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I小型倉儲管理機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：目前在各個(gè)高校開放的實(shí)驗(yàn)室中，由于元器件、設(shè)備種類繁多和在其元件和設(shè)備使用過程中普遍存在著“重用輕管” 的現(xiàn)象，如果采用傳統(tǒng)的人工管理、手工錄入的方法，不僅浪費(fèi)人力、效率低下而且安全性差，會(huì)直接影響到元件及設(shè)備的維護(hù)與管理等一系列問題。因此針對以上問題設(shè)計(jì)出一套小型倉儲管理系統(tǒng)迫在眉睫。本系統(tǒng)主要采用 C/S 作為主體框架，以 SQL server2008 做為數(shù)據(jù)源，使用了C#對交互界面的繪制及其后臺編寫，結(jié)合微型電子鎖、藍(lán)牙等硬件構(gòu)成了整個(gè)管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)元件入庫、出庫、庫存查詢等所需的基礎(chǔ)功能，規(guī)范使用流程。該系統(tǒng)具有操作簡單、維護(hù)方便、數(shù)據(jù)安全可靠等特點(diǎn)，能夠有效改善實(shí)驗(yàn)室元器件管理混亂的問題。關(guān)鍵詞：管理系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫；STM32；C#；SQL ServerIIDesign of mechatronics system for small storage managementAbstract: Currently, in the open laboratories of various universities, due to the wide variety of components and equipment and the phenomenon of “reuse of light pipes” in the course of the use of its components and equipment, if traditional manual management and manual entry methods are used, not only Waste of manpower, inefficiency, and poor security will directly affect the maintenance and management of components and equipment. Therefore, designing a small warehouse management system for the above problems is imminent.This system mainly adopts C/S as the main frame, uses SQL server2008 as the data source, uses C# to draw the interactive interface and write it in the background, and combines the micro-electronic lock, Bluetooth and other hardware to form the entire management system. The system can realize the basic functions required for component storage, delivery, inventory inquiry, and standardize the use process.The system has the characteristics of simple operation, convenient maintenance, and data security and reliability, which can effectively improve the chaos in the management of laboratory components.Keywords：Management System，Date Base，STM32，C#，SQL ServerIII目錄摘要 ................................................................................................................................................................IABSTRACT................................................................................................................................................Ⅱ1 緒論 .........................................................................................................................................................11.1 選題目的及意義 ...............................................................................................................................11.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r與趨勢 ...................................................................................................................21.2.1 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r ..........................................................................................................................21.2.2 發(fā)展趨勢 .....................................................................................................................................21.3 主要研究內(nèi)容 ...................................................................................................................................21.4 本章小結(jié) ...........................................................................................................................................32 管理系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) .........................................................................................................................52.1 任務(wù)要求 ...........................................................................................................................................52.2 總體方案設(shè)計(jì) ...................................................................................................................................52.2.1 架構(gòu)設(shè)計(jì) .....................................................................................................................................62.2.2 功能模塊設(shè)計(jì) .............................................................................................................................72.3 本章小結(jié) ...........................................................................................................................................73 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) .............................................................................................................................................93.1 數(shù)據(jù)庫的基本概念及 SQL 語言介紹 .............................................................................................93.1.1 數(shù)據(jù)庫介紹 .................................................................................................................................93.1.2 SQL 語言的介紹 .........................................................................................................................93.1.3 數(shù)據(jù)庫的選取及相關(guān)介紹 .......................................................................................................103.2 數(shù)據(jù)庫需求分析設(shè)計(jì) .....................................................................................................................103.2.1 數(shù)據(jù)庫 E-R 圖設(shè)計(jì) ...................................................................................................................103.3 數(shù)據(jù)庫表的設(shè)計(jì) .............................................................................................................................143.3.1 常用數(shù)據(jù)類型介紹 ...................................................................................................................143.3.2 數(shù)據(jù)庫總體關(guān)系圖 ...................................................................................................................143.3.3 據(jù)庫表的設(shè)計(jì) ...........................................................................................................................153.4 本章小結(jié) .........................................................................................................................................174.小型倉儲管理系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ..............................................................................................................194.1 硬件元件的性能介紹 .....................................................................................................................194.1.1 微型電子鎖 ...............................................................................................................................194.1.2 掃碼槍 .......................................................................................................................................194.2 控制系統(tǒng)硬件解決方案 .................................................................................................................204.2.1 控制部分硬件結(jié)構(gòu) ...................................................................................................................204.2.2 MCU 選型及設(shè)計(jì) ......................................................................................................................214.2.3 微型電子鎖驅(qū)動(dòng)電路選型及設(shè)計(jì) ...........................................................................................224.2.4 電源模塊選型與設(shè)計(jì) ...............................................................................................................22IV4.3 PCB 設(shè)計(jì) ........................................................................................................................................244.4 本章小結(jié) .........................................................................................................................................245. 小型倉儲管理系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ............................................................................................................255.1 常見的繪制界面軟件介紹 .............................................................................................................255.1.1 C#介紹 .......................................................................................................................................255.2 小型倉儲管理系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì) .....................................................................................................255.2.1 主界面設(shè)計(jì) ...............................................................................................................................255.2.2 登錄界面設(shè)計(jì) ...........................................................................................................................265.2.3 查詢界面設(shè)計(jì) ...........................................................................................................................275.2.4 入庫界面設(shè)計(jì) ...........................................................................................................................285.2.5 出庫界面設(shè)計(jì) ...........................................................................................................................285.3 本章小結(jié) ........................................................................................................................................296 系統(tǒng)搭建、運(yùn)行及調(diào)試 .........................................................................................................................316.1 平臺搭建及硬件電路調(diào)試 .............................................................................................................316.2 軟件測試 .........................................................................................................................................316.3 綜合調(diào)試 .........................................................................................................................................32結(jié)束語 .........................................................................................................................................................33參考文獻(xiàn) .....................................................................................................................................................35致 謝 .........................................................................................................................................................37附錄 A 硬件系統(tǒng)原理圖 ..........................................................................................................................39附錄 B 硬件系統(tǒng) PCB 圖 ........................................................................................................................41附錄 C 程序源代碼 ..................................................................................................................................42附錄 D 外文翻譯 ......................................................................................................................................5111 緒論1.1 選題目的及意義隨著經(jīng)濟(jì)全球一體化的加速發(fā)展和在人們構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的愿景下,信息化也得到了高速的發(fā)展，企業(yè)資源管理成為了企業(yè)信息化的核心內(nèi)容，運(yùn)用信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)倉儲合理設(shè)計(jì)及應(yīng)用也成為了重要的組成部分。在信息高速發(fā)展的今天，許多的大公司已經(jīng)建立了一套屬于自己的倉儲管理體系，傳統(tǒng)的以紙張、書籍為材料人工書寫的方式，存在人工成本過高、工作效率低下、安全性差等諸多的缺陷。針對傳統(tǒng)方式缺陷來說，運(yùn)用現(xiàn)代化信息技術(shù)進(jìn)行倉儲管理已經(jīng)是大勢所趨了，使用現(xiàn)代化信息手段應(yīng)用于倉儲管理，給這一領(lǐng)域帶來了天翻地覆的變化，能夠?yàn)楣酒髽I(yè)帶來意想不到的收益。能夠?yàn)槠髽I(yè)更快、更好的適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展提供巨大的動(dòng)力。使用計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)能夠大大的提高工作的效率，能夠更高程度的減少了以往倉庫管理流程中雜亂，繁瑣，周期長的弊端。實(shí)現(xiàn)倉庫管理的全面自動(dòng)化，可以彌補(bǔ)入庫管理、出庫管理及庫存管理中的不足，可以節(jié)約不少管理開支，增加企業(yè)收入。倉庫的管理的操作自動(dòng)化和信息的電子化，全面提高了倉庫的管理水平。通過對學(xué)校實(shí)驗(yàn)室元器件、設(shè)備日常管理工作的觀察及分析，發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)諸多不足，例如：使用元器件時(shí)，由于疏忽等各種原因，當(dāng)存取元器件后不能夠及時(shí)的進(jìn)行登記，導(dǎo)致元器件庫存不夠準(zhǔn)確，出現(xiàn)“查則有用則無”等現(xiàn)象，不能夠及時(shí)采購；需要使用元器件及設(shè)備時(shí)，需要專門找管理人員開鎖取件，尤其是需要緊急使用時(shí)，不能夠及時(shí)使用，效率比較低下等諸多問題。針對實(shí)驗(yàn)室管理所出現(xiàn)的問題，設(shè)計(jì)出一套專用軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)倉儲管理的出庫、入庫、查詢等功能。能夠?qū)崟r(shí)處理信息的倉庫管理系統(tǒng)，能夠從產(chǎn)品采集、產(chǎn)品入庫、產(chǎn)品出庫以及產(chǎn)品庫存管理的每個(gè)控制點(diǎn)著手，規(guī)范操作過程，提高服務(wù)質(zhì)量，準(zhǔn)確地掌握存儲在數(shù)據(jù)庫中的產(chǎn)品的動(dòng)向，更加合理的分配存儲倉儲資源，提高倉儲的利用率，實(shí)現(xiàn)存儲管理的自動(dòng)化處理。設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要有以下特點(diǎn)：1.采用人機(jī)交互界面，能夠使用戶有更好的使用體驗(yàn)。2.設(shè)計(jì)的倉儲管理系統(tǒng)操作簡單、使用方便、響應(yīng)速度快。3.能夠提供準(zhǔn)確的歷史記錄，方便核對信息。4.減少了人工投入，節(jié)約時(shí)間和成本。5.系統(tǒng)易于維護(hù)性、拓展性好。21.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r與趨勢1.2.1 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r如今在國內(nèi)外，倉庫管理系統(tǒng)屢見不鮮，基本每個(gè)大中型企業(yè)都有其自己的管理系統(tǒng)，網(wǎng)上也有很多開源的數(shù)據(jù)管理平臺，但是擁有良好技術(shù)支持的收費(fèi)平臺還是使用最多的。國內(nèi)外諸多學(xué)者也運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)及設(shè)備對倉儲管理提出新的方案。王永輝等人將 RFID 技術(shù)、機(jī)器人自動(dòng)碼垛技術(shù)、自動(dòng)開箱技術(shù)和周轉(zhuǎn)箱清洗機(jī)技術(shù)等相結(jié)合，構(gòu)建了電能計(jì)量器具多品規(guī)，高頻次在有限空間內(nèi)的識別、分類緩存和全自動(dòng)高效運(yùn)送的難題，并實(shí)現(xiàn)庫房無人工作用。馬翔運(yùn)用ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)和工控機(jī)構(gòu)建了星型結(jié)構(gòu)的立體倉庫自動(dòng)化物流控制系統(tǒng)，并提出堆垛機(jī)的二維模型；該系統(tǒng)具有規(guī)?？烧{(diào)整、布置靈活方便等特點(diǎn)。B.Bektas 設(shè)計(jì)了基于 RFID 和 ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)存儲識別的智能倉儲系統(tǒng)，最大限度的消除操作中的人為錯(cuò)誤，確保自動(dòng)核實(shí)系統(tǒng)的在放置貨物時(shí)沒有錯(cuò)誤。A.Mohammed 等人研究了 RFID 在智能倉儲配送中心的應(yīng)用，開發(fā)了多目標(biāo)優(yōu)化模型，并進(jìn)行仿真驗(yàn)證，設(shè)計(jì)出倉儲與配送功能集成的智能倉儲系統(tǒng) [1]。1.2.2 發(fā)展趨勢隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的快速發(fā)展，倉儲管理系統(tǒng)所呈現(xiàn)出多樣化及智能化越來越被人們所看好。目前的發(fā)展趨勢主要為以下幾點(diǎn)：1. 以射頻識別技術(shù) (RFID) 為代表的新技術(shù)正在深刻地影響著倉儲管理和倉儲管理系統(tǒng), 甚至孕育著一場中國特色的“物流革命 ”[2]。2. 商業(yè)智能技術(shù) (BI) 在倉儲管理系統(tǒng)中將越來越多的得到應(yīng)用。商業(yè)智能就是利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)開發(fā)、積累的數(shù)據(jù)信息。使之變成可以利用的可靠知識 [2]。3. 準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)方式 (JIT) , 物流人都知道配送將越來越成為倉儲管理系統(tǒng)服務(wù)的主要市場需求。隨著市場的逐步成熟, 倉儲管理在流程中的整合作用也將越來越明顯, 傳統(tǒng)倉庫亦將向配送中心靠攏 [2]。1.3 主要研究內(nèi)容本文主要圍繞倉儲管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，此過程設(shè)計(jì)包含了數(shù)據(jù)庫的選取及使用，3交互界面的繪制、微型電子鎖的控制等多個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容，其主要完成以下設(shè)計(jì)內(nèi)容：1.查閱國內(nèi)外倉儲管理系統(tǒng)的文獻(xiàn)與資料，掌握國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及常用的技術(shù)手段。2.掌握倉儲管理系統(tǒng)常用的技術(shù)框架，掌握其實(shí)現(xiàn)的基本邏輯關(guān)系，并學(xué)習(xí)其基本技術(shù)手段。3.擬定小型倉儲管理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。 4.對管理系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，包括:數(shù)據(jù)庫表，人機(jī)交互界面，后臺程序編寫等。5.對系統(tǒng)硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括:元器件柜鎖的改裝，微型電子鎖驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)等，并制作相關(guān)的 PCB 板。6.將倉儲管理系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行聯(lián)調(diào)，進(jìn)行綜合調(diào)試。1.4 本章小結(jié)本章首先介紹了所選課題的目的和意義，概括出倉儲管理系統(tǒng)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢，從而明確了設(shè)計(jì)的主要研究方向。452 管理系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1 任務(wù)要求倉儲系統(tǒng)含有如下部分。存放使用帶有柜門的抽屜式元件柜，元器件的柜門使用微型電子鎖，電子鎖通過藍(lán)牙模組連接到控制嵌入式平板電腦，該平板電腦通過 WIFI 接入校園網(wǎng)中，同時(shí)配備一把掃碼槍連接到平板電腦上，連接關(guān)系如圖 2.1 所示。智 能 電 子 鎖嵌 入 式 平 板 電 腦元 器 件 柜藍(lán) 牙 連 接掃 碼 槍W(xué)IFI接 入 校 園 網(wǎng)圖 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖開發(fā)一套專用軟件系統(tǒng)一套，需要實(shí)現(xiàn)如下功能：提供不低于兩種登錄方式，建議使用用戶名+密碼、人臉識別登錄。提供兩種取元件方式，臨時(shí)提取元件、通過使用機(jī)電工程創(chuàng)新研發(fā)中心系統(tǒng)上提交訂單，生成相應(yīng)的條形碼，通過掃描條形碼，提取元件。系統(tǒng)應(yīng)提供元件入庫時(shí)的操作入口，僅供系統(tǒng)管理人員使用。2.2 總體方案設(shè)計(jì)本課題所設(shè)計(jì)的小型倉儲管理機(jī)電系統(tǒng)主要分為軟件設(shè)計(jì)部分與硬件設(shè)計(jì)部分，其中軟件部分主要包括數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)等，硬件部分主要包括元器件鎖的改裝、監(jiān)控?cái)z像頭、微型電子鎖控制部分等如圖 2.2 所示。6小 型 倉 儲 管 理機(jī) 電 系 統(tǒng)硬 件 設(shè) 計(jì)軟 件 設(shè) 計(jì)數(shù) 據(jù) 庫 設(shè) 計(jì) 人 機(jī) 交 互 界 面設(shè) 計(jì) 元 器 件 柜 鎖 改裝 掃 碼 槍 微 型 電 子 鎖 控制 部 分圖 2.2 管理系統(tǒng)總覽圖2.2.1 架構(gòu)設(shè)計(jì)常見的軟件架構(gòu)有 B/S 架構(gòu)與 C/S 架構(gòu)，B/S 是根據(jù)瀏覽器功能，貼心設(shè)計(jì)的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，將系統(tǒng)的核心功能集中起來，由服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一管理，用戶通過 Web 瀏覽器對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)操作。C/S 主要分為服務(wù)器與客戶端，分為服務(wù)器端與客戶端，其中服務(wù)器主要用來搭建數(shù)據(jù)庫，提供數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)及系統(tǒng)維護(hù)和并發(fā)控制等功能。客戶端主要安裝運(yùn)行用戶的程序。圖 2.1 將 B/S 架構(gòu)與 C/S 架構(gòu)進(jìn)行對比。表 2.1 B/S 架構(gòu)與 C/S 架構(gòu)對比圖B/S 架構(gòu) C/S 架構(gòu)需要安裝瀏覽器 需要安裝客戶端響應(yīng)速度比較慢 響應(yīng)速度快共享性比較強(qiáng)，放在廣域網(wǎng)中 共享性較差，通常用于局域網(wǎng)中多面向不可知的用戶群 面對的用戶群比較固定安全控制能力較差 安全控制能力較強(qiáng)服務(wù)器負(fù)載較重 服務(wù)器負(fù)載較輕本設(shè)計(jì)擬采用 C/S 兩層架構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖 2.3 所示7服 務(wù) 器客 戶 端 客 戶 端 客 戶 端客 戶 端客 戶 端 ……圖 2.3 CS 兩層結(jié)構(gòu)2.2.2 功能模塊設(shè)計(jì)倉儲管理系統(tǒng)主要分為兩大主要部分，一個(gè)是用戶可以使用賬戶和密碼進(jìn)行系統(tǒng)登錄，另一部分主要包含產(chǎn)品的出庫、入庫、查詢等功能。（1）用戶登錄。登錄部分為系統(tǒng)最基礎(chǔ)的部分，通過用戶登錄，用戶進(jìn)入系統(tǒng)可以進(jìn)行相關(guān)操作。（2）入庫管理。入庫管理功能是為系統(tǒng)管理員設(shè)計(jì)的功能，系統(tǒng)管理員通過此模塊，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的采集入庫操作。（3）出庫管理。當(dāng)用戶需要使用產(chǎn)品時(shí)，通過此模塊實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品出庫使用。（4）庫存查詢。用來對產(chǎn)品的詳細(xì)信息進(jìn)行查詢，包括元器件和設(shè)備的型號、庫存等。2.4 本章小結(jié)本章詳細(xì)的描述了倉儲管理系統(tǒng)的任務(wù)和總體方案，詳細(xì)的介紹了整個(gè)系統(tǒng)的整體架構(gòu)，以及設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的功能模塊，為之后的詳細(xì)設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)。893 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)在完成了整個(gè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案后，應(yīng)該對整個(gè)倉儲管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)源，在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中，應(yīng)對用戶信息、產(chǎn)品信息及相關(guān)操作的信息進(jìn)行合理設(shè)計(jì)存儲，盡量減少數(shù)據(jù)冗余，同時(shí)應(yīng)減少服務(wù)器的負(fù)載。3.1 數(shù)據(jù)庫的基本概念及 SQL 語言介紹3.1.1 數(shù)據(jù)庫介紹數(shù)據(jù)庫是按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織、存儲和管理數(shù)據(jù)的倉庫。數(shù)據(jù)庫按照一定的數(shù)據(jù)模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的組織、描述和存儲。數(shù)據(jù)庫按照負(fù)載量的大小可分為小型數(shù)據(jù)庫、中型數(shù)據(jù)庫、大型數(shù)據(jù)庫；按照連接關(guān)系可分為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫與非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，其中常見 MySQL 數(shù)據(jù)庫、SQL Server 數(shù)據(jù)庫、Oracle數(shù)據(jù)庫都屬于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)具有持久性、獨(dú)立性、共享性。多個(gè)用戶能夠連接同一數(shù)據(jù)庫，訪問其存儲的數(shù)據(jù)。多個(gè)用戶之間可以有自己獨(dú)立的程序與算法，能夠滿足不同用戶對同一數(shù)據(jù)庫的訪問，同時(shí)也能夠滿足各個(gè)用戶間通信的要求。數(shù)據(jù)庫中含有豐富的數(shù)據(jù)庫對象，其中常見的有表、視圖、存儲過程、觸發(fā)器等，下面介紹一下這些常見的數(shù)據(jù)庫對象：(1)數(shù)據(jù)庫表：與常見的 Excel 表格比較相似，數(shù)據(jù)庫表中將每一列稱之為一個(gè)字段，每個(gè)字段的名稱稱為字段名，通常將一行稱為一條記錄，每張表格中通常都會(huì)選擇一個(gè)字段(字段中的數(shù)據(jù)具有唯一性)作為主鍵，需要與其他表連接時(shí)，可設(shè)置外鍵，可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)合查詢等功能，屬于數(shù)據(jù)庫中最重要的組成。(2)視圖：視圖是一種特殊的數(shù)據(jù)庫表，借助于真實(shí)存在的數(shù)據(jù)庫表而存在，是一種虛擬的表，用戶可以通過創(chuàng)建視圖，獲取自己想要的字段。(3) 存儲過程：通常情況下為 SQL 語句的結(jié)果集，存儲過程能夠長久的保存在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)再次使用時(shí)，只需要執(zhí)行即可。(4) 觸發(fā)器：觸發(fā)器是一種非常特殊的存儲過程，但不需要專門執(zhí)行。當(dāng)你設(shè)置好某種事件后，當(dāng)事件執(zhí)行則觸發(fā)器被觸發(fā)，通過約束，能夠保證數(shù)據(jù)的完整性3.1.2 SQL 語言的介紹SQL 語言是一種數(shù)據(jù)庫流行語言，由數(shù)據(jù)查詢語言（DQL） 、數(shù)據(jù)操作語言（DML） 、事務(wù)處理語言（TPL） 、數(shù)據(jù)控制語言（DCL） 、數(shù)據(jù)定義語言10（DDL ）六大部分組成。能夠在 MySQL、SQL Server 等各種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的添加、刪除、修改、查詢等功能。SQL 語言的使用方法靈活多樣，除了大家熟悉的直接在數(shù)據(jù)庫交互界面上使用之外，也能夠嵌入在C、C++、C#、Python 等語言中使用。3.1.3 數(shù)據(jù)庫的選取及相關(guān)介紹本次設(shè)計(jì)采用了市場上比較常用的 SQL Server 2012 數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫是由Microsoft 公司推出的一款關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，屬于一種中型數(shù)據(jù)庫，支持C、C++、PHP、Python、JAVA 多種語言的操作，2017 年中旬，SQL Server 也正式發(fā)布 Linux 版本，支持了多平臺操作，SQL Server 也擁有多種版本，其具有操作便捷、可延展性好、安全性好等優(yōu)點(diǎn)。圖 3.1 為 SQL Server2012 界面圖。圖 3.1 SQLServer 2012 界面3.2 數(shù)據(jù)庫需求分析設(shè)計(jì)3.2.1 數(shù)據(jù)庫 E-R 圖設(shè)計(jì) 倉儲管理數(shù)據(jù)庫模塊設(shè)計(jì)主要由用戶登錄模塊、庫存管理、入庫管理、出庫管理模塊構(gòu)成；根據(jù)各個(gè)模塊設(shè)計(jì)出以下數(shù)據(jù)模型：（1）登錄模塊主要分為兩部分，所有成員表與用戶登錄表，所有成員表包括實(shí)驗(yàn)室老師、在校學(xué)生和已畢業(yè)學(xué)生的詳細(xì)信息，包括編號、姓名、性別、年級、管理職位、電話、身份（老師、學(xué)生和其他） 、QQ、狀態(tài)（畢業(yè)、在校和其他） 、登錄賬號，如圖 3.2 所示；用戶登錄表主要記錄用戶登錄時(shí)所需的賬號、密碼、使用設(shè)備權(quán)限以及管理權(quán)限，其關(guān)系圖如 3.3 所示。11所 有 成 員 表性 別姓 名編 號年 級管 理 職 位身 份 電 話qq登 錄 賬 號狀 態(tài)圖 3.2 所有成員表 E-R 圖用 戶 賬 號密 碼用 戶 編 號使 用 設(shè) 備 權(quán)限管 理 員 權(quán) 限狀 態(tài)用 戶 登 錄 表圖 3.3 用戶登錄表 E-R 圖（2）產(chǎn)品基本信息模塊主要包含三個(gè)基本表，元器件表、品牌表、元器件類別表。元器件表主要描述元器件的基本信息，包含元器件編號、父類編號、子類編號、名稱、規(guī)格、封裝、剩余數(shù)量、使用數(shù)量、庫位、品牌編號共 10 個(gè)字段。如圖 3.4 所示；品牌表，包括品牌編號、中文名稱、英文縮寫、品牌級別、品牌描述、品牌官網(wǎng)，6 個(gè)字段，如圖 3.5 所示；元器件類別表包含父類編號、子類編號、分類名稱、子類名稱共 4 個(gè)字段，用于對元器件進(jìn)行分類，如圖 3.6所示。12元 器 件 編 號 父 類 編 號封 裝品 牌 編 號庫 位使 用 數(shù) 量元 器 件 名 稱規(guī) 格剩 余 數(shù) 量子 類 編 號元 器 件 表圖 3.4 元器件表 E-R 圖品 牌 編 號品 牌 名 稱品 牌 簡 稱品 牌 描 述官 網(wǎng) 地 址品 牌 級 別品 牌 表圖 3.5 品牌表 E-R 圖元 器 件 類 別 表父 類 編 號 子 類 編 號 父 類 名 稱 子 類 名 稱圖 3.6 元器件類別表 E-R 圖（3）入庫模塊主要記錄系統(tǒng)管理人員采購信息，主要包含入庫時(shí)間、管理賬號、元器件編號、入庫數(shù)量等信息，其關(guān)系圖如圖 3.7 所示。13元 器 件 入 庫 表入 庫 時(shí) 間 管 理 賬 號 元 器 件 編 號 入 庫 數(shù) 量圖 3.7 元器件入庫表 E-R 圖（4）出庫模塊產(chǎn)品出庫模塊主要包含元器件出庫表與元器件出庫詳細(xì)表兩部分。元器件出庫表包含出庫編號、時(shí)間、使用賬戶、用途、出庫密文 5 個(gè)字段，如圖 3.8所示；元器件使用詳情表主要包含出庫編號、元器件編號、出庫時(shí)間、出庫數(shù)量、狀態(tài)，其關(guān)系圖如圖 3.9 所示。出 庫 編 號出 庫 時(shí) 間使 用 賬 戶用 途出 庫 密 文元 器 件 出 庫 表圖 3.8 元器件出庫表 E-R 圖出 庫 編 號元 器 件 編 號完 成 時(shí) 間出 庫 數(shù) 量狀 態(tài)元 器 件 出 庫 詳 情表圖 3.9 元器件出庫詳情表 E-R 圖143.3 數(shù)據(jù)庫表的設(shè)計(jì)3.3.1 常用數(shù)據(jù)類型介紹SQL Server 數(shù)據(jù)庫為用戶提供了非常多的數(shù)據(jù)類型，這些數(shù)據(jù)類型構(gòu)建出了表的基本結(jié)構(gòu)類型，記錄了數(shù)據(jù)存儲的形式以及所占內(nèi)存的大小，整數(shù)數(shù)據(jù)類型、浮點(diǎn)數(shù)據(jù)類型、時(shí)間類型、字符類型等，下面介紹一下常用到的數(shù)據(jù)類型：表 3.1 常用數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型 描述Bit 數(shù)值類型，只能存儲 0、1，通常用來表示只有兩種狀態(tài)的情況Tinyint 數(shù)值類型，能夠存儲 0 到 255 之間的數(shù)據(jù)Int 數(shù)值類型，能夠存儲-2 31 到 231 之間的數(shù)據(jù)Char 字符類型，固定長度，存儲 ASCII 字符Nchar 字符類型，固定長度，存儲 Unicode 字符Varchar 字符類型，可變長度，存儲 ASCII 字符Nvarchar 字符類型，可變長度，存儲 Unicode 字符Datetime 時(shí)間類型，存儲范圍為 1753 年 1 月 1 日 00:00:00至 9999 年 12 月 31 日 23:59:59.9973.3.2 數(shù)據(jù)庫總體關(guān)系圖根據(jù)已經(jīng)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)模型建立數(shù)據(jù)庫總體關(guān)系連接，確定各數(shù)據(jù)庫表之間的連接關(guān)系，通過建立關(guān)系圖，能夠清楚理解各個(gè)表的連接關(guān)系，能夠?yàn)楹竺鏀?shù)據(jù)庫表建立以及數(shù)據(jù)表之間聯(lián)合查詢奠定基礎(chǔ)。MemberMember_IDMember_NameMerber_SexMember_GradeMember_JobMember_PhoneMember_IdentityMember_QQMember_stateUserNameUserUserNamePasswordTrueNameUseEquipmentManEquipmentCommponmentCom_IDCom_ParentNumberCom_ChildNumberCom_NameCom_VersionCom_PackageCom_RestNumberCom_UsedNumberCom_UnitCom_LocationCom_BrandCom_ManuModelComponentApplyListComAL_IDComAL_TimeComAL_UserComAL_PurposeComAL_KeyComponentClassComA_ComIDComParentClassNumberComParantClassNameComChildClassNumberComChildClassNameComponentAppleDetailsComAD_ComALIDComAD_ComIDComAD_ComNumComAD_StateComAD_FinishTimeBrandBrand_IDBrand_NameBrand_AbbrBrand_LevelBrand_IntroductBrand_WebsiteComponentChangeComch_ComIDComCh_DateComCh_UserComCh_ActionComCh_Number圖 3.10 數(shù)據(jù)庫總體關(guān)系圖153.3.3 據(jù)庫表的設(shè)計(jì)表 3.2 所有成員表數(shù)據(jù)庫表名 Member字段中文名 字段英文名 數(shù)據(jù)類型 空值編號 Member_ID Nvarchar(50) Not成員姓名 Member_Name Nvarchar(50) Not性別 Member_Sex Nvarchar(50) Not等級 Member_Grade Nvarchar(50) Not管理職位 Member_Job Nvarchar(50)電話 Member_ Phone Nvarchar(50) Not身份 Member_Identity Nvarchar(50)Qq Member_QQ Nvarchar(50)狀態(tài) Member_state Nvarchar(50) Not賬號 User_name Nvarchar(50)表 3.3 用戶登錄表數(shù)據(jù)庫表名 User字段中文名 字段英文名 數(shù)據(jù)類型 空值用戶名 UserName Nvarchar(50) Not密碼 Password Nvarchar(50) Not真實(shí)姓名 TrueName Nvarchar(50) Not使用設(shè)備權(quán)限 UseEquipment Bit Not管理員權(quán)限 ManEquipment Bit Not表 3.4 元器件表數(shù)據(jù)庫表名 Component字段中文名 字段英文名 數(shù)據(jù)類型 空值元件編號 Com_ID Nvarchar(8) Not元器件父類編號 Com_ParentNumber Tinyint Not元器件子類編號 Com_ChildNumber Tinyint Not元器件名稱 Com_Name Nvarchar(50) Not元器件型號 Com_Version Nvarchar(50)元器件封裝 Com_Package Nvarchar(30)16續(xù)表 3.4 元器件表余量 Com_RestNumber Int Not使用量 Com_UsedNumber Int Not品牌編號 Com_BrandID Nvarchar(50)表 3.5 品牌表數(shù)據(jù)庫表名 Brand字段中文名 字段英文名 數(shù)據(jù)類型 空值品牌編號 Brand_ID Nvarchar(50) Not品牌名稱 Brand_Name Nvarchar(50) Not品牌簡稱 Brand_Abbr Nvarchar(50) Not品牌級別 Brand_Level Nvarchar(50) Not品牌描述 Brand_Introduct Nvarchar(Max)官網(wǎng)地址 Brand_Website Nvarchar(50)表 3.6 元器件類別表數(shù)據(jù)庫表名 ComponentClass字段中文名 字段英文名 數(shù)據(jù)類型 空值父類編號 ComParentClassNumber Tinyint Not父類名稱 ComParentClassName Nvarchar(50) Not子類編號 ComChildClassNumber Tinyint Not子類名稱 ComChildClassName Bit Not圖 3.7 元器件入庫表數(shù)據(jù)庫表名 ComponentChange字段中文名 字段英文名 數(shù)據(jù)類型 空值時(shí)間 ComCh_Date Nvarchar(50) Not賬號 ComCh_User Nvarchar(50) Not元器件編號 ComCh_ComID Nvarchar(50) Not元器件狀態(tài) ComCh_Action Bit Not數(shù)量 ComCh_Number Bit Not表 3.8 元器件出庫表數(shù)據(jù)庫表名 ComponentAppleList字段中文名 字段英文名 數(shù)據(jù)類型 空值出庫編號 ComAL_ID Nvarchar(50) Not出庫時(shí)間 ComAL_Time Datetime Not真實(shí)姓名 ComAL_User Nvarchar(50) Not17續(xù)表 3.8 元器件出庫表用途 ComAL_Purpose Nvarchar(50) Not密匙 ComAL_Key Nvarchar(50) Not表 3.9 元器件出庫詳情表數(shù)據(jù)庫表名 ComponentAppleDetail字段中文名 字段英文名 數(shù)據(jù)類型 空值出庫編號 ComAD_ComALID Nvarchar(50) Not元器件編號 ComAD_ComID Nvarchat(50) Not元器件數(shù)量 ComAD_ComNum Int Not狀態(tài) ComAD_State Nvarchar(255)出庫完成時(shí)間 ComAD_FinishTimeDateTime Not3.4 本章小結(jié)本章開始介紹了數(shù)據(jù)庫的相關(guān)概念，明確了數(shù)據(jù)庫功能。通過任務(wù)要求及學(xué)習(xí)到數(shù)據(jù)庫知識建立模型及連接關(guān)系，最后創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫表，為后面的設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)來源。18194.小型倉儲管理系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)完成了倉儲管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)后，需要對元器件柜、微型電子鎖、掃碼槍、電源芯片等進(jìn)行選型，確保所有硬件符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)需要對電子鎖驅(qū)動(dòng)電路、電源電路等所使用的電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，并制作 PCB 板。4.1 硬件元件的性能介紹4.1.1 微型電子鎖微型電子鎖采用規(guī)格為 0840-24V 型號微型電子鎖，能夠?qū)崿F(xiàn)瞬間通電，體積小、耗電省，反應(yīng)靈敏，鎖身含有 4 個(gè) 2mm 的螺栓孔，使其便于安裝。其利用電生磁的原理，當(dāng)電子鎖通過連接電源時(shí)，線圈通電，鐵芯以及周圍的銜鐵被磁化，形成了兩塊極性相反的鐵，它們彼此之間產(chǎn)生電磁吸力，當(dāng)電磁吸力大于彈簧的反作用力的時(shí)候，鎖舌縮進(jìn)，柜門打開，當(dāng)開關(guān)未接通電源時(shí)，線圈沒有電流通過，此時(shí)只有彈簧的作用力，鎖舌靠內(nèi)部的彈簧伸出來，柜門上鎖。其實(shí)物如圖 4.1 所示，其參數(shù)如表 4.1 所示：表 4.1 微型電子鎖參數(shù)圖規(guī)格型號 電壓 電流 行程 開鎖力0804-24V 24V 1A 10MM 3N圖 4.1 微型電子鎖實(shí)物圖4.1.2 掃碼槍本設(shè)計(jì)采用得力公司生產(chǎn)的手持式 18442 一維條形碼掃碼槍，該掃碼槍工作原理為利用光學(xué)原理，將檢測到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，再通過 AD 轉(zhuǎn)換器將電信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳送到電腦中進(jìn)行處理。該掃碼槍采用高回彈按鍵、20可拆卸電纜線-USB 設(shè)計(jì)，具有體積小，重量輕，反應(yīng)靈敏等特點(diǎn)。其實(shí)物如圖4.2 所示。圖 4.2 得力 18442 掃碼槍4.2 控制系統(tǒng)硬件解決方案該控制器主要由信號傳輸部分、控制部分、驅(qū)動(dòng)部分組成，信號傳輸部分由掃碼槍掃描條形碼，將信號傳輸至嵌入式平板電腦中，嵌入式平板電腦通過校園 WIFI 與藍(lán)牙進(jìn)行連接，藍(lán)牙模塊將信號傳輸至控制部分?？刂撇糠钟蒑CU 作為主要控制部分，MCU 收到信號后，按照不同的信號值，將其轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出到相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路中，MCU 將信號傳輸?shù)津?qū)動(dòng)部分后，控制繼電器通斷，控制微型電子鎖的開關(guān)。4.2.1 控制部分硬件結(jié)構(gòu)MCU掃 碼 槍倉 儲 管 理 軟件 系 統(tǒng) 藍(lán) 牙 模 塊電