物流運輸監測中振動(dòng)測量系統實(shí)現

引言

　 物流是物品從供應地向接收地的實(shí)體流動(dòng)過(guò)程，根據實(shí)際需要，將運輸、儲存、裝卸、搬運、包裝、流通加工、配送、信息處理等基本功能實(shí)施有機結合。運輸是現代物流業(yè)中十分重要的一個(gè)環(huán)節之一，通過(guò)運輸，向生產(chǎn)者源源不斷地運送生產(chǎn)材料，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行，同時(shí)又把商品不斷地運送到消費市場(chǎng)，滿(mǎn)足消費者的需求。

　　由于生產(chǎn)需求的多元化，運輸的物品具有多樣性，對運輸的要求呈現多樣化。易碎物品或危險品的運輸，需要對其運輸過(guò)程中的振動(dòng)參數進(jìn)行監測，以保證運輸物品的完整性或安全性。

　　本文提出并實(shí)現了一種用于物流運輸過(guò)程監測的振動(dòng)測量系統，用振動(dòng)傳感器采集運輸車(chē)輛的振動(dòng)信息。系統采集到的振動(dòng)信息，可以存儲起來(lái)用于對物流運輸過(guò)程的分析。同時(shí)，振動(dòng)系統還可以和報警系統連接，當振動(dòng)數據超出安全區間時(shí)進(jìn)行報警提示。

　　1 測量系統及硬件設計

　　1.1 測量系統設計

　　本文提出的振動(dòng)測量系統結構如圖1所示，以ATmega16L單片機和加速度傳感器MMA7260為核心，配以外圍電路組成。如需在振動(dòng)超標時(shí)報警，系統可以和相應的報警系統連接。

　　1.2 MMA7260加速度傳感模塊

　　系統采用MMA7260加速度傳感器測量振動(dòng)參數。MMA7260由美國飛思卡爾公司生產(chǎn)，是一種低成本、低功耗、開(kāi)啟快速，功能完善抗震能力強的三軸加速度傳感器，共有四檔測量范圍供選擇，分別是1.5g，2g，4g，6g，其中1.5g的精確度最高，達到了800 mv/g;MMA7260具有休眠模式，在休眠模式時(shí)的電流為3μA。

　　MMA7260加速度傳感器輸出模擬電壓信號來(lái)表征運動(dòng)物體的加速度，輸出的模擬電壓信號與加速度成正比，模擬信號經(jīng)由A/D轉換后由微控制器進(jìn)行計算處理。圖2給出了MMA7260的引腳的示意圖，其中Xout，Yout，Zout分別是X，Y，Z模擬電壓輸出引腳，G1，G2是量程選擇引腳，VCC是傳感器工作電源引腳，VSS是傳感器接地引腳。

　　在使用MMA7260加速度傳感器時(shí)，需要根據實(shí)際要求，通過(guò)對引腳4和引腳5賦予不同的數值以選擇合適的量程，具體的選擇方式和所對應的量程范圍及靈敏度見(jiàn)表1。

　　1.3 控制器與加速度數據采集

　　本測量系統采用ATMEL公司的單片機ATmega16L作為主控制器。ATmega16L是高性能低功耗8位單片機，內部具有16 kB可編程Flash，0.5 kB的E2PROM，1 kB片內SRAM，內部集成了一個(gè)逐次比較式ADC電路，具有10位精度，13～260μs的轉換時(shí)間，8路可選的單端輸入通道。

　　ATmega16與MMA7260的連接如圖3所示，用單片機PA口中的PA0，PA1，PA2分別作為MMA7260振動(dòng)傳感器X，Y，Z三個(gè)軸模擬電壓的輸入端。接收到的模擬電壓信號由單片機內部自帶的A/D轉換器轉換成數字信號，然后對數據進(jìn)行處理。單片機的PC3引腳和PC4引腳用作振動(dòng)傳感器量程選擇的控制端。MMA7260的G1和G2分別連接單片機的PC3引腳和PC4，通過(guò)控制PC3引腳和PC4引腳的輸出電平選擇所需量程，本系統中采用1.5g的量程，因此PC3引腳和PC4引腳均輸出低電平。MMA7260的Sleep Mode引腳連接到單片機中的PC1引腳，讓此引腳輸出高電平，允許傳感器進(jìn)入睡眠模式，睡眠模式下具有節能效果。