论文总字数：19439字

摘 要

随着科技的发展，人们对于存储与管理物品的需求日渐提高。虽然在物流等行业内，暂时性存储物品的储物箱已经得到广泛应用，但是适用于保存并管理特定贵重品的智能储物柜技术尚未成熟，为此，开发出一种具有身份检测、屏幕显示、触摸输入、单元称重、上传数据、保管物品功能的储物柜管理系统。该储物柜控制单元的硬件结构分为两部分：中心是以主控MCU为核心的控制部分，包含身份检测、屏幕显示、触摸输入、上传数据四个功能模块；前端是以箱控MCU为核心的应用端，包含单元称重与保管物品的功能模块；主控MCU与箱控MCU之间以总线通讯。根据功能要求，选择STM32单片机作为MCU，使用MFRC522与S50卡检测身份，依靠TFT-LCD电阻屏显示输出与触摸输入，搭建CAN总线通讯网络，采用HX711与压力传感器测量重量，通过USB串口将数据上传至数据库。

关键词：智慧储物箱 单元称重 多级权限 中心控制

Intelligent storage tank control unit

Abstract

With the development of science and technology, people's demand for managing storage is increasing. Although the storage which stores goods temporarily has been widely used in logistics and other industries, the technology of intelligent storage management suitable for saving and managing specific valuables has not matured yet. To this end, a storage management system which can identity detection, screen display, touch input, unit weighing, uploading data, and keeping items is designed. The hardware structure of the storage management control unit is divided into two parts: the center is the control layer with the main control MCU as the core, which includes four functional modules: identity detection, screen display, touch input and uploading data; the peripheral is a functional layer with storage control MCU as the core, including functional modules of unit weighing; main control MCU and the storage control MCU is communicated with the bus. According to the functional requirements, selecting STM32 as MCU, using MFRC522 and S50 card to detect the identity of the operator, using TFT-LCD screen to display and touch input, set up the CAN bus communication network, use HX711 and pressure sensor to measure the weight, and upload the data to the data base through the USB serial port.

Key words: intelligent storage box; unit weighing; multi-level authority; center control

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 功能与方案设计 1

1.1 概述 1

1.1.1选题背景和意义 1

1.1.2 储物柜发展现状和趋势 1

1.2 系统设计任务 2

1.3 系统功能实现 3

1.4 系统方案选择 3

第二章 系统硬件设计 5

2.1 系统硬件结构 5

2.2 处理器 6

2.3 称重模块 6

2.4 液晶显示模块 7

2.5 射频刷卡模块 10

2.6 总线通信部分 11

第三章 系统软件设计 13

3.1 总线通信设计 13

3.2 射频刷卡模块软件设计 16

3.3 称重模块软件设计 17

3.4 TFT-LCD彩屏软件设计 18

3.2.1 触摸输入 18

3.2.2 屏幕显示 18

3.5 主控MCU程序设计 19

3.6 箱控MCU程序设计 21

3.7串口通信 22

第四章 调试与测试 25

4.1 功能模块调试 25

4.1.1 称重模块调试 25

4.1.2 触屏与显示模块调试 25

4.1.3 射频刷卡模块调试 25

4.2 系统测试 25

第五章 总结与展望 29

附录 参考文献 31

第一章 功能与方案设计

1.1 概述

1.1.1选题背景和意义

随着科技的不断发展，对于物品存储与管理的智能系统的需求不断提升。学校图书馆的自助借还图书、信件自助提取、实验室药品、贵重品管理等都是其应用。智慧储物箱控制单元具有存储、保护和管理特定物品的基础功能，并具有单元化、可剪裁、适用面广、可扩展等优点。

单片机等微处理器的快速发展，给人们提供了很多的帮助，人们可以借用单片机的一些功能来处理一些生产中的问题。由于传感器的快速发展，人们，可以将传感器和单片机结合，制作出更加智能化的仪器。所以在这种趋势下可以利用单片机控制接收传感器的数据来实现智能化存储，便于管理。

1.1.2 储物柜发展现状和趋势

在过去，储物系统还停留在“存放物品-关门打印条形码-扫描条形码取件”的模式。近年来，随着科技的不断发展，各种储物控制系统也被不断的研发出来。

1. 储物系统发展现状

从功能上，储物系统可以分为两种。

其一，暂时性储物系统。在目前的储物箱控制系统中，应用最多发展最快的控制系统适用于暂时性存储物品。采用这种控制系统的储物箱内往往会在短时间内存放或取出多种多样的物品，储物箱开关频繁，使用箱子的客户流量很大，身份验证较为简易。例如物流行业的自提柜系统，就是它目前最广泛的一种应用。

其二，专用性储物系统。这种系统通常由物品信息采集，屏幕显示与输入，存取员身份识别等功能模块组成，并且可以记录物品存取记录。但是这种专门用于管理并保存药品化学品或者贵重品的系统依然发展缓慢，现有的面向这种需求的储物控制系统非常少。

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