基于STC89C52單片機(jī)的智能恒溫存儲(chǔ)外賣柜設(shè)計(jì)分析

王濤 陳鑫 何建軍

（成都理工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610059）

一、智能恒溫存儲(chǔ)外賣柜的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

（一）STC89C52單片機(jī)

本系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為控制核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)外賣柜的溫度采集、消息顯示和智能控制。STC89C52單片機(jī)是STC公司著力推出的低功耗CMOS8位微控制器，應(yīng)用MCS-51內(nèi)涵和帶有可編程功能的FLASH，單片機(jī)集成512字節(jié)的RAM、4K字節(jié)的EEPROM存儲(chǔ)空間，可以通過(guò)串口直接下載。應(yīng)用ATMEL非易失存儲(chǔ)器技術(shù)，同MCS-51指令集可相互兼容。STC89C52單片機(jī)包含時(shí)鐘與復(fù)位兩部分控制電路，芯片內(nèi)部帶有反相放大器，以自激振蕩為主要工作方式，STC89C52單片機(jī)的晶振時(shí)鐘頻率越高，系統(tǒng)運(yùn)行的速度就越快。復(fù)位操作方式上帶有上電復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種復(fù)位方式，其中上電復(fù)位屬于自動(dòng)復(fù)位，按鍵復(fù)位屬于手動(dòng)復(fù)位。STC89C52單片機(jī)在智能恒溫存儲(chǔ)外賣柜系統(tǒng)中的應(yīng)用就是上電自動(dòng)復(fù)位方式[1]。

（二）微處理器

基于STC89C52單片機(jī)為主控制器，應(yīng)用高性能微控制器與看門狗定時(shí)器，內(nèi)置STC89C52單片機(jī)的上電自動(dòng)復(fù)位電路，應(yīng)用3個(gè)16為定時(shí)器、4個(gè)外部中斷、1個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，使STC89C52單片機(jī)可以用于嵌入式控制系統(tǒng)。

（三）恒溫系統(tǒng)

智能恒溫外賣柜由STC89C52單片機(jī)電路和數(shù)字溫度傳感器電路、按鍵電路、蜂鳴警報(bào)器、繼電器控制電路、液晶顯示與電源電路組成。STC89C52單片機(jī)作為恒溫系統(tǒng)應(yīng)用的核心，需要在溫度測(cè)量模塊和蜂鳴器報(bào)警裝置的作用下構(gòu)建相對(duì)完整的智能恒溫優(yōu)化控制系統(tǒng)。

（四）通信模式

通信模塊也被稱為GMS模塊，模塊內(nèi)共有124個(gè)頻道，各個(gè)頻道之間保持200kHz的間隔，可實(shí)現(xiàn)8個(gè)用戶的頻道共享，在時(shí)間上復(fù)用。智能恒溫外賣柜系統(tǒng)信號(hào)的發(fā)送并不具備連續(xù)性特點(diǎn)，信號(hào)的發(fā)送屬于突發(fā)性。上行規(guī)定與下行規(guī)定應(yīng)用同樣的ARFCN信道與時(shí)系號(hào)，系統(tǒng)基站與移動(dòng)設(shè)備之間保持三個(gè)時(shí)系，下行電路領(lǐng)先上行電路三個(gè)時(shí)系時(shí)間。基于STC89C52單片機(jī)的外賣柜系統(tǒng)通信模塊應(yīng)用了多路傳輸，比如TDMA與FDMA，時(shí)分多址的接入技術(shù)使系統(tǒng)通信模式性能更加突出，優(yōu)勢(shì)顯著。在通信模塊中插入手機(jī)卡，將STC89C52單片機(jī)作用發(fā)揮到最大，對(duì)各個(gè)外賣恒溫箱的編號(hào)和對(duì)應(yīng)密碼及時(shí)采集并處理，利用Uart端口將恒溫箱編號(hào)與密碼傳送給通信模塊，在軟件設(shè)置的作用下箱子編號(hào)與密碼可發(fā)送給特定手機(jī)號(hào)。當(dāng)用戶收到來(lái)自外賣配送人員傳遞的恒溫箱編號(hào)與密碼，來(lái)到外賣柜前輸入編號(hào)與對(duì)應(yīng)密碼后即可取到保溫中的餐飲[2]。

（五）太陽(yáng)能供電

基于STC89C52單片機(jī)的智能恒溫外賣柜系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)環(huán)保目標(biāo)相符，應(yīng)用多晶硅太陽(yáng)能板，其光電轉(zhuǎn)換效能為12%。多塊多晶硅太陽(yáng)能板并聯(lián)設(shè)置，給STC89C52單片機(jī)的正常工作提供足夠電壓。多晶硅材料生產(chǎn)成本較低，制作簡(jiǎn)單，應(yīng)用后可以降低智能恒溫外賣柜的電耗。

二、智能恒溫存儲(chǔ)外賣柜的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在STC89C52單片機(jī)的作用下，智能恒溫存儲(chǔ)外賣柜系統(tǒng)硬件部分得到優(yōu)化，各項(xiàng)系統(tǒng)功能完善，滿足外賣柜工作需求。為了實(shí)現(xiàn)智能恒溫存儲(chǔ)外賣柜程序的可移植性，研究人員將項(xiàng)目程序劃分為多個(gè)模塊進(jìn)行分別處理，各模塊有著相應(yīng)的形參為接口。使用Keil軟件編寫并調(diào)試系統(tǒng)程序，以C語(yǔ)言編寫作為程序語(yǔ)言，使語(yǔ)言容易讀取，可移植性較高。程序中包含main函數(shù)、溫度檢測(cè)函數(shù)、時(shí)鐘函數(shù)、定時(shí)函數(shù)、消抖函數(shù)、中斷函數(shù)、GSM短信發(fā)送函數(shù)和指示函數(shù)，為各個(gè)模塊上電之后，系統(tǒng)管理人員需要對(duì)參數(shù)初始化設(shè)置，結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行情況給出指令，在智能恒溫存儲(chǔ)外賣柜使用過(guò)程中及時(shí)體現(xiàn)恒溫和智能提醒的功能，給用戶生活帶來(lái)便利。

智能恒溫存儲(chǔ)外賣柜以平臺(tái)化方式向餐飲店、快遞公司、商業(yè)超市、生鮮食品超市、電商平臺(tái)、外賣O2O平臺(tái)和社區(qū)服務(wù)商展開(kāi)服務(wù)，致力于全社會(huì)餐飲食品定制化服務(wù)。搭建生活智能服務(wù)平臺(tái)使智能恒溫存儲(chǔ)外賣柜可以實(shí)現(xiàn)快速存取餐功能，用戶關(guān)注微信公眾號(hào)，通過(guò)觸屏操作就能完成存取餐的流程。智能恒溫存儲(chǔ)外賣柜的柜體帶有保溫與加熱功能，使用時(shí)帶有節(jié)能效應(yīng)，可以放在辦公室、學(xué)校與社區(qū)周圍，也可直接與辦公APP連接。在系統(tǒng)軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)下，恒溫存儲(chǔ)外賣柜擁有以下功能：（1）存餐功能，其中包含輸入取餐人的電話號(hào)碼、選擇保溫箱類型與數(shù)量、選擇常溫或保溫模式，保溫箱打開(kāi)之后每個(gè)箱子都在加熱。（2）取餐功能，取餐人可以通過(guò)微信一鍵取餐，也可以通過(guò)屏幕輸入驗(yàn)證碼取餐，取餐完成后箱子恢復(fù)常溫狀態(tài)。（3）配餐柜終端G5.0基于嵌入式開(kāi)發(fā)MQTT協(xié)議，實(shí)現(xiàn)支持GPRS、RJ45網(wǎng)絡(luò)接口雙向切換通信，支持各種尺寸觸屏操作，支持多協(xié)議硬件控制，遠(yuǎn)程在線升級(jí)。

總結(jié)：總而言之，智能恒溫存儲(chǔ)外賣柜應(yīng)用后，不僅提高了外賣配送人員的送餐效率，也幫助用戶保溫餐品，為雙方工作與生活帶來(lái)了方便。智能恒溫系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為核心，在微處理器、恒溫系統(tǒng)、通信模式、智能提醒、太陽(yáng)能供電等模塊功能的作用下，完善系統(tǒng)軟硬件優(yōu)化設(shè)計(jì)。