基于单片机的快递柜设计与制作毕业设计

---1绪论1.1研究背景及意义一般情况下，普通的快递服务是通过快递员的配送方式完成的，就是快递员将快递揽收后给用户进行配送，与签收人要进行面对面派送以及签收，等待用户确定没有损坏签收完成后才算订单完成。这一种普通的快递方式虽然保证了快递物件的相对安全，但是想对来说效率比较低下，并且快递员得用大量的时间去配送物件，取件人也需要在固定的时间段取物件，这样就耗费了更大的人力和时间。而现在许多小区以及高校出现越来越多的快递柜，快递柜的出现让快递服务行业变得越来越高效，它不再是面对面的服务方式，自助快递柜就相当于快递员和取件人的中介，让快递员配送和收货人取件的时间和人力成本减少了很多，让更多上班族和学生取件更加的便捷，能够按照自己的时间自由取快递，也不用让快递员一直等待收货人取件。现在自助快递柜在我们的生活中见的也越来越多了，基本已经普及到我们生活中了，也明显提高了人们的生活水平。自助式快递柜是一种以51微处理器为主要控制芯片，以SIM800A为主要的通信模块的24小时无人自助服务设施。自助快递柜采用STC89C51微处理器作为最小控制，GSM可将SIM卡插在卡座上，完成对快递员存件获取密码以及用户取件的无人快递柜REF_Ref19111\r\h[1]。首先快递员通过给通信模块发送短信获得取件密码，柜门打开后将包裹放在快递柜中，快递员再将密码发送给用户，用户取件时给SIM800A模块发送信息。用户会根据自己的手机接收到的信息，然后发送相应的密码，然后通过单片机控制，打开柜子，取出相应的物品。最终实现收货的作用。1.2研究现状现在，快递这个行业已经发展到了一定的规格，但是就现在来说快递服务效率一直比较低下，普通的快递方式就给人们带来了很多不方便。而现在来看快递公司的出现越来越多，所以快递行业的竞争也是非常强烈的。所以，服务质量和配送效率的高低也成了各个公司竞争的指标。就上面所遇到的问题来看，与快递行业相关的科研人员对快递服务质量进一步展开了一系列的研究与探索。中国海洋大学的李电生、贾金玲主要对快递行业的发展现状进行了调查与分析，私人企业为更好的适应市场的需求，它们以各种的物流服务对象(主要包括贸易、海洋、金融、工商)采用高效率的服务在竞争中快速的发展，与此同时，本身就是低成本的扩张，大部分快递私企都存在规模小、技术不高、素质差的问题。在他们的报告中提出了政策的支持、市场法律、法规的监管、政府信用担保措施来促进民营快递企业的健康快速的发展。对于快递发展的研究，是在分析市场的需求，提出建设性的意见，郭淑芳硕士讨论了快递产业的竞争水平，要从市场、生产要素、服务、公司的策略、组织以及同一行业的竞争、国家对此的支持以及机会等几个方面来全面的对快递行业进行评价REF_Ref19274\r\h[2]。外国快递企业发展的经验对中国的快递行业有着非常重要的发展意义，所有的快递公司在中国市场采取的一系列先进的措施包括战略联盟、占领发达沿海地区、建立服务体系、推出新品、提高服务效率、重视人才培养，我国的快递人员从中获得了许多宝贵的经验。随着社会的快速发展，城市和乡镇一体化的加快，网上的贸易活动愈加频繁，这就会对快递行业提出更高的要求，如果物流公司想要习惯这种市场方式，那就需要改变现在的物流模式，本论文针对快递终端设计出快递柜，来突破传统的派件模式。1.3研究内容与方法这个设计主要通过STC89C51单片机作为主要控制模块，12864液晶显示屏完成显示物流内容模块,继电器来模拟快递箱门的开关，GSM模块用来发送短信。将硬件系统上电后，利用压力传感器实现改变压力的不同实现金额的变化，快递员利用SIM800A与取件人手机号进行发送密码，利用手机号发送的验证码打开快递柜进行取件，在没有空闲快递柜的情况下显示屏会显示快递柜已满状态。本设计具体需要实现的功能主要分为称重、金额计算、短信接收与解析、存件和取件几个模块：通过插入SIM卡的方式达到主板的联网与通信。实现随机快递的自动称重，并智能结算金额。借助12864点阵液晶显示屏直观显示重量、金额和取件密码等信息。系统自动识别存取件信息并判断有无空闲快递柜，以解决快递柜的实时资源占用问题。通过手机短信的方式定向给固定号码发送收件人和收件地址信息，完成存件操作并由系统随机输出取件密码。实现取件人可通过手机短信发送取件密码的方式进行取件的预设功能。

2总体设计2.1基本工作原理本设计主要是基于SIM800A通信模块，实现快递柜存取过程中的短信接收及验证，快递员存件时通过发送短信打开柜门并预制取件密码，用户取件过程中依据此密码并以发送短信的方式打开柜门完成取件操作。在该快递柜系统中，以点阵式液晶显示屏作为整个系统的显示模块，可以显示寄件人、地址、取件密码等信息，STC89C51作为本设计的主要控制芯片，控制模拟柜门打开等操作。该系统包括了软件和硬软件两大部分。其中有51单片机，压力传感器模块，12864显示模块，SIM800A模块，继电器模块。通过对个模块的选择与比较，选出合适的硬件模块。并且在软件设计方面，在KEIL上编写C语言的软件和刻录的软件。在了解了单片机工作的基本理论之后，还需以C语言的强大的编译技术为基础，再通过KEIL编程实现C语言REF_Ref4215\r\h[3]。完成此项设计所要求的函数。2.2系统总体框架这个设计首先描述了快递柜的用途以及必要性，以51单片机主要芯片为基础，对快递柜的发展趋势进行了分析，SIM800A提供了基于无线模块和通信模块，根据快递柜设计了整体系统的运行流程，并对其内部的软件和硬件进行更进一步的设计，实现了能够计费以及自助取件的快递柜。本次设计主要有软硬件和软件的设计，硬件部分主要由51单片机作为主要控制模块，通过压力传感器对压力的输入，显示屏会显示对应的压力以及价格，通过快递员以及用户对通信模块进行短信的输入后，相对应的显示屏会显示对应的信息。在KEIL软件中，将C语言编程并刻录。系统框架图如图2.1所示。图2.1系统总体框图2.3模块选择 (1)单片机是融合了微控制器(CPU)、随机存取数据存储器(RAM)、串并行处理I/O端口、计时器/计数、系统钟表和系统总线的微型机系统。它普遍使用于工控自动化、智能化仪表设备、消费电子产品、通讯工业生产、武器等行业。自然，依据特性的不一样，单片机可以分为很多类型，例如Atmel，STC，凌阳，C8051，ARM等。本系统采用的是具有快速、高稳定性、高防静电、高抗干扰性等特点的51单片机。该系统使用4K的程序存储器，STC89C51价格便宜并且性价比较高REF_Ref4447\r\h[4]。(2)LCD的基本原理是基于电流激起LCD的分子结构，形成点、线、面，并相互结合，形成一个界面。具备表明清楚、作用简易靠谱、耗能低、低成本等优势。目前市面上的液晶显示屏有很多种多样，包含：1602、1601、12864等。本系统设计方案采用12864液晶显示屏手写字体、led背光、5V工作电压推动和ST7920控制板。(3)SIM800A模块主要运用于完成短信提醒提货人取货的智能服务作用。本系统的制定为GSM模块，本系统采用SIM800A无线网络GSM/GPRS模块。该模块运作平稳，抗干扰能力强，外围电路处理速度高，体型小，功能齐全。它可以带来强劲的视频语音、短消息和GPRS传输数据服务项目，尤其合适本系统的功能分析。（4）压力传感器是通过串联一个电阻来达到分压的效果，这样就能读取到adc值。压力传感器种类有很多，比如：应变片压阻型、压电型、电容型等。本设计采用的是RX-D0508柔性薄膜压力传感器，具有超薄柔韧，性价比高，测试稳定，反应灵敏的特点。

3硬件设计3.1AT89C51单片机AT89C51单片机具有128KB的存储能力，其中具有特殊功能的寄存器有21个，4KB的片内程序存储器FlashROM,64KB可编址的ROM,64KBRAM可编存储器，4个8比特I/O接口，全双工异步串行UART,2个16位计时/计数器。还有位操作功能的位处理能力，具有位寻址功能的五个中断源，两个有限中断控制系统，以及一个用于片上振荡器和时钟产生电路的8位微处理器REF_Ref4542\r\h[5]。AT89C51特性（1）与MSC-51兼容（2）4K字节可以编程为非易失性存储器（闪烁存储器）（3）全部非动态工作：0HZ-24HZ（4）128*8位内部RAM（5）擦写寿命：每擦循环1000写（6）三级程序存储器锁定（7）数据保留时间：10年（8）5个中断源（9）片内振荡器和时钟电路（10）32可编程I/O线（11）低功耗的限制和掉电模式（12）16位定时器/计数器有两个3.1.1主控模块51单片机系统主要由主控芯片、时钟电路和复位电路组成。在时钟电路中，晶振频率为12MHz，并联22pf电容，单片机工作的关键是输出的脉冲信号。该复位电路是一种由10uF电容并联构成的上电自动复位电路，当复位电路在RST端是高电平的时候，就会由单片机对零点进行清零操作，数据输入/输出端口分别是管脚5和管脚7，通过计算机对C语言进行编程，然后通过该接口将程序写入到单片机中。单片机主控电路图如图3.1所示。主电源引脚VCC（38）：电源输入，接5V电源GND（16）：接地线图3.1单片机主控电路3.1.2复位电路在单片机系统中，当电源开始时，系统会进行一次重置，按下后，系统会重新设置。放松后再次按压，使系统恢复正常。因而，在操作系统中，重置可以由按键的开启和关闭来控制。RST管脚在系统通电后会产生一个高电平，该高电平的持续时间取决于该电路的RC值。典型的51单片机在RST管脚高电平超过2个机械循环时会重置。因此，选择合适的RC值可以确保复位的可靠性。稳态：直流电容绝缘，+5V绝缘。重置键是弹开的状态，因此在重置键下面的电路不会有电压差，因此重置键和电容下面的电位就等于GND，也就是0V。我们采用单片机是高电平复位。在低电平下工作时，工作电压在0V是正常工作。复位电路如图3.2所示。RST(4)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。图3.2复位电路3.1.3时钟电路51单片机最小系统中的晶体振荡器，也可采用6MHZ或11.0592MHZ，一般正常工作的情况下可以采用比较高频率的晶体振荡器，51单片机中的振荡器会影响单片机的工作速度，当频率高时，单片机的处理速率也就越快。单片机芯片是一个数字电路芯片，数字芯片要正常工作，需要有一个基本的时钟参考，才能按照时钟脉冲的步调工作。时钟电路主要是由外部时钟晶体振荡器(晶体振荡器产生一定频率的方波,和单片机通常12MHZ),这是作为控制信号的顺序协调单片机的内部功能组件。它的周期被称为时钟周期REF_Ref4659\r\h[6]。时钟电路如图3.3所示。XTAL1(15)：片内振荡电路的输入端（片内反向放大器输入）XTAL2(14)：片内振荡电路的输出端（片内反向放大器输出）图3.3时钟电路3.2.2继电器的作用（1）提升控制范畴。例如，当多触点继电器的控制数据信号做到随意数值时，触点组可以是不一样的方式，可以与此同时转换、断掉和接入好几个电源电路。（2）变大，比如，灵巧继电器、正中间继电器等。可以用尤其少许的控制来控制尤其大的电路。（3）信号综合，比如，多个控制信号能够依据一定的形式输入为多绕组继电器的时候，然后通过比较和综合，就会达到一定的控制作用。（4）自动化、遥控操作、监测系统，比如，自动配置上的继电器和另外一些电器组合在一起时，就能够构成程序控制线路，然后就能够实现自动化的运行。iq2端接单片机的P24（22）端口。图3.4继电器原理图3.2继电器继电器是一种电气设备控制设备。当输入量(鼓励量)的转变做到一定程度时，电气设备控制的预置阶跃转变由电气设备输出电路控制。输入回路(也称控制系统软件)和输出回路(也称受控系统)中间存有相互影响。它一般可用以全自动控制电路中。实际上也是一个“控制开关”，只要用小电流量控制大电流就能正常的工作中。在我们的日常生活中，继电器是一种常见的控制元器件，简易来讲便是一个电源开关。在一定情况下，它是封闭式的或对外开放的。继电器的电源开关特点广泛运用于很多控制系统软件，尤其是离散变量控制系统软件REF_Ref4757\r\h[7]。因此在许多电路中具有自动调节、安全性维护、变换电路的功效。继电器一般都是一个电感器(即输入一部分)，可以体现一定的输入自变量(如电流量、工作电压、输出功率、特性阻抗、频率、溫度、工作压力、速率、光源等)。用以控制可控电路“开”和“关”的致动器(输出一部分)；就继电器的输入和输出部分来讲，会有一个正中间一部分(即推动一部分)来藕合和防护输出一部分的输入、作用解决和推动一部分。继电器也是一种全自动电子开关，具备防护作用，运用普遍，如遥控器、监测、通讯、全自动控制、机电一体化和电力工程电子产品。它是最重要的控制原素之一。3.2.1继电器工作原理热元件的电流注入会产生发热，从而引起不同的膨胀系数的电阻带变形。当变形达到一定距离时，使曲轴移动的时候，控制线路就会被切断，然后，交流接触器会切断电源，主回路也会被切断，这样就可以实现对发动机的过电压保护。在输入（激励调整量）的变化超出了所需的需求时，电力装置的输出环路中的测量值就会出现预定的阶跃转换，这时就可以更改运行状态，进而防止意外的产生。继电器电路如图3.4所示。3.3SIM800A通信模块3.3.1特性参数SIM800A是SIMCOM公司开发的GSM/GPRS组件，具有优异的工业应用性能。板载双频GSM/GPRS模块，SIM800A适用双频：GSM900/1800MHZ。SIM800A的基础版本可以实现语音播报、DTMF、短信（短消息、彩信）、GPRS等低功耗。这款模组的性价比很高，而且在双频领域占据了很大的地位。与此同时，在最普通的基础上，我们将会推出两个升级模块，有TTS(本机文字语音广播）及蓝牙3.0特性。这使得SIM800A的性能得到了极大的提升REF_Ref4979\r\h[8]。SIM800Amini模块的硬件设计部分，是根据SIM800A模块的硬件部分进行设计的，在电源、保护、抗干扰等方面有了很大的提高。开关式功率模块提供电源。而且，它的电源是高效的，可以通过USB来来直接提供电源。并且供电的效率非常高，且能够用USB接口直接进行供电。同时，电源芯片的使能管脚能够控制该模块的电源，这个方法就现在来说是非常有效的。GSM系统的移动用户卡运用的是目前最为流行的MICRO卡座，质量相对来说更加好，并且还能够更好的增加ESD静电，起到保护电路的作用。SIM800Amini模块可以支持两种串口方式，有RS232串口和TTL串口,并且工作范围广泛，能够在5v-18v之间正常工作,这样开发板就能够很快速联系到想要的产品,为用户提供方便的电话、短信、GPRS数据传输、TTS广播、基站定位等服务。SIM800Amini板的基本特性如表3.1所示。表3.1SIM800Amini板的基本特性产品特性描述正常工作的频段支持双频：GSM/通用分组无线业务GPRS：900MHz/800MHz发射功率最大值在EGSM的频段为900MHZ上要4级(2W）在DCS的频段为1800MHZ上要1级(1W)通信使用接口RS-232串口、TTL串口（支持3.3V、5V系统）电源使用接口能够在5V~18V内使用（一般在5V1A电下使用源）SIM卡使用接口能够用1.8V/3V的MICROSIM卡使用应用视频语音接口2.54的排针接口应用天线接口SMA接口和IPX预埋接口，均选用高质量天线工作温度-30℃~+80℃信息业务MT、MO、Text和PDU模式SMS存储设备:SIM卡GPRS下行传输速率：最大85.6kbps上行传输速率：最大42.8kbps支持TCP/IP协议，支持TCP/UDP通信，支持FTP/HTTP服务软件特性彩信、电子邮件、DTMF检测中文TTS支持UC52编码，ASIIC码和中国汉字GBK码键入文字3.3.2模块简介SIM800Amini模块是一款高效能的工业GSM/GPRS模块，是由泥人团队开发的而成，有多个接口，功能也有很多，工作时更加稳定，具有很强的抗干扰能力，外围电路的集成度也非常高，外观精小。在语音系统/信息/GPRS数据服务的各方面都是非常适用的REF_Ref5107\r\h[9]，例如:家具智能化，智能集合数字系统，远程进行监控等。模块图如下图3.5所示。图3.5SIM800模块图模块背面注释详细如图3.6所示。图3.6模块背面注释详细模块资源如下:GSM/GPRS模块:SIM800A1个RS232接口；1个TIL串口接口；1个电源输入接口；1路音频输出；1路音频输入；1个翻盖式MICROSIM卡座；2个天线接口(SMA和IPX)；开关机接口一个；LED显示灯有两个(红色为电源，绿色为网络状态)清楚的引脚标识功能；VCC:电源输入为5~18V；GND:电源地；EN:控制引脚的是电源，高电平用于使能，低电平用于关断；232R\232T:232串口；RXD\TXD:TTL串口(3.3V系统)，与模块通信用的:BRXD\BTXD:TTL串口(3.3V系统)，用来升级模块固件；EPNEPP:耳机喇叭输出；MICPMICN:耳机麦克输入；模块尺寸图如图3.7所示。图3.7模块尺寸图3.3.3接线方式SIM800A单板一般都是利用串口方式发送AT指令，用来对模块进行控制，只需要电源和串口就可以运用这个模块REF_Ref5332\r\h[10]。下面是对控制模块接线方式的几种类型有TXD-TXD和RXID-RXID的平行接法。第一种是电脑与USB接口转为TTL模块对SIM800A模块进行调试，如图3.8所示。图3.8USB接口转为TTL接线方式第二种是电脑通过用USB接口转成232模块对SIM80A模块进行调试。这个产品是由泥人公司自行研制而成的，可在EUSB转232模式下工作，如图3.9所示。图3.9EUSB转232的连线方式第三种:控制器(MCU)单片机、嵌入式等，如图3.10所示。图3.10与控制器连接方式本设计采用的是第三种连线方式，与单片机以及电源相连接。SIM800模块一端接地，一端接5V电源，另外两端分别接单片机的TXD端（7）和XXD端（5），电路图如图3.11所示。图3.11SIM800电路图3.412864液晶显示模块显示数据存储器是LCD12864液晶显示屏储存点阵信息的计算机随机存取存储器，在要求显示出任意一个形状或者中文汉字的时候，对应的点阵信息就会被写入到对应的储存单元中，并且16*16点阵区域就能够显示一个中文，并且能够在一个8*16的点阵区域显示出一个非中文汉字字符，正常情况叫做半宽字体，也就是说一个中文汉字所占的显示面积是一个非中文汉字字符的两倍REF_Ref5433\r\h[11]。LCD12864液晶屏的信息必须寻找显示点、存储器中的地点和屏幕上主要的行、列相互关系。由于许多推动LCD组件的线路全是由一个行驱动器和2个列驱动器构成的，因此上下单独的64*64的LCD屏幕拼凑在一起产生一个12864的LCD屏幕，LCD屏幕的每一半都是会有一个512*8位的显示数据信息RAM。LCD12864液晶显示屏的屏幕的左半屏和右半屏的驱动电路通过芯片CS1来选定，而CS2则通过选择显示屏幕的内存。有少数的厂家为了让用户使用起来更加方便，对设计进行了相应简单的设计，除此之外，表明控制模块中增加了编解码电源电路，128*64液晶屏只需用一个挑选数据信号。应用行号和行数明确64*64液晶屏上标识点的部位。512*8位RAM的储存设备详细地址由页面详细地址和列地址决定，每一个储存设备储存8个液晶屏显示。12864液晶显示模块原理：基本所有的LCD液晶显示模块，目前我们都用12864的分辨度来表示以及显示，这是128列+64排的组合。12864LCD显示模块，每一显示点对应一个二进制数字，1表示高电平，表示亮，0表示低电平，表示熄灭。显示资料存储器是一种随机存取存储器，用以储存点阵信息。当点阵显示为一个字符或多个字符时，相应的数据会被写入相应的内存。它可以随意设计任何点阵，也可以随意画出文字，但主要还是要看液晶屏幕上的点位和内存地址的关系。液晶显示模块有很多种，此外，带中国汉字的12864液晶显示模块可以显示和图型，内部结构有8192个中国汉字(16*16点阵式)，128字符(8*16点阵式)，64*256点阵表明RAM(GDRAM)。它可以立即与CPU插口连接，而且可以给予二种连接微处理器的插口。12864显示屏电路如图3.12所示。图3.1212864显示屏电路图3.5RX-D0508柔性薄膜压力传感器一般情况下，压力感应器是高精密精确测量压力检测仪的电气测试仪器设备。压力感应器是将压力数据信号转变为工作标准的电压数据信号并导出的感应器。压力感测元件总共有的元件包含延展性感测元件和位移感测元件。弹性比较敏感元件的功能是将一定区域的精确测量压力更改为位移或应变力，随后由位移比较敏感元件或应变力变换，造成与压力有一定联系的电子信号REF_Ref5531\r\h[12]。自然，有时候延展性敏感元件和位移敏感元件的功用是组成的。该感应器不但能精确认知造成的压力信号，还能依照一定的办法将形成的压力信号转化成可以用的输出电信号。压敏元器件和信号控制部件通常组成压力感应器元器件。3.5.1工作原理外部的压力或压力太低会在一定水平上更改感应器的电阻值，随后将数据信号转化成频信号，最终送至微处理器。微处理器会开展计算，运算进行后会输出一个电流量操纵信号，随后将输出信号送至电流量控制回路，转化成4-20mA的仿真模拟电流量后输出。与此同时，微处理器将进行表明和设定的互动实际操作。这类串行通讯接口适用数字通信系统行业，应用专用插口。HART控制模块(根据HART协议书进行仿真模拟和数据相位差统一通信的控制模块)完成智能变送器的HART通讯。3.5.2功能描述在压力作用下，传感器的电阻随着压力的增加而降低，其压阻特征是电阻和压强的幂函数，电阻的倒数与压强的关系接近于线性关系，只需万用表即可测出传感器的基本特性，也可以经过软件和硬件对数据进行分析处理和转变。RX-D0508是一致小尺寸柔性压力传感器，其感应直径5mm，外力轮廓直径8mm，厚度100um，超薄、灵感、尺寸小等特点REF_Ref5665\r\h[13]。压力传感器采用串联电阻器实现电压分压，一端与5V供电，一端接地。一端接单片机的P13口（42），压力传感器电路如图3.13所示。图3.13压力传感器电路图3.5.3性能参数RX-D0508柔性薄膜压力传感器具有超薄柔韧，性价比高；测试稳定，反应灵敏的特点。性能参数如表3.2所示。表3.2性能参数参数数值单位备注静态电阻＞10兆欧与量程有关迟滞性＜5％物理属性漂移＜6％物理属性工作电压3—5V视情况而定工作温度-50—+50摄氏度高温导致温漂工作湿度0—90％湿度影响较小响应时间＜10ms物理特性

4软件设计4.1软件介绍（1）AltiumDesignerAltiumDesigner软件由Altium公司研究的。这是一个以电脑操作系统为主导的集成化电子产品开发系统软件。该体系将电源电路总体设计、PCB工程图纸编写、电路设计、拓扑结构逻辑性、信号完整性解析、设计输出技术性等技术很好的融合，为设计工作人员带来了新的设计方案和解决方法。设计者在制定的情况下便捷、方便，使用设计的人员也更易于应用这些手机软件，可以进一步提高电源电路的设计品质和生产效率REF_Ref5802\r\h[14]。目前用于电路设计的软件主要有AD、PADS和Cadence，由于学校学习一般使用AD，所以本项目也在AD环境下对系统进行设计。AD是一款集成了电路原理图和PCB的整套设计，该软件能够使设计者在设计时减少很多后顾之忧，当熟练使用后，设计电路的质量和速度都将大幅提高。KeilC51KeilC51由英国KeilC51开发设计，是一个与51系列产品C语言兼容的开发设计系统软件，与汇编对比，C语言在作用、构造、易读性、可扩展性等领域都十分优异。Keil给予了功能齐全的仿真模拟程序调试，包含详细的C语言编译器、宏程序集、连接器、库管理方法和集成化开发工具。Keil软件需要在WIN98、NT、WIN2000、WINXP等电脑操作系统上实行，才可以正常的工作中。如果我们的程序语言是C语言，Keil是大家的最好的选择。在软件模拟调节专用工具中，也可以获得更简易、更迅速的模拟结论。并在2005时被ARM收购，因此目前的Keil还可以用于STM32程序的编写。丰富的库函数和强大的集成式开发环境得Keil软件被广大爱好者爱不释手，在Windows的操作系统环境下，为会使用该软件的用户提供一个很好的界面REF_Ref5881\r\h[15]。目前广泛使用的版本为Keils，该版本于2013年10月发布。功能更加强大该软件对电脑的配置的要求也不是很高，在一定程度上看，降低了开发成本，所以多数情况下不会因电脑配置问题而导致无法运行该软件。4.2主函数模块通过对硬件的选型分析后，在软件上对主程序进行设计，该设计主要解决了两个问题：一是快递员存储物件，二是让收件人把快递取到。快递员给通信模块发送短信后，GSM模块在接收到AT指令后，生成一个四位数的密码，然后把指令转换为信号，发送到单片机上，快递员在保存完快递后，要把密码发给用户。然后用户取件时只需要将密码发送给通信模块，单片机接收到信号，然后GSM模块产生信息，在用户正确输入相对应的柜门密码后，快递箱门也会成功打开，用户将成功取得快递。系统启动后，首先进入初始化，初始化包含传感器的初始化和系统中各个部件模块的初始化，本设计通过发送短信形式实现输入数字、存件、取件的功能，快递员给通信模块发送存快递短信后，显示屏会显示对应的柜门密码，快递员将密码发送给用户，用户将密码发送给通信模块，继电器指示灯亮，模拟柜门打开。总程序流程图如图4.1所示。图4.1总流程图4.3GSM通信模块GSM模块的功能在进行编写时，需要参考一些GSM通讯协议，由单片机通过串口对处于休眠状态的GSM模块发出启动命令，随后启动定时器，协调GSM模块的串口速率和单片机的串口速率，并在AT指令给GSM模块发送短信后，模块会发送短信，然后就会生成一个4位数字的取货密码REF_Ref6073\r\h[16]。具体流程如图4.2所示。图4.2GSM流程图4.4LCD12864显示模块LCD12864显示模块的程序设计分为两个方面。一种是LCD显示系统的初始化，另一种是载入的方式。在屏幕初始化程序中，包含了屏幕显示，清屏，设置，流程图如图4.3所示。图4.3显示模块流程图

5实物测试5.1计费功能测试结果计费功能主要是利用压力传感器来实现的，压力传感器在感受到外力作用的情况下，传感器会把压力信号转变为电信号，根据压力的不同来显示价格的变化。下面用不同的压力来显示价格的不同，如图5.1和5.2所示。图5.1压力与价格的变化图5.2不同压力与价格的变化5.2存件与取件测试结果该功能主要利用SIM800A模块实现短信发送，快递员将寄件人以及地址通过短信发送到通信模块后预制一个密码，如图5.3所示。用户将密码发送到通信模块打开柜门，如图5.4所示。没有空闲快递柜时显示屏会显示已满，如图5.5所示。图5.3存快递显示图5.4取快递显示图5.5显示箱子已满测试结果：压力和价格的显示是通过压力传感器与一个电阻串联实现分压的效果，通过对压力传感器施加外力的不同来显示价格的不同。存取快递的实现主要先是快递员用手机给GSM模块发送寄件人以及地址信息后，通过单片机主控获取一个四位数的取件密码，并在显示屏上显示，然后快递员将取货密码通过短信方式发送到用户手机上，用户将取件密码发送给GSM模块，通过单片机主控，继电器指示灯亮，模拟柜门打开，取件成功。

结论本文的设计系统主要是以51单片机作为主要的控制芯片，主要运用GSM短消息模块的快递柜，是一种带有存件和取件的设备，操作相对简单，性价比较高，能够使快递员在相应小区内配送快件的效率提升。本系统硬件采用的是51单片机，12864液晶显示屏，SIM800A模块，继电器以及压力传感器。51单片机为主要控制单元，利用SIM800A模块作为主要的无线通信模块，完成快递员存件获取的密码以及用户取件发送的密码。并且压力传感器模块，以数据传感器为信号，将所采集到的信号传送到单片机中，再由单片机进行控制和处理，并将相关的信息传输到LCD12864显示屏上。完成无人模式的存取件快递柜。该方案具有硬件电路简单、软件较为成熟、硬件成本较低、制作相对简单、性价比较高，并且比较容易大量生产等特点，具有非常好的的实用价值。

参考文献孙红,周帆,刘玉博.智能自助快递柜的应用及发展方向[J].科技传播,2016(5):97,139.于广天.校园快递物流最后1km解决方案探讨[J].现代经济信息,2016(9).324,326.严桂琴,刘雅婧.校园智能快递柜服务系统的优化研究[J].现代经济信息,2016(18):322.杨士涓,周燕蓉,顾淑红.“互联网+”时代下高校校园快递配送模式研究[J].物流科技,2017(2):89-92.李雪梅,利红易,龚如州.高校快递派送问题分析及解决方案研究-以桂林高校为例[J]．中国市场,2021(3):118-119,123.LinglingZhong,ZhongLingling,CaoJianan,LiChangkai.DesignofFungiFermentationC-ultivationSystemBasedonSingle-ChipMicrocomputer[J].JournalofPhysics:ConferenceSerie-s,2020,1678(1).康德,罗雄.欧阳代富.智能快递取件系统[J].通讯世界,2016(6):225-226.邓旭宇,谢永梅,范林榜.高校校园快递发展现状及对策研究[M].物流工程与管理.2015(11):202-204,227.李闰红,胡玉月,卢亚盈.高校快递服务中问题及对策研究[J].现代商贸工业,2016(8):36.38.孙有婷,王嘉祺,龙斌.浅谈高校智能快递的改进与推广[J].现代商业,2016(20)163-164.王凤美.谈最后1km的智能化解决方案[J].物流工程与管理,2016(6):67-68,123.付军.智能快递盒子的现状和未来发展趋势[J].科技创新与应用,2014(31):25.李浩然,李朵然,王蕾.智能快递柜的设计与实现[J].电子制作,2015(7):60-61.饶逸君,罗晓玲,姚军.智能快递收取系统的设计与实现[M].信息技术与信息化,2014(8):110.112.邹恒涛.基于Smart210的智能快递柜终端系统的设计与实现[D].合肥:安徽大学,2016.46.蒋浩.基于MCU的智能快递投送系统的开发[J].电子世界,2016(14):161-162.

致谢 鲜衣怒马少年时，不负韶华行且知。全文将至，也意味着我大学四年的生涯即将结束。始于2018年金秋，终于2022盛夏，回首四年光阴，目光所及，皆是回忆。我即将带着期望与祝福离开校园，开始新的征程。桃李不言，下自成蹊。首先我要感谢李慧芳老师在我完成论文过程中的帮助，从繁忙的教学研究中抽出时间为我提供悉心的指导和合理的建议。其次要感谢各位授课老师这四年中的帮助与照顾，才使我度过了这受益匪浅的四年，承蒙教诲，学生心存感激，祝各位老师今后工作顺利，身体健康。树高千尺不忘根深沃土。感谢我的家人二十余载对我无微不至的照顾与支持，给我无限的爱与温暖，让我站在他们的肩膀上，见识到更广阔的世界。养育之恩，无以为报。只有不断努力，成为他们的骄傲。祝愿家人们身体健康，平安喜乐。山水一程，三生有幸。感谢我的室友苏欣雨和潘玉梅，喜乐同担。感谢一直陪伴在我身边初见乍惊欢，久处仍怦然，是你们让我在这四年成为了更好的自己，愿我们此前程似锦，再相逢依旧如故。所爱隔山海，山海皆可平。还要感谢我的挚友张志谦，一直鼓励我进步，教我人情世故。深情不及久伴，厚爱无需多言，愿我们以后的日子不负彼此，携手余生。寥寥数语，难诉衷肠。最后我要感谢我的母校兰州城市学院，感谢母校给予我四年美好时光，谢谢一路陪伴和悉心培养，愿有前程可奔赴，亦有青春可回首，以梦为马，不负韶华，前程似锦，一路繁花。

附录A原理图

附录BPCB图

附录C程序部分vu8Recmsg_getval(vu8*s,vu8*name,vu8*dat,vu16datmaxlen){vu16i,j,len=strlen((constchar*)s),k;for(i=0;i<len;i++){if(s[i]==name[0]){j=0;while(*(s+i+j)){if(*(s+i+j)!=name[j])break;j++;}if(j==strlen((constchar*)name))//找到字段{if((s[i+j]!='=')&&(s[i+j]!=':')&(s[i+j]!=','))//防止字段dat,dats冲突,所以字段值=或者:;else{i++;if((s[i+j]==34)&&(s[i+j+1]==34))//返回值为""认为没数据{dat[0]=0;return0;}elseif((s[i+j]==39)&&(s[i+j+1]==39))//返回值为''认为没数据{dat[0]=0;return0;}else{if((s[i+j]==34)||(s[i+j]==39))//数据可能以单引号或双引号开头i++;for(k=0;k<datmaxlen;k++)//要限制长度,不然超了会溢出{if((s[j+i+k]==',')||(s[j+i+k]=='')||(s[j+i+k]==34)||(s[j+i+k]==39)||(s[j+i+k]=='\r'))break;*dat++=s[j+i+k];}*dat++=0;return1;}}}}}return0;}vu8sys[4];vu8dat11[5];voiddelayms(intz){ intx,y; for(x=110*12;x>0;x--) for(y=z;y>0;y--);}voidTimer0_Init(void){ TH0=(65536-10000)/256; TL0=(65536-10000)%256; TMOD|=0x01; EA=1; ET0=1; TR0=1;}sbitk1=P2^5;sbitk2=P2^6;sbitk3=P2^7;sbitjdq1=P1^4;sbitjdq2=P1^5;vu8mima[2][4]={0,0,0,0,0,0,0,0},dizhi[2][4],shoujianren[2][4];voidmain(void)//切换界面才进行保存{ vu16i,j,k=0,b=0;LCD_Init();//液晶初始化 Usart_Config(1);//串口1初始化 //定时器0初始化 Timer0_Init(); SysRead((u8*)&sys[0],4);//系统读取参数 InitADC(); while(1){ i=GetADCResult(2)/(1024.0/99.0); LCD_DisStr(0,0,"压力:"); LCDW_Dat(i/10+48); LCDW_Dat(i%10+48); i*=2; LCD_DisStr(0,4,"价格:"); LCDW_Dat(i/100+48); LCDW_Dat(i/10%10+48); LCDW_Dat(i%10+48); if(Uart_RecOk1) { Uart_RecOk1=0; if(Recmsg_getval((constchar*)&Uart_Rx1[0],"mima",dat11,4)) { i=255; if((mima[0][0]==dat11[0])&&(mima[0][1]==dat11[1])&&(mima[0][2]==dat11[2])&&(mima[0][3]==dat11[3])) { jdq1=0; i=0; } if((mima[1][0]==dat11[0])&&(mima[1][1]==dat11[1])&&(mima[1][2]==dat11[2])&&(mima[01][3]==dat11[3])) { jdq2=0; i=1; } if(i<255) { LCD_DisStr(1,0,"寄件人:"); LCD_DisStr(1,4,&shoujianren[i][0]); LCD_DisStr(2,0,"地址:"); LCD_DisStr(2,4,&dizhi[i][0]); mima[i][0]=0; } else LCD_DisStr(2,0,"无对应"); delayms(1000); jdq2=1; jdq1=1; LCD_DisStr(1,0,""); LCD_DisStr(2,0,""); for(i=0;i<30;i++) Uart_Rx1[i]=0; } elseif(strstr((constchar*)&Uart_Rx1[0],"k1")) { for(i=0;i<2;i++) { if(mima[i][0]==0) break; } if(i>=2) { LCD_DisStr(1,0,"箱子已满"); } el