论文总字数：16908字

摘 要

随着电子商务的成熟，对物流配送企业也提出了更高的要求。传统的人工送快递的方式工作效率不高，快递员十分辛苦，配送难以满足行业需求，所以智能快递柜逐渐兴起。智能快递柜是面对物流产业发展应运而生的一种设备，它或许在未来智能物流中具备非常重要地位。

本文用智能控制器ST公司51系列单片机为系统控制中枢开发的智能快递柜产品主要包括系统硬件模块部分和软件部分组成。元器件由51系列MCU及相关匹配电路和供电转换模块等组成。通过外部电路采集到的信息传输到控制中枢，经过MCU处理后把处理后的结果输出到执行机构，从而执行结构执行系统输出的结果。

关键词：MCU GSM模块 继电器 按键电路

Topic: Design of Control System of Intelligent Express Cabinet Based on Single Chip Microcomputer

Abstract

Based on the intelligent controller ST 51 series single-chip microcomputer, the intelligent express cabinet is mainly composed of hardware module and software. components are composed of 51 series MCU and related matching circuits and power supply conversion modules. After MCU processing, the processed result is output to the executing agency, and the output of the system is executed. The software mainly includes the general system running flow chart, which embeds each sub-control module running flow chart.

After the user presses the confirmation key, the system automatically sends the digital instruction to the designated user, and the user opens the relay device according to the SMS information received, and the system adopts the wireless GSM communication mode. After the hardware and software system is designed, it needs to verify the function that the design system needs to realize after the system debugging.

Keywords: MCU;GSM module; relay; key circuit

目 录

摘要…………………………………………………………………………………II

ABSTRACT…………………………………………………………………………III

第一章 绪 论 1

1.1本课题的研究背景与意义 1

1.2智能快递柜系统的研究现状及发展方向 1

1.3论文的主要内容 2

第二章 控制系统方案选择 4

2.1本系统设计主要功能分析 4

2.2控制中枢芯片确定 4

2.3无线控制模块的确定 5

2.4单片机技术的介绍 6

第三章 智能快递柜的硬件系统设计 8

3.1系统的硬件框图 8

3.2控制中枢模块与外电源转换电路 8

3.2.1 控制中枢模块介绍 8

3.2.2单片机最小系统电源转换电路 11

3.3主要输入与输出信号电路设计 10

3.3.1 LCD1602液晶屏显示电路设计 10

3.3.2无线GSM模块通讯电路设计 11

3.3.3按键电路设计 12

3.3.4继电器驱动与控制电路设计 12

第四章 智能快递货柜的软件设计 14

4.1软件开发环境与工具 14

4.1.1 软件开发环境 14

4.1.2软件开发工具 14

4.2软件框架和工作流程 14

4.2.1软件框架介绍 14

4.2.2软件流程图介绍 15

4.3主要系统信号采集与处理程序设计 16

4.3.1 LCD1602程序设计 16

4.3.2按键检测程序设计 16

4.3.3 GSM模块驱动软件设计 17

第五章 系统调试与数据分析 19

5.1系统调试环境搭建 19

5.2智能快递柜系统调试 20

5.2.1系统软件调试 20

5.2.2关键器件验证 20

5.2.3系统硬件调试 20

5.3系统整体调试结果分析 21

5.3.1调试数据分析 21

5.3.2测试问题定位与解决 22

第六章 总结 23

致谢 24

参考文献 25

绪 论

1.1本课题的研究背景与意义

随着生产工艺的提高，制造产品方法从一体化往模块化方向发展，逐渐提高产品的可靠性、运行稳定性、低成本制造、维护方便等性能。过去一体化生产的产品，所有的功能模块全部集成在一个架构上，环环相扣。若系统要稳定运行，所有功能部分都要稳定可靠。若其中一个环节或功能模块出现异常，则会导致整个系统无法使用，因此所有功能部分都存在相互依赖的关系，给产品维护带来很大困难，这样的系统在后期是无法扩展的。一款产品设计完成后，它的子版本或者R版无法在原有系统基础上开发，而必须重新设计系统架构，会造成了产品开发的周期延长以及成本的提高。

由于集成技术与生产工艺提高，制造技术可以采用集成化模块，把各个功能模块全部封装在一个系统中，每个模块既可以单独运行，也可以围绕一个核心运行。若把单片机放作为核心部分的架构称为系统。它以单片机部分为核心，其它功能模块和外围电路为这个核心服务，进行统一指挥。这样的系统运行时，各个部分相互之间不受影响，从而可以提高系统运行的稳定性与可靠性。当系统出现异常时，可以根据系统表现出异常现象直接定位到故障点位置，从而极大降低维护难度与成本。由于各个模块相互，后期扩展较容易实现，对子版本或者R版本上开发节约了时间和成本[2]。但是目前智能快递柜所用的控制方式与产品所展现的性能等方面逐渐不能满足科学需求，其中控制方式繁琐，系统运行时往往出现卡顿或者“死机”现象以及反映时间缓慢，并且目前的智能快递柜产品的功能单一而且此系统无法扩展，因此把系统方案引入到智能快递柜系统中很有必要，从而可以推动了此产品和相关行业快速发展。

1.2智能快递柜系统的研究现状及发展方向

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