理机所寻址的设备地址与电子标签控制器的地址一致，则点亮相应的LED指示灯；如果上位管理机所寻址的设备地址与电子标签控制器的地址不一致，则丢弃所有信息不做任何处理。

本实用新型具有以下优点：

1、上位管理机与电子标签控制器之间采用CAN总线结构，提高了网络各节点之间数据通信的实时性，并且容易构成冗余结构，提高了系统的可靠性和系统的灵活性，各节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能，CAN总线收发器自身具有短路保护和过热保护功能。

2、一个电子标签控制器能够控制64个以下LED指示灯，而一般标准货架的货位少于64 个，一个货架可以配备一个控制器，控制器输出可以只控制本货架的货位LED指示灯，使得控制器与指示灯之间的连线长度尽可能的短，降低了布线复杂程度和系统的成本。

3、本控制器采用AD转换器对每个LED指示灯输出控制端都能进行断路及短路检测，当 LED指示灯连线与电源短路时能够及时发现并进行报警，从而保护控制器内部电路不会被烧坏，当LED指示灯连线发生断路时能够及时发现并进行报警，避免操作人员找不到指示的货位，从而有效提高了系统的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构示意图。

图2为本实用新型中电子标签控制器的电路原理图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本具体实施方式所述一种分布式CAN总线电子标签控制系统，它包括CAN总线交换机、电子标签控制器、无线路由器。电子标签控制器通过CAN总线与CAN总线交换机连接，无线路由器通过局域网与上位管理机连接。

所述的CAN总线交换机用于对总线的扩展，增加总线的节点数，完成与上位管理机之间通信以及对电子标签控制器发送信号。

所述的电子标签控制器通过CAN总线与CAN总线交换机连接，完成与CAN总线交换机之间的通信，输出控制LED指示灯亮灭以及闪烁状态。

所述的无线路由器通过局域网与上位管理机连接，完成上位管理机与移动终端之间的WIFI无线通信。

具体实施方式二：本实施方式对实施方式一作进一步说明，本实施方式中CAN总线交换机的型号为TX6620。

具体实施方式三：下面结合图2说明本实施方式，本实施方式为电子标签控制器电路原理图，包括单片机STC89C52、CAN总线控制器SJA1000、CAN总线收发器TJA1050、 8位三态同相输出总线缓冲器SN74LS541N，锁存器DM74LS373N、3-8线译码器 SN74LS138N、8位三态反相输出总线缓冲器DM74LS540N、DM74LS02N、锁存器74LS/HC273、 8通道数字控制模拟开关CD4051BC、RJ45接口43202-8916以及地址开关SW-DIP8。

8位三态同相输出总线缓冲器SN74LS541N用于提高总线的驱动能力，输出信号与输入信号相同；CAN总线控制器SJA1000用于控制总线状态；CAN总线收发器TJA1050用于对总线上信号的接收和发送；3-8线译码器SN74LS138N用于对地址线的扩展，把3路输入译成8路输出；8位三态反相输出总线缓冲器DM74LS540N用于提高总线的驱动能力，同时使得信号的输出与输入反相；DM74LS02N为双输入四或非门；锁存器74LS/HC273用于对信号的锁存；8通道数字控制模拟开关CD4051BC用于将8路模拟信号转换成一路信号；锁存器DM74LS373N用于对信号的锁存；地址开关SW-DIP8用于设置电子标签控制器在系统网络总线中的地址；RJ45接口43202-8916用于作为网线的插口，连接指示灯。单片机STC89C52(U3)的P0口分别连接74LS/HC273(U6)的D1～D8输入引脚，DM74LS373N (U8)的D1～D8输入引脚，8个SN74LS373N的D0～D7输入引脚以及SJA1000(U2)的 AD0～AD7引脚；TJA1050(U1)的RXD和TXD引脚分别与SJA1000(U2)的RX0和TX0 引脚连接；单片机STC89C52(U3)的引脚同时连接SN74LS541N(U5)的引脚和SJA1000的引脚；单片机STC89C52(U3)的引脚同时连接SJA1000(U2)的引脚和SN74LS138N(U10)的引脚；单片机STC89C52(U3)的ALE引脚连接SJA1000 (U2)的ALE引脚；SN74LS138N(U4)的A0～A2输入引脚分别与单片机STC89C52(U3) 的P2.5～P2.7连接，输出引脚与SJA1000(U2)的连接，与SN74LS541N(U5) 的连接，与SN74LS138N(U10)的连接,和P3.6引脚分别连接DM74LS02N (U28)的2A和2B引脚，DM74LS02N(U28)的2Y引脚与74LS273(U6)的CLK引脚连接，和P3.6引脚分别连接DM74LS02N(U28)的1B和1A引脚，DM74LS02N(U28) 的1Y引脚与DM74LS373N(U8)的LE引脚连接；SN74LS138N(U10)的A0～A2输入引脚分别与P2.0～P2.2连接，输出引脚分别连接DM74LS540N(U11)输入引脚 A1～A8；DM74LS540N(U11)的输出引脚分别连接8个SN74LS373N的LE引脚； 74LS/HC273(U6)的输出引脚Q1～Q8分别与DM74LS540N(U7)的输入引脚A1～A8连接；DM74LS540N(U7)的输出引脚分别连接8个SN74LS373N的引脚；8 个SN74LS373N的输出端Q1～Q8分别连接8个43202-8916的输入口；8个SN74LS373N 的输出端分别与8个CD4051BC的X0～X7引脚连接；8个CD4051BC的X引脚与CD4051BC (U9)的XO～X7引脚连接；P1.0引脚与CD4051BC(U9)的X引脚连接；DM74LS373N (U8)的输出引脚Q2～Q4分别与8个CD4051BC的A～C引脚连接；DM74LS373N(U8) 的输出引脚Q6～Q8分别与CD4051BC(U9)的A～C引脚连接；DM74LS373N(U8)的输出引脚Q5与CD4051BC(U9)的连接。