隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展,傳統(tǒng)自動售貨行業(yè)迎來了新的發(fā)展契機。線上支付、后臺管理等技術(shù)的出現(xiàn),使得新一代自動售貨機更加適應(yīng)現(xiàn)代消費者的購物需求,并為商家的運營維護提供了更加便捷的方式。基于山東科大機電科技股份有限公司現(xiàn)沖飲料自動售貨機開發(fā)項目,本文設(shè)計了一款以ARM內(nèi)核單片機為主控芯片的現(xiàn)沖飲料自動售貨機電控系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過控制結(jié)構(gòu)動作實現(xiàn)現(xiàn)場沖制多種產(chǎn)品,采用掃碼支付方式,通過網(wǎng)絡(luò)后臺統(tǒng)一運營管理,具備故障自檢和物料余量計算等功能。針對委托方提出的設(shè)計要求,首先對現(xiàn)沖飲料自動售貨機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行了分析,了解了機械結(jié)構(gòu)和上位機APP概況及相應(yīng)控制需求,并對產(chǎn)品制作工藝進行了深入的分析。在此基礎(chǔ)上提出了適用于本課題的嵌入式系統(tǒng)控制方案,并搭建了系統(tǒng)的有限狀態(tài)機模型。硬件上采用多組電源為系統(tǒng)供電,為減少工頻干擾等影響設(shè)計了信號調(diào)理電路對控制信號和傳感器信號進行處理,設(shè)計了EEPROM存儲電路以實現(xiàn)物料余量和產(chǎn)品配方的記錄,并采用RS232通信電路實現(xiàn)與上位機的通信功能。軟件上除了產(chǎn)品制作子程序,還設(shè)計了機械故障自檢測和物料余量計算子程序,以及與APP之間的數(shù)據(jù)傳輸通信協(xié)議和通信程序。為實現(xiàn)主控板的老化測試,簡化批量生產(chǎn)的調(diào)試過程,課題還設(shè)計了主控系統(tǒng)硬件測試平臺,不僅降低了人工成本還提高了產(chǎn)品的可靠性。在設(shè)計完成后對原型機進行了試運營與問題分析,通過試運營期間后臺檢測到的營業(yè)數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn)本課題設(shè)計的現(xiàn)沖飲料自動傳貨機電控系統(tǒng)符合設(shè)計需求,操作便捷,購物體驗流暢,具有一定的實用價值。
【學(xué)位單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：F713.36;TP368.1;TP311.56
【部分圖文】：

壓蓋工位＝ｄ取杯工位?．｜）落杯工位??圖２．３飲料自動售賣機系統(tǒng)工位示意圖??Ｆｉｇ．?２．３?Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｉｎ－ｓｉｔｕ?ｂｅｖｅｒａｇｅ?ｖｅｎｄｉｎｇ?ｍａｃｈｉｎｅ?ｓｙｓｔｅｍ??２．１．２．１落杯工位??落杯工位如圖２．４所示，既是設(shè)備待機狀態(tài)所處的工位，又是系統(tǒng)的初始位，??需要一個接近開關(guān)確定該點的位置。??猶■開關(guān)???轉(zhuǎn)盤步進電機??圖２．４機械轉(zhuǎn)盤部分??Ｆｉｇ．?２．４?Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｔｕｒｎｔａｂｌｅ??在落杯工位設(shè)備應(yīng)完成使杯子從杯桶落入杯托的落杯動作。落杯動作需要ｉ??個同步電機和２個微動開關(guān)配合機械結(jié)構(gòu)完成，在落下后對應(yīng)位置的光電開關(guān)??負(fù)責(zé)反饋杯子是否落下的信號給控制系統(tǒng)。該工位還需要一個光電開關(guān)檢測杯??桶內(nèi)是否還有杯子，如圖２．５和圖２．６所示。??當(dāng)接近開關(guān)有信號時說明杯托在初始位置，由此可以判斷是否冇米取杯或??其他原因?qū)е碌霓D(zhuǎn)盤電機不在原點的情況。如果無信號，則開啟轉(zhuǎn)盤少進電機，??使杯托繞轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)直至接近開關(guān)有信號。確定轉(zhuǎn)盤電機在原點后，根據(jù)落下位??置的傳感器信號確定轉(zhuǎn)盤ｈ足否有杯子，根據(jù)杯桶位置的傳感器確定杯柿里是??１１??

Ｆｉｇ．?２．３?Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｉｎ－ｓｉｔｕ?ｂｅｖｅｒａｇｅ?ｖｅｎｄｉｎｇ?ｍａｃｈｉｎｅ?ｓｙｓｔｅｍ??２．１．２．１落杯工位??落杯工位如圖２．４所示，既是設(shè)備待機狀態(tài)所處的工位，又是系統(tǒng)的初始位，??需要一個接近開關(guān)確定該點的位置。??猶■開關(guān)???轉(zhuǎn)盤步進電機??圖２．４機械轉(zhuǎn)盤部分??Ｆｉｇ．?２．４?Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｔｕｒｎｔａｂｌｅ??在落杯工位設(shè)備應(yīng)完成使杯子從杯桶落入杯托的落杯動作。落杯動作需要ｉ??個同步電機和２個微動開關(guān)配合機械結(jié)構(gòu)完成，在落下后對應(yīng)位置的光電開關(guān)??負(fù)責(zé)反饋杯子是否落下的信號給控制系統(tǒng)。該工位還需要一個光電開關(guān)檢測杯??桶內(nèi)是否還有杯子，如圖２．５和圖２．６所示。??當(dāng)接近開關(guān)有信號時說明杯托在初始位置，由此可以判斷是否冇米取杯或??其他原因?qū)е碌霓D(zhuǎn)盤電機不在原點的情況。如果無信號，則開啟轉(zhuǎn)盤少進電機，??使杯托繞轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)直至接近開關(guān)有信號。確定轉(zhuǎn)盤電機在原點后，根據(jù)落下位??置的傳感器信號確定轉(zhuǎn)盤ｈ足否有杯子，根據(jù)杯桶位置的傳感器確定杯柿里是??１１??

微動開知Ｃｌ?，’彳爹’微動開關(guān)２??Ｉ??圖２．５落杯機構(gòu)正視圖??Ｆｉｇ．?２．５?Ｆｒｏｎｔ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?ｄｒｏｐ－ｃｕｐ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??５?１??杯桶｜暴??Ｉ?＾?１?＿?微動）丨＇？關(guān)２??＇?杯桶光電開關(guān)??圖２．６落杯機構(gòu)俯視圖??Ｆｉｇ．?２．６?Ｏｖｅｒｈｅａｄ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?ｄｒｏｐ－ｃｕｐ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??２．１．２．２落冰工位??如圖２．７所示為落冰工位的落冰機構(gòu)。落冰工位是制作冰鎮(zhèn)飲料時的加冰位??置，當(dāng)制作的飲料不需加冰時系統(tǒng)會自動跳過該工序，杯托也會直接轉(zhuǎn)向下一??工位。加冰動作時冰斗內(nèi)需要一個落冰電機帶動冰塊落下，還需要一個凝結(jié)電??機攪拌，防止冰塊凝結(jié)到一起。冰斗內(nèi)冰塊的剩余量由一個微動開關(guān)３來檢測，??１２??
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