基于互聯(lián)網(wǎng)+e蔬寶售貨機(jī)設(shè)計(jì)

吳興宇

互聯(lián)網(wǎng)+e蔬寶售貨機(jī)是基于互聯(lián)網(wǎng)和手機(jī)終端給我們的智能儲(chǔ)藏柜指令，通過(guò)微信支付平臺(tái)付款，當(dāng)售貨機(jī)接收指令后，做出相應(yīng)的動(dòng)作；儲(chǔ)藏柜可以方便工作人員配送的蔬菜等；儲(chǔ)藏柜同時(shí)也可以做到蔬菜保鮮的控制，有效的保證果蔬的新鮮度，另外可以看到蔬菜的一些生長(zhǎng)環(huán)境的信息讓顧客吃到新鮮、安全、放心的蔬菜。

【關(guān)鍵詞】互聯(lián)網(wǎng)+ 蔬菜售貨機(jī)

1 引言

從目前市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，大量生產(chǎn)、大量消費(fèi)以及消費(fèi)模式和銷(xiāo)售環(huán)境的變化，要求出現(xiàn)新的流通渠道；而相對(duì)的超市、百貨購(gòu)物中心等新的流通渠道的產(chǎn)生，人工費(fèi)用也不斷上升；再加上場(chǎng)地的局限性以及購(gòu)物的便利性等這些因素的制約，無(wú)人自動(dòng)售貨的形式作為一種必要的消費(fèi)形式應(yīng)運(yùn)而生了，它的售貨領(lǐng)域非常廣泛，是發(fā)達(dá)國(guó)家商品零售的一種主要方式。近幾年，自動(dòng)售貨機(jī)逐漸被越來(lái)越多的消費(fèi)者所青睞。

菜市場(chǎng)和超市固定地點(diǎn)和人員的售貨方式暴露出了許多弊端：果蔬不新鮮、人力資源需求大，受所需服務(wù)地點(diǎn)、地理?xiàng)l件的限制，在服務(wù)時(shí)間上不能最大限度的服務(wù)于消費(fèi)者。許多住宅區(qū)離菜市場(chǎng)遠(yuǎn)，到菜市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)果蔬浪費(fèi)時(shí)間，雙職工家庭朝九晚五的生活節(jié)奏導(dǎo)致很難買(mǎi)到新鮮的果蔬。致力于解決以上問(wèn)題，研發(fā)了基于互聯(lián)網(wǎng)+e蔬寶售貨機(jī)設(shè)計(jì)。

2 總體設(shè)計(jì)方案

基于互聯(lián)網(wǎng)+e蔬寶售貨機(jī)設(shè)計(jì)，采用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了果蔬的保鮮和自動(dòng)銷(xiāo)售，該設(shè)計(jì)由柜臺(tái)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、管理員系統(tǒng)和消費(fèi)者系統(tǒng)四個(gè)系統(tǒng)組成。

環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和傳送，管理員系統(tǒng)將設(shè)定的數(shù)值與采集到的數(shù)據(jù)作比較，并判斷繼電器是否動(dòng)作。消費(fèi)者系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，消費(fèi)者可通過(guò)app選購(gòu)商品并線(xiàn)上完成支付，柜臺(tái)系統(tǒng)作為輸出響應(yīng)，自動(dòng)取出商品，完成線(xiàn)下交易。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖如圖1所示。

3 軟件設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目的軟件部分主要為上位機(jī)與下位機(jī)兩部分。上位機(jī)主要從查看柜臺(tái)內(nèi)部環(huán)境參數(shù)，下位機(jī)采用stm32作為系統(tǒng)的主控，因?yàn)槠渚_度高，運(yùn)算速度快，接口使用方便。數(shù)據(jù)采集端將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)Zigbee節(jié)點(diǎn)發(fā)到主控系統(tǒng)上，通過(guò)主控系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)并上傳云端，通過(guò)上位機(jī)再進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)。軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖2所示，路由采集節(jié)點(diǎn)的工程流程如圖3所示。

4 硬件設(shè)計(jì)

4.1 柜臺(tái)工位模塊

本項(xiàng)目的柜臺(tái)整體采用2020國(guó)標(biāo)型材（鋁）作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，外殼以4mm亞克力包裝，每層工位以5mm亞克力填充，亞克力板具有較高的表面硬度，硬度平均達(dá)洛氏硬度值9度，其承受力是玻璃產(chǎn)品的200倍，能滿(mǎn)足所需硬度要求。

4.2 主控模塊

物聯(lián)網(wǎng)智能終端單元的主控模塊采用STM32處理器，STM32系列微控制器使用來(lái)自于ARM公司具有突破性的Cortex-M3內(nèi)核，采用3.3V電源供電，低功耗。內(nèi)置高速存儲(chǔ)器，具有豐富的增強(qiáng)I/O 端口和外設(shè)：包含3個(gè)12bit的ADC、8個(gè)高級(jí)16bit 定時(shí)器，還包含標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)的通信接口：多達(dá)2個(gè)I2C 和SPI、5個(gè)USART 、一個(gè)USB 和一個(gè)CAN。專(zhuān)門(mén)應(yīng)用于對(duì)性能要求較高、成本要求較低以及低功耗的場(chǎng)合，其配套器件資源充足，是一款在機(jī)械搬運(yùn)里比較常用的芯片。STM32微處理器的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖4所示。

4.3 機(jī)械部分

本項(xiàng)目使用了三維機(jī)械手，機(jī)械手采用板材激光切割制作而成，材料耐磨且具有相當(dāng)?shù)膴A持力和驅(qū)動(dòng)力，移動(dòng)導(dǎo)軌選用l=900mmGCr15 45#碳鋼材料，硬度為HRC62，耐磨性極佳，能承受機(jī)械手長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)的磨損。機(jī)械手的手部設(shè)計(jì)為一支點(diǎn)、兩指回轉(zhuǎn)型，回轉(zhuǎn)型手指具有開(kāi)閉角較小，開(kāi)口范圍大，能夾持15kg的貨物，完全可以完成日常果蔬售賣(mài)的承重需求。

4.4 傳感器部分

本項(xiàng)目使用的是SHT20工業(yè)智能配套溫濕度傳感器（溫度量程-40～123.8℃，濕度量程0～100%RH，溫濕度測(cè)量精度分別為±0.3℃和1.8%），該傳感器采用CMOS技術(shù)制造溫濕度傳感器芯片，提供全方位標(biāo)定的數(shù)字輸出，無(wú)需校準(zhǔn)，可以交替使用，具有PID控制精度高的溫度控制部分和濕度控制開(kāi)關(guān)的不同部分， 并且可自動(dòng)轉(zhuǎn)入休眠模式，降低功耗。

4.5 無(wú)線(xiàn)通信模塊

基于互聯(lián)網(wǎng)+e蔬寶售貨機(jī)設(shè)計(jì)的Zigbee無(wú)線(xiàn)通信模塊采用CC2530模塊，電路如圖5所示，包括主Zigbee模塊和從Zigbee模塊兩部分，主從模塊需要在同一頻率之間完成數(shù)據(jù)之間的通信。其中， Zigbee無(wú)線(xiàn)通信主模塊通過(guò)串口2與主控模塊進(jìn)行連接，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與主控模塊和Zigbee無(wú)線(xiàn)通信從模塊間的通信。

5 結(jié)論

系統(tǒng)測(cè)試報(bào)告如表1所示。

系統(tǒng)外觀(guān)圖如6所示，人機(jī)交互終端使用說(shuō)明如圖7所示。

經(jīng)檢測(cè)，系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)正常，運(yùn)行良好，各項(xiàng)功能均可實(shí)現(xiàn)，符合預(yù)期效果。本產(chǎn)品既能起到果蔬保鮮的效果，又能實(shí)現(xiàn)無(wú)人自動(dòng)售貨，基于互聯(lián)網(wǎng)做到了線(xiàn)上支付線(xiàn)下交易，符合當(dāng)前市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)。項(xiàng)目的研發(fā)很大程度的方便了消費(fèi)者，適用范圍廣泛，有不可限量的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 天津市 300222