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1、一种基于微信公众平台的寄存柜控制系统目录一、背景2二、总体方案42.1系统框架42.2系统功能需求6三、系统硬件设计63.1 微控制器电路设计73.2 4*4键盘扫描模块103.3电磁锁控制模块123.4箱格占用状态检测模块133.5 RS485 接口电路143.6 UPS电源电路设计15四、系统软件设计164.1储物柜控制器软件设计174.2服务器端子系统设计18一、背景近年来，各种大中型超市、百货公司、购物中心不断发展，为了给顾客营造更方便、更温馨的购物环境，同时也为了防止一些不法之人通过携带包裹窃取商场内物品而造成经济损失，各大超市都会放置多个储物柜，给顾客提供随身物品寄存服务。最原始的
2、储物柜需要自带锁具，使用不方便，如果钥匙丢失，还会引起不必要的麻烦。物理锁式的改进型是由储物柜提供锁具和钥匙，使用者投币后存放物品，将柜子锁上才能取出钥匙，取回物品时再插入钥匙。由于钥匙易被复制，物品极易被窃，安全性得不到保障。后来随着电子技术的发展，出现了电磁锁储物柜。开锁方式也多种多样。1. 条形码识别系统条形码是特殊的二进制代码形式，它是一个特定空间内以平行的线条和分割间隙排列着。条形码中的线条和分割间隙都依照预先规定的图序进行排列，并以此来描述相关字符的数据特征。在近些年的发展与进步中，条形码识别同其他识别系统相比也获得了较为广泛的认同，因此在超市购物储物柜等方面得到应用和发展。但使用
3、这类储物柜容易出现如识别码打印纸用完，顾客纸条丢失，纸条失效后的处理，事故管理等相关问题。2. 生物识别生物识别技术(Biometric Identification Technology)是根据那些不被混淆的某种人体特征的比对来识别不同个体的识别方式，其使用的特征往往是唯一的、独特的、不易变的、方便采集的、方便转化的，其最大优势在于安全、可靠与方便。人的生理、行为特征是常被用来区别人身份的人体特征。生理特征伴随人一生，大都不会发生相对改变，如掌纹、指纹、面相等；行为特征是人后天养成的行为习惯，当外界环境发生改变时，行为特征具有一定的可变性，行为特征中用到最多的是人的声音、签名笔迹等。相对于行
4、为特征而言，生理特征的应用比较广泛。生物识别技术中的语音识别技术、人脸识别方式与指纹识别方式得到了广泛应用。这种方式极难造假，安全性高，但也有其弊端，识别率低，成本高昂限制了其使用。3.IC 卡IC 卡是一种电子式数据存储器系统，人们将这种电子数据存储器封装在一个像银行卡大小的卡片中。其工作原理为：首先将IC 卡插入到阅读器中，此时阅读器中的接触弹簧片与IC 卡的触点之间发生电流式连接，阅读器经过接触点为其提供定时脉冲和运行所需能量。IC 卡根据内部结构不同可以分为：存储器卡和微处理器卡。IC 卡的最大优势就是更好地保护内部的数据存储免遭恶意存取和不当操作。但是这类储物柜存在以下问题: 一是只
5、适合在各类高校图书馆等公共场所; 二是IC卡的使用大大限制了使用的范围，通用性差; 三是IC卡也容易丢失。因此本文提出了一种基于微信公众平台的寄存柜系统，这种寄存柜具备智能存件、智能取件、信息管理等功能，是实现云计算技术在物联网领域的进一步落地，以末端智慧物流为细分领域开拓创新并整体融入智慧城市、智慧社区、智慧家居等一系列智能信息化的战略布局，让我们的城市真正变成一座智慧城市。相对于传统寄存柜，智能寄存柜有利于将物品进行规范存放，可以起到保护消费者隐私、人身安全的作用；同时，消费者在收取快件的时候只需输入编码或微信扫码就能快速准确的存件取件，为消费者带来了便利，提升用户体验。二、总体方案2.1
6、系统框架图1 基于微信公众平台的寄存柜系统框图图2 寄存柜存包操作流程寄存柜存包流程如图2所示。存包：用户通过微信扫一扫柜子上的二维码，关注公众号。点击 “存包”，用户将需要存放的物品放入柜子中，并关上柜门。取包，输入密码，从柜子中拿出物品，关上柜门完成取包。智能寄存柜基于智能寄存系统的解决方案是以微信扫码开柜存件取件为核心，通过微信客户端与手机相结合一键式开柜存件取件，给用户提供更加智能、便携和效率的寄存服务。智能寄存柜自助寄存的方式改变了人们原先习惯的“传统寄存柜”的方式，更加灵活便捷的自助“取快件”的方式在提高寄存柜的工作效率的同时，也给用户带来更加便捷的自助体验，通过智能寄存柜存放与自
7、取让用户生活更加便捷。图3 基于微信公众平台智能寄存柜查询系统基于微信公众平台的寄存柜系统流程如图3，主要实现以下功能1. 当用户关注智能寄存柜微信公众号时，应用系统自动向用户发送欢迎词和查询指令。2. 成功关注之后，用户在微信客户端寄存柜公众号界面发送包含用户号和密码的指令，系统接受并解释指令，获取用户号、密码和微信Id，并存储在数据库中，为信息查询模块调用用户身份信息做准备。3. 用户在微信客户端智能寄存柜公众号界面输入相应查询指令后，系统将接收并解释分析指令内容，启动对应的信息查询模块，与智能寄存柜业务系统建立查询关系，返回查询结果。最后将查询结果信息封装并发送给微信公众平台服务器。4.
8、 若用户取消对公众号的关注以后，系统自动删除数据库中的用户、微信Id等信息。图4 系统层次关系2.2系统功能需求1.身份验证功能。用户用微信扫描二维码，关注公众号后。系统根据微信ID信息码判断是否有存包记录判断用户行为，无存包记录则为存包模式，有存包记录则为取包操作，取包则发送动态密码，用户取包时输入密码，增加安全性。2电源管理功能。储物柜具有智能电源管理功能，在市电断电突发事件下，仍能保证正常取包操作，当电压低于安全阈值时，储物柜保存所有数据，停止一切工作，待电压恢复时，储物柜正常工作。3自动检测功能。储物柜具有箱门关闭检测，箱内物品检测和操作超时检测等功能，发现箱格异常，将自动锁定，箱格锁
9、定后需有管理员处理。当储物柜检测到箱门虚关时，会发出报警，提示用户。当检测到用户未存放物品时，该箱柜将处于空闲状态，供其他用户继续使用。三、系统硬件设计储物柜控制器模块作为系统的终端主要负责控制储物柜的开关，实时监测储物柜的状态，读取输入信息，同时与嵌入式网关通信，执行服务器下达的命令。图5 控制器硬件功能框图3.1 微控制器电路设计8位的51单片机长期占据着微控制器（MCU）的主流市场，但随着技术与需求的发展，32位微控制器应用增长率也在不断攀升。目前，基于ARM内核的32位微处理器在市场上处于领导地位。ARM处理器不但便宜而且性能较传统的51单片机高得多，集成度也大大提高，为单芯片解决方案
10、提供了非常方便的平台，在很多场合都可以用一个芯片就能包容所需的全部资源，同时ARM处理器具有功耗低、程序代码少、自动化程度高、响应速度快、体积小、可根据需要灵活定制等特点，适合于要求实时和多任务处理的场合。因此本设计采用ARM处理器。在LM3S811中，有很多功能模块：JTAG、UART（串口）、PWM（脉冲宽度调制）、Timer（定时器）、ADC（模数转换）等，其中一些功能模块，如串口，可以用在的调试过程中，模拟的虚拟串口，通过串口调试器的调试，在电脑上可以看到输入输出的结果，同时对照硬件的工作情况，可以更直观的得到运行结果。Timer可以被配置成一个32位的定时器，也可以被分为两个16位的
11、定时/计数器。LM3S811芯片特点：l 工作频率：050MHzl 32可编程I/O口l 3个定时模块，提供6个16位定时器l 具有8个中断优先级和26个中断l 64k单周期flash，8K单周期访问SRAMl 内置看门狗l 向量中断控制器，可配置优先级和向量地址l 低功耗设计：具备睡眠模式和深度睡眠模式l 3个 PWM信号发生模块，提供3个16位的计数器、6个比较器, 3个PWM信号发生器、以及一个死区发生器l 支持4通道模数转换器，500000 次/秒的采样率l 内置温度传感器l 内置模拟比较器l 2个异步收发器模块l 支持Freescale SPI、MICROWIRE、和德州仪器三中格式
12、同步串行接口l 拥有3个 PWM发生器模块LM3S811的内部系统方框图及其芯片管脚图如下图6所示：图6 LM3S811的内部系统方框图及其芯片管脚图电子储物柜采用的工作方式为集中控制，每个储物柜使用一个控制器完成对16个箱柜的控制，检测等任务。控制器主要由时钟模块，显示模块，通信模块，驱动模块及单片机微处理器等部分组成。控制器的硬件功能框图如图7和图8所示，软件工作流程图如图9所示。图7 控制器的硬件功能框图图8 硬件总体框图 图9 寄存柜工作流程图3.2 4*4键盘扫描模块 超市储物柜在用户取物品时，需要对用户输入的密码进行扫描。这时需实现对键盘的扫描：键盘扫描电路中，扫描键盘时采用逐列扫
13、描的方式，依次对PD0、PD1、PD2、PD3列按键循环扫描，扫描时先对单片机的端口赋0xff，同时对与要扫描那列按键相连的单片机端口赋低电平，再将单片机的端口的值与0xff相与使低四位有效，如果按键被按下则与被按下那个按键相连的单片机端口的电平将被拉到低电平，通过判断单片机端口的值就可以判断出是哪个键被按下。需要注意的是，在键盘扫描软件设计中，一定要有按键消抖的功能，否则按键按下的响应会受到较大影响。键盘识别是通过比较键盘扫描时对不同按键赋不同的值来执行相应的操作的。 PD4 PD5 PD6 PD7-|-|-|-|- PD0-|-|-|-|- PD1-|-|-|-|- PD2-|-|-|-|
14、- PD3 显示“请输入号码”有键按下 否 延时 是有键按下 否 延时 是有键按下 否 是 获取键值 RET 图10 4*4键盘扫描结构图 4*4键盘的主要程序：unsigned char key_Pressed; /按键是否被按下:1-是，0-否unsigned char key_val; /存放键值unsigned char key_Flag; /按键是否已放开：1-是，0-否/定义LED管脚#define LED_PERIPH SYSCTL_PERIPH_GPIOE#define LED_PORT GPIO_PORTE_BASE#define LED_PIN GPIO_PIN_1int main(void) char s40; jtagWait(); / 防止JTAG失效，重要！ cloc
