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1.1.2 研究的目的及意义
如今的许多工业化生产和大量的物流控制系统中都采用了自动化的搬运系统，使得工作效率得到了大幅度的提升，产生了高额的经济效益。立体型仓库就是自动化物流控制发展的一个非常好的产物[13]。立体型仓库是由高架系统、自动化的堆垛机和与之相配套的运输搬运系统构成，在国外已经被大量应用于现实生活中，而且还成为了一门专业的研究学科，得到了大力的发展和不断地完善。然而相比较国内这方面的研究就显得起步较晚，但是这些年也得到了广泛的重视和迅猛的发展。几百座大型自动化立体型仓库依然出现在了我国许多地方[11]。可是现在在市场上还很少见有一款结构相对简单、可靠性能高而且功能相对完善但是造价不高的实用小型智能化的搬运系统[16]。
下面我就来介绍一下此次设计的货物搬运系统，它是基于单片机设计的，主要利用了牵引绳这样的构架，采用空间的定点坐标来将需要被搬运的货物进行定位，同时采用上下位机这样的多级网络结构来进行控制管理。为了能够很好地将货物被搬运的路径进行优化，采用了直线插补算法，而且加入各种传感器的检测定位，保证了系统能够准确高效地运行。这样的一套系统具有很强的实用性，因为其小型性，性价比高，可靠性良好，所以可以应用在很多方面，比如图书馆的图书管理仓库和银行的保险箱的管理当中。
2 系统方案设计
2.1 设计主要功能
（1）主要采用了牵引绳拉动货物的架构，进行三文空间自动搬运货物的功能；
（2）采用上下位机网络控制系统的结构，提升了系统的工作性能；
（3）采用空间坐标来对被搬运货物的空间准确定位；
（4）编写算法来控制货物使其按最优最安全路径运动；
（5）货物的位置和状态都能被实时监测，保证系统运行的可靠性；
（6）输入坐标、屏幕显示信息和语音播报提示和报警等这样的实时人机交互功能。
2.2 系统的机械构成
此次基于单片机的运动控制系统包括用来吊装货物的绳索系统、支架结构以及各种传感器进行货物位置和绳索长度位置的检测和步进电机驱动系统等。系统主体把绞线盘、定滑轮、光电编码盘(用于测量绳子位置)、牵引绳、以及支架还有步进电机按如下工艺图所示进行组合安装来牵引搬运货物，在特定小型三文空间范围内可实现有一点到另一点之间的自动化搬运。在现实应用中，为了一步的简化系统的结构，提高实用性，我们还可以将这样的主体结构用一种固定支点的方法来代替，同时为了能够更好的提升空间的利用效率，也体现了系统的灵活性。此次我们设计一个10m*10m*10m的立体仓库模型，取1m*1m*1m为最小单位划分空间，就有1000个单元，按照从左往右，之下而上的规则一层一层的编号，即有1~1000个单元位号。假设被搬运货物体积小于最小单元，且可以被很合适的放入最小单元中