基于STM32的分揀裝置設計

劉磊 李芳 馮沖

摘 要： 本文給出了一種基于STM32的分揀裝置設計，闡述了此系統的軟硬件設計及其應用。此設計一方面實現了對特定屬性的產品的選擇功能，驅動電機將其分揀出來，并且可利用紅外通信對電機進行無線控制，顯示裝置則可更直觀地掌握分揀情況；另一方面，此設計具有分揀精準，操作方便等優點。使復雜的分揀工作更趨高效、簡便地得以展開，分擔了人工挑選的工作量，節約了人力成本。

關鍵詞： STM32；精準分揀；紅外通信

Abstract：This paper presents a design of sorting device based on STM32 and elaborates the hardware and software design of this system and its application. On one hand the research realizes the function of selecting the products of the specific properties and driving the motor to sort out the products meanwhile uses infrared communication to conduct wireless control of motor. During the operating process the display device could more intuitively grasp the situation of sorting. On the other hand this design has the advantages of convenient operation accurate sorting etc. The fruits in the paper could make the complex sorting work more efficient and more easy not only share the workload of manual selection but also save manpower cost.

Key words： STM32；precise sorting；infrared communication

引言

物流是物質資料從供應者到需求者的物理運動，是運輸、保管、包裝、裝卸、流通加工、配送以及信息發布等多項基本活動應用集結的統一整體。在經濟全球化潮流和電子商務風行的雙重推動下，物流業已經成為當前一體化的必然走向，傳統的物流也正在向現代物流轉變，而現代物流的本質形態特征就是強化整合資源和優化物流全程，所以物流業已經成為網絡發達社會中不可或缺的重點實用基礎支撐。

隨著現代科技的長足進步與發展，各領域的自動化程度也在不斷地向上攀升。其中，自動分揀裝置與傳統的手工分揀相比具有效率高、差錯率低、分揀點多、作業無人化等優勢，已經越來越多地應用在物流分揀的需求場景中。但是自動分揀裝置的等級表現卻仍是參差不齊的，智能化水平還有待進一步加強。因此，要引入更智能的方法實現物流的自動分揀。而且，這也符合 “中國制造2025”的發展規劃要求。

本文將基于STM32微控制器研究設計一種物流分揀裝置，該裝置由PC串口指揮操作，能顯示分揀狀態，并可使用紅外遙控器遠程控制分揀機構的分揀狀態。

1 總體設計方案

本系統基于STM32的分揀裝置設計主要可闡析論述如下：

核心部分要實現將已知信息傳輸給STM32，使STM32控制電機的轉動，同時將數據指令展開傳輸與顯示。PC機接收數據后，再將其傳輸給STM32，STM32判斷是否需要開啟電機驅動模塊從而使電機進入運轉狀態，在驅動電機的同時將其收到的信息在LCD屏幕上做出顯示，并通過紅外模塊對電機進行控制。本次研究中的系統設計方案則如圖1所示。

2 硬件部分

2.1 電機驅動模塊

本設計選用的是L298N電機驅動模塊，設定的供電范圍5～35 V，采用標準邏輯電平信號控制，具有2個使能端，可單獨控制2臺直流電機、一臺步進電機。L298N電機驅動模塊性能特點為：可實現電機正反轉及調速。啟動性能好，啟動轉矩大。

2.2 LCD顯示模塊

本設計選擇的是2.8寸的TFTLCD 即薄膜晶體管液晶顯示器，配備有3.3 V工作電壓。該模塊有如下特點：320×240的分辨率，16位真彩顯示。自帶觸摸屏，可以將其作為控制輸入。

2.3 紅外遙控電路模塊

紅外無線通信采用紅外線作為無線傳輸載體，并可應用于室內外以實際獲得點對點的通信。紅外線技術成熟，施展領域空間廣闊，不受高頻電磁波的干擾，在使用紅外線傳輸信息時，效果穩定。在本系統中，采用紅外一體化接收頭HS0038，此中心頻率為38.0 KHz，環氧樹脂封裝提供特殊的紅外濾光器，可改善自然光的反射干擾，并能防止無用脈沖輸出。電源電壓為5 V，低功耗，輸出電平兼容TTL、CMOS。

3 軟件部分

3.1 電機控制模塊

每個電機需要2個I/O口輸入高低電平來控制電機的工作狀態。首先，要使能驅動電機的端口，即使能端口時鐘，然后進行端口配置，設置推挽輸出，設置I/O口的輸出速度，最后設置I/O的輸出電平來控制電機。綜上可知，電機控制流程如圖2所示。

3.2 LCD顯示模塊

初始化液晶顯示屏，為展現電機工作狀態做好前期預備。設計可得LCD顯示流程如圖3所示。

3.3 紅外無線控制模塊

在鍵盤上輸入鍵值后，通過紅外一體化接收頭HS0038采集得到后，進行光電放大、解調，再由STM32單片機經過定制解碼處理，根據輸入的不同鍵值，調用不同的子程序來達到控制不同電機的目的。控制模塊的整體流程如圖4所示。

4 結束語

本設計是基于STM32的一種高端智能的物流分揀裝置，該裝置能夠實現對特定屬性產品的選擇功能，驅動電機將其分揀出來。

本設計也可利用紅外通信對電機進行遠程無線控制，顯示模塊LCD則可更為直觀地掌握分揀情況。

該款設計具有分揀精準，操作方便等優點。使復雜的分揀工作更趨高效、簡便，分擔人工挑選的工作量，節約了人力成本。

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