基于計(jì)算機(jī)控制的光碟智能存取裝置研制論文

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1、目錄一、項(xiàng)目簡介1二、主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)1三、研究背景、目的和意義2四、探究過程21.研究方案探究22.技術(shù)路線圖43.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)54.計(jì)算機(jī)管理功能的實(shí)現(xiàn)85.精確定位的實(shí)現(xiàn)176.路徑算法的優(yōu)化與創(chuàng)新應(yīng)用257.設(shè)備連接與調(diào)試338.智能應(yīng)用379.改進(jìn)37五、展望和應(yīng)用41六、感謝43七、附件4349全國青少年科技創(chuàng)新大賽基于計(jì)算機(jī)控制的光碟智能存取裝置----隨機(jī)存儲(chǔ)、自動(dòng)搜索與控制、路徑優(yōu)化算法的創(chuàng)新與應(yīng)用一、項(xiàng)目簡介本項(xiàng)目的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一種基于計(jì)算機(jī)控制的光碟智能存取裝置，是一個(gè)集計(jì)算機(jī)管理及軟件開發(fā)、算法設(shè)

2、計(jì)與控制為一體的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。完善后可以廣泛應(yīng)用于圖書館、檔案館、電視臺(tái)、廣播電臺(tái)、博物館、資料室等需要管理大宗信息和資料的單位。主要研究內(nèi)容包括：取多盤執(zhí)行機(jī)構(gòu)路徑優(yōu)化算法的研究與探討；執(zhí)行機(jī)構(gòu)精度控制算法的研究與軟件設(shè)計(jì)；光盤管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與程序開發(fā)；單片機(jī)控制及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；光盤位置檢測的實(shí)現(xiàn)；存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工；整機(jī)系統(tǒng)的試驗(yàn)研究與改進(jìn)等。系統(tǒng)裝置實(shí)現(xiàn)如下功能：光碟隨機(jī)存儲(chǔ)功能，光碟存放時(shí)不需要按分類和編號(hào)進(jìn)行對號(hào)入座和固定存放，即：哪里有空位就哪里存放；光碟自動(dòng)搜索與控制功能：按存放位置自動(dòng)更新、分

3、層分類，并按照關(guān)鍵字進(jìn)行自動(dòng)搜索的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對光碟基本信息的瀏覽、自動(dòng)搜索和查找功能。同時(shí)，光碟取出執(zhí)行機(jī)構(gòu)會(huì)按照搜索到的光碟位置信息，自動(dòng)彈出要查找的光碟；取多盤路徑優(yōu)化功能，執(zhí)行取多盤功能時(shí)，應(yīng)用與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信的單片機(jī)控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和執(zhí)行結(jié)構(gòu)，以路徑最短方式進(jìn)行路徑優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)多盤自動(dòng)彈出功能。稍做簡化可直接進(jìn)入家庭。系統(tǒng)裝置具有廣泛的應(yīng)用前景和市場推廣價(jià)值。二、主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)1)取多盤路徑尋優(yōu)算法及創(chuàng)新應(yīng)用。本系統(tǒng)具有一次取多盤路徑優(yōu)化49功能，采用了改進(jìn)的回溯尋優(yōu)法尋找最佳路徑，利用截枝分界法來

4、提高搜索效率，并對分界比較值進(jìn)一步優(yōu)化，使系統(tǒng)的取盤效率大大提高。2)在取盤機(jī)構(gòu)位置控制精度方面，本系統(tǒng)在普通分段線性化的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，對取盤機(jī)構(gòu)上的控制上采用了斜率分段線性化優(yōu)化算法，使取盤的位置精度得到保證。3）本系統(tǒng)裝置功能人性化，充分考慮實(shí)用性與應(yīng)用型，是集光、機(jī)、電、控制與信息為一體的綜合智能化計(jì)算機(jī)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)。三、研究背景、目的和意義隨著科學(xué)技術(shù)和文化事業(yè)的發(fā)展，光碟的數(shù)量是越來越多，而從林林總總的光碟中找到自己需要的光盤是一件費(fèi)時(shí)費(fèi)力的事情。有一天，我為了找老鷹樂隊(duì)的珍藏碟，我花了一個(gè)上午的時(shí)

5、間，將所有的碟翻了出來才找到。這不僅浪費(fèi)了我的時(shí)間，也破壞了我那天的好心情。當(dāng)時(shí)我就在想，是否可以有那么一個(gè)裝置，存儲(chǔ)物品的時(shí)候可以隨意放置，取出的時(shí)候裝置可以自動(dòng)找到物品并把物品自動(dòng)取出來。這樣一個(gè)想法激發(fā)了我對這方面的探究興趣。這樣的裝置研究出來，將對許多需要物品存儲(chǔ)管理的場合和單位非常有用。光碟是目前用途最廣、也是最可靠的信息載體，經(jīng)過調(diào)研，我發(fā)現(xiàn)圖書館，檔案館，電視臺(tái)，廣播電臺(tái)，博物館，資料室等這樣的一些單位，保存、管理和使用數(shù)量巨大的光碟，以此作為切入口，我選擇了以光碟自動(dòng)存取作為研究對象開始我的探究之

6、路。四、探究過程1.研究方案探究首先，這是一個(gè)自動(dòng)裝置，結(jié)構(gòu)方面應(yīng)該緊湊，要爭取在有限的空間內(nèi)存放盡可能多的光盤。根據(jù)觀察，發(fā)現(xiàn)檔案館里存放檔案的檔案柜的設(shè)計(jì)和放置十分合理，49一排排緊湊放置，每排僅留一個(gè)機(jī)動(dòng)的操作位，由于每個(gè)柜底下有導(dǎo)軌和滑輪，柜子可以依次移動(dòng)，當(dāng)取檔案時(shí)，把操作位調(diào)整到合適位置就可以進(jìn)行操作。同時(shí)，市面上有一種柵格一樣的結(jié)構(gòu)，可以裝幾十張去掉封套、僅保存光碟本身的光碟盒也是一種好的結(jié)構(gòu)。將這兩種結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，就是我設(shè)想中的智能光碟存取裝置結(jié)構(gòu)（如圖1.1）。其中，柵格為多層層疊式，每層兩組

7、，自動(dòng)取盤機(jī)構(gòu)設(shè)在中間，可以把選擇的光碟從兩邊彈出。圖1.1初步設(shè)想中的智能光碟存取裝置結(jié)構(gòu)其次，既然要實(shí)現(xiàn)智能功能，每個(gè)柜子應(yīng)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，本系統(tǒng)考慮用設(shè)有觸摸屏的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其智能功能。光碟隨機(jī)存儲(chǔ)功能--光碟存放時(shí)不需按分類和編號(hào)進(jìn)行對號(hào)入座和固定存放，哪里有空位就哪里存放。光碟自動(dòng)搜索與控制功能—方便光碟基本信息方便的瀏覽、搜索和查找。光碟自動(dòng)彈出功能--應(yīng)用控制電路驅(qū)動(dòng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)，將選擇的光碟自動(dòng)彈出?？紤]到每個(gè)柜中可以儲(chǔ)存的光碟容量很大（估計(jì)5000-8000個(gè)），單個(gè)光碟設(shè)計(jì)一個(gè)彈出機(jī)構(gòu)是

8、不現(xiàn)實(shí)的，可以考慮用計(jì)算機(jī)控制的X-Y滑塊方式來實(shí)現(xiàn)，我想這種方式用計(jì)算機(jī)來控制是應(yīng)該可以做到的。目前市面上那些光碟管理柜（裝置）多半是先人工分類編號(hào)，存放的時(shí)候一一對號(hào)入座，而且也少有自動(dòng)彈出機(jī)構(gòu)。我設(shè)計(jì)的這個(gè)智能光碟存取裝置不僅設(shè)有自動(dòng)彈出機(jī)構(gòu)，而且光碟實(shí)現(xiàn)可以隨意存放在任意的空閑位置上，裝置自動(dòng)識(shí)別出位置，并記錄起來以便以后自動(dòng)尋找，這一點(diǎn)，對圖書館，檔案館，電視臺(tái)