【正文】 (pluse1_count3000) ICR1=0x0083。 //PORTCamp。=~0x02。// pluse2_count++。 OCR1B=0。 Get_flag=0。39。39。39。 sFileSpec) 39。 K 49 sDir = Dir Loop 39。存放子目錄名稱(chēng) Dim Index As Long Dim num1 As Integer Dim num2 As Integer If Right(sPath, 1) \ Then sPath = sPath amp。39。39。39。 pluse1_count=0。=~0x01。 } }// end else if(step_flag==1) else if (Step==4){ //wait Step=5。 pluse1_count=0。 46 OCR1B=0。//2020 else if(pluse1_count2200) ICR1=0x00B8。 } } //////////////////////////// TCCR1B = 0x12。//初始化脈沖計(jì)數(shù)為 0 Step=1。 else if(address=51) pluse1=(2820+18*(address25)/10)*address。 43 其次，感謝華南理工大學(xué)的陳欽昌老師，田聯(lián)房老師，王孝洪老師，何建雄學(xué)長(zhǎng)，楊躍學(xué)長(zhǎng)，鐘春波學(xué)長(zhǎng)、王磊學(xué)長(zhǎng)，陳派林學(xué)長(zhǎng)，他們都給予了我無(wú)私的幫助和指導(dǎo)，使我增長(zhǎng)了許多工程專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)。裝置經(jīng)進(jìn)一步改進(jìn)后，將申報(bào)相關(guān)的專(zhuān)利。該設(shè)計(jì)思路的提出是為了幫助人們對(duì)光碟進(jìn)行隨意存放和自動(dòng)查找，減輕人們管理光碟的負(fù)擔(dān)，本項(xiàng)目目前雖然提交的 僅是單元柜系統(tǒng) ,但 完善 后，可以應(yīng)用于圖書(shū)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 。 圖 測(cè)試中的光盤(pán)保鏢 在實(shí)現(xiàn)了光盤(pán)信息的保存后，另外一個(gè)難題就是如何利用所保存的信息復(fù)現(xiàn)光盤(pán)的目錄結(jié)構(gòu)。這樣可以防止用戶(hù)使用沒(méi)經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)的光盤(pán)。 2） 電路設(shè)計(jì) 方面 的改進(jìn) 在單層樣機(jī)中，光電檢測(cè)電路和指示燈是做在同一個(gè)電路板上的，加 上必要的芯片，這個(gè)電路板占的面積比較大，降低了空間使用效率。 1） 機(jī)械結(jié)構(gòu) 方面 的改進(jìn) 在單層光碟存取裝置成功設(shè)計(jì)出來(lái)的基礎(chǔ)上，我設(shè)計(jì)出了 兩 層的光碟存取裝置。 實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)以上算法優(yōu)化，可以準(zhǔn)確尋找最短路徑，并顯著提高路徑的搜索效率。得到路徑為（ A,B,C,F,L）其路徑總長(zhǎng)度為 15，比當(dāng)前 *_best l 要少，于是令 *_best l =15，當(dāng)前的比較值 * min_best l l? 變?yōu)?12。1 ()ji li??為當(dāng)前正在搜索的路徑總長(zhǎng)度。把它作為目前的剪枝標(biāo)準(zhǔn)值，在接下來(lái)的回溯搜索過(guò)程中，只要發(fā)現(xiàn)當(dāng)前分支的總路程大于 18，就可以停止對(duì)其子結(jié)點(diǎn)的搜索了。 5） 算法的改進(jìn) 從以上可以看到，回溯法搜索過(guò)程中，需要對(duì)整個(gè)解空間進(jìn)行搜索，而在實(shí)際中，往往有些結(jié)點(diǎn)顯然不能生成最優(yōu)解，所以可以采用有效的策略避免無(wú)效搜索，提高回溯法的搜索效率。從葉結(jié)點(diǎn) L 返回至最近活動(dòng)結(jié)點(diǎn) F 處。這個(gè)開(kāi)始結(jié)點(diǎn)成為活結(jié)點(diǎn)，同時(shí)成為當(dāng)前的擴(kuò)展結(jié)點(diǎn)。 29 3） 問(wèn)題的解空間 用回溯法解問(wèn)題時(shí)，應(yīng)該明確定義問(wèn)題的解空間。這里 采用回溯法來(lái)實(shí)現(xiàn)。在本 算法中， 定義光盤(pán)之間的距離為 28 1 2 1 2L | | | |x x y y? ? ? ?,其中 ( , )iixy 是以裝置一個(gè)端點(diǎn)為原點(diǎn)時(shí)，第 i 個(gè)光盤(pán)的坐標(biāo)，由于實(shí)際中不可能測(cè)量每 個(gè)光盤(pán)到原點(diǎn)的位置，我們利用光盤(pán)存放的位置信息作為坐標(biāo)。書(shū)本讓我理解了什么叫做樹(shù)，什么是圖，如何對(duì)樹(shù)進(jìn)行遍歷，如何尋找最小生成樹(shù)等。若使用者 一次 要取的盤(pán)很多 時(shí) ，這樣的操作 就 很浪費(fèi)時(shí)間。 原來(lái)的 K 在同一段范圍內(nèi)是不變的，現(xiàn)在我把它改為一個(gè)動(dòng)態(tài)值， 定義脈沖計(jì)算公式為 *( ( ))iiP k k x x x? ? ? ?，其中 x 為需要取的光盤(pán)位置， 24 ix 為目標(biāo)光盤(pán)所在分段區(qū)域的起點(diǎn)坐標(biāo)， ik 為它的斜率，定義為 iiyi xk? ， *k 為當(dāng)前分段中斜率的變化率，其定義為 11* iikkxxk ?????， 1,iixx? 為對(duì)應(yīng)分段起始和結(jié)束端點(diǎn)坐標(biāo)， 1,iikk? 為他們對(duì)應(yīng)的斜率。這種方法計(jì)算脈沖的表達(dá)式為 1 ()i i iP P K x x?? ? ? ?，其中， iP 是當(dāng)前需要取的光盤(pán)所在分段區(qū)域中起點(diǎn)位置所對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)， ix 是其坐標(biāo)位置。 0l 為絲桿每一圈的前進(jìn)距離，因?yàn)槲覀兠恳蝗π枰?200 個(gè)脈沖，那么， 0/200l 就是每個(gè)脈沖前進(jìn)的距離。利用它可以很方便地對(duì)串口發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，這樣就可以在沒(méi)有與單片機(jī)控制系統(tǒng)連接下也可以對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)節(jié)。 整個(gè) 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下： 圖 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 設(shè)置 控制 命令格式 PC 作為整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，在設(shè)計(jì)中要解決的一個(gè)重點(diǎn)是如何利用軟件控制整套系統(tǒng) 。所以我采 用了第三種方案。 按照設(shè)計(jì) 和加工 的樣式， 模型由三部分組成，第一部分是光盤(pán)存放架 子，光盤(pán)可以豎著放到架子上；第二部分是絲桿和螺母組成的運(yùn)動(dòng)部分，一個(gè)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)著絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)而讓另外一個(gè)步進(jìn)電機(jī)橫向移動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定位置時(shí)，另外一個(gè)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)作，帶動(dòng)一個(gè)撥盤(pán)把光盤(pán)從架子上推出來(lái)。最后發(fā)現(xiàn)原來(lái)是有一條線沒(méi)有連接好。焊接電路真是一個(gè)細(xì)致活，小何哥哥說(shuō)假如某個(gè)地方短路就很容易把芯片給燒了。他 建議我用 AVR 的單片機(jī)來(lái)做，因?yàn)檫@款單片機(jī)入門(mén)資料比較多，而且價(jià)格便宜，使用方便 ，而且他對(duì)AVR比較了解。我設(shè)想中是利用電腦直接控制電機(jī)和接受信號(hào)就可以了。 圖 新光碟信息輸入窗口 第二種途徑是用戶(hù)自己在對(duì)應(yīng)分類(lèi)的圖書(shū)列表中直接按添加按鈕添加新的信息。 具體實(shí)現(xiàn)效果如下： 圖 分類(lèi) 對(duì)于選定的分類(lèi)，可以按需要隨時(shí)添加、修改、刪除下一層節(jié)點(diǎn)。這樣一步一步地嘗試，我現(xiàn)在是在整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中建立了幾張數(shù)據(jù)表，分別是光盤(pán)基本信息表，光盤(pán)分類(lèi)表，用戶(hù)資料表，光盤(pán)動(dòng)態(tài)信息表等。通過(guò)這個(gè)練習(xí)，我對(duì)自己需要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)有了更多的了解，我知道 該 如何下手了。 圖 練習(xí) 建立的圖書(shū)信息表 10 由于系統(tǒng)中需要利用 VB對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作，從資料上我知道， VB通過(guò) ADO可以方便對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作的。還有就是數(shù)據(jù)的類(lèi)型也要特別注意，因?yàn)槔?TEXT 控件來(lái)顯示數(shù)據(jù)和結(jié)果，他需要的是字符型的數(shù)據(jù)，而在運(yùn)算過(guò)程中，利用的是數(shù)字型的數(shù)據(jù)，這樣在不同的地方就要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換。雙步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)負(fù)責(zé)軸向運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)負(fù)責(zé)推出光碟。依照原來(lái)的設(shè)想，光電檢測(cè)管是按“一”字型排列的。無(wú)奈之下，只能放棄了這個(gè)很好的方案。所以為了接通這十 六 個(gè)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)組成的電路，整整花了我一天的時(shí)間。整個(gè)方案反反復(fù)復(fù)修改了幾次，是本探究學(xué)習(xí)的主要難點(diǎn) 和重點(diǎn) 之一。支持我以此為目標(biāo)，為最后 形成實(shí)際應(yīng)用 產(chǎn)品 而努力。 光碟隨機(jī)存儲(chǔ)功能 光碟存放時(shí)不需按分類(lèi)和編號(hào) 進(jìn)行 對(duì)號(hào) 入座和 固 定存放，哪里有空位就哪里存放 。這樣的裝置研究出來(lái)，將對(duì)許多需要物品 存儲(chǔ) 管理的場(chǎng)合和單位非常有 用。 本系統(tǒng)具有一次取多盤(pán) 路徑優(yōu)化 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(lái)提高搜索效率，并對(duì) 2 分界比較值進(jìn)一步優(yōu)化，使系統(tǒng)的取盤(pán)效率大大提高 ?；谟?jì)算機(jī)控制的光碟智能存取裝置研制 基于計(jì)算機(jī)控制的光碟智能存取裝置研制 目 錄 一、項(xiàng)目簡(jiǎn)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(guò)程 ........................................................ 2 ................................................................... 2 ....................................................................... 4 ........................................................................... 5 .................................................... 8 ............................................................. 17 優(yōu)化與創(chuàng)新應(yīng)用 .......................................... 26 ............................................................. 33 ......................................................................... 37 ................................................................................ 37 五、展望和應(yīng)用 ................................................... 41 六、感謝 ............................................................ 42 七、附件 ............................................................ 43 1 全國(guó) 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(jiǎn)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(kāi)發(fā)、 算法設(shè)計(jì)與控制為一體 的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 二、主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) 1) 取多盤(pán) 路徑尋優(yōu) 算法及 創(chuàng)新應(yīng)用 。這樣一個(gè)想法激發(fā)了我對(duì)這方面的探究興趣 。 圖 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。 經(jīng)過(guò)溝通， 老師對(duì)我 的研究方案提出了 兩 點(diǎn)意見(jiàn) 和 建議 ： 一 是方案 提出 “不需按分類(lèi)和固定位置存放” 解決光碟存放問(wèn)題符合當(dāng)前倉(cāng)庫(kù)管理理念 ，是 一種 新趨勢(shì) ， 方案可行，具有廣闊的應(yīng)用前景。 圖 經(jīng) 咨詢(xún) 討論 后 確定的試驗(yàn)樣機(jī)裝置圖 所擬的 技術(shù)路線圖如下 ： 5 設(shè)計(jì) 光電管 位置檢測(cè) 方案的選定 在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先應(yīng)解決的問(wèn)題是如何實(shí)現(xiàn)隨意存儲(chǔ) 功能 。 雖然電路很簡(jiǎn)單，元器件比較少，但是線路卻非常繁雜，檢查電路也成為了一件異常費(fèi)力的事情。但是由于電子市場(chǎng)根本沒(méi)有這樣的開(kāi)關(guān)賣(mài)，訂做會(huì)導(dǎo)致成本很高，而且可靠性不高。所以，我決定采用柵格結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗目臻g利用率是最高的。通過(guò)與那里師傅的交流，我獲益匪淺，最終采用了絲桿 +螺母結(jié)構(gòu)的雙步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 圖 我設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易計(jì)算器 9 不要以為設(shè)計(jì)計(jì)算器很簡(jiǎn)單，記得那時(shí)候我 花了 整整大半個(gè)月的時(shí)間，特別是某些細(xì)節(jié)的地方，例如在 VB 中的 TEXT 控件，顯示的是從左到 右的，但計(jì)算器是從右到左的，開(kāi)始時(shí)我也沒(méi)有注意，但和 Windows 上附件中自帶的做比較后，發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)在網(wǎng)上搜索，知道是需要修改控件的屬性。 根據(jù)老師給的資料，我 開(kāi)始按著提示，利用 Office 中自帶的 Access 數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，建立自己的數(shù)據(jù)庫(kù) 。我對(duì)著參考書(shū)一 個(gè) 一 個(gè) 語(yǔ)句看，一個(gè)部分一個(gè)部分地嘗試，用了整整一個(gè)多月 的時(shí)間，把書(shū)上例子中的主要功能都實(shí)現(xiàn)了?？墒请S著編程中發(fā)現(xiàn)，這樣的表設(shè)置不是很合理，例如光盤(pán)信息表中光盤(pán)存放位置等信息，這些信息是可以隨時(shí)更改的，而例如光盤(pán)名字，光盤(pán)備注等信息不是經(jīng)常要更新，這樣的信息應(yīng)該有所區(qū)別，還有 ， 就是光盤(pán)的分類(lèi)，應(yīng)該獨(dú)立來(lái)處理比較合理。 為了更好地顯示分類(lèi)效果，利用 VB 中的 TreView 控件，形成樹(shù)狀顯示結(jié)構(gòu)，這樣就能夠清楚地察看分類(lèi)情況。有兩種途徑， 第一是用戶(hù)直接在快速查找框中掃描輸入新的條形碼編號(hào)，軟件會(huì)自動(dòng)查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)中的 信息，當(dāng)發(fā)現(xiàn)為新的信息時(shí)會(huì)自動(dòng)調(diào)用添加信息窗體。 所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)界面如下圖所示： 17 (a) (b) 圖 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)界面