基于STC89C52單片機的智能恒溫存儲外賣柜設計分析

王濤 陳鑫 何建軍

（成都理工大學信息科學與技術學院，四川 成都 610059）

一、智能恒溫存儲外賣柜的系統(tǒng)硬件設計

（一）STC89C52單片機

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

（二）微處理器

基于STC89C52單片機為主控制器，應用高性能微控制器與看門狗定時器，內置STC89C52單片機的上電自動復位電路，應用3個16為定時器、4個外部中斷、1個7向量4級中斷結構，使STC89C52單片機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單片機電路和數(shù)字溫度傳感器電路、按鍵電路、蜂鳴警報器、繼電器控制電路、液晶顯示與電源電路組成。STC89C52單片機作為恒溫系統(tǒng)應用的核心，需要在溫度測量模塊和蜂鳴器報警裝置的作用下構建相對完整的智能恒溫優(yōu)化控制系統(tǒng)。

（四）通信模式

通信模塊也被稱為GMS模塊，模塊內共有124個頻道，各個頻道之間保持200kHz的間隔，可實現(xiàn)8個用戶的頻道共享，在時間上復用。智能恒溫外賣柜系統(tǒng)信號的發(fā)送并不具備連續(xù)性特點，信號的發(fā)送屬于突發(fā)性。上行規(guī)定與下行規(guī)定應用同樣的ARFCN信道與時系號，系統(tǒng)基站與移動設備之間保持三個時系，下行電路領先上行電路三個時系時間?；赟TC89C52單片機的外賣柜系統(tǒng)通信模塊應用了多路傳輸，比如TDMA與FDMA，時分多址的接入技術使系統(tǒng)通信模式性能更加突出，優(yōu)勢顯著。在通信模塊中插入手機卡，將STC89C52單片機作用發(fā)揮到最大，對各個外賣恒溫箱的編號和對應密碼及時采集并處理，利用Uart端口將恒溫箱編號與密碼傳送給通信模塊，在軟件設置的作用下箱子編號與密碼可發(fā)送給特定手機號。當用戶收到來自外賣配送人員傳遞的恒溫箱編號與密碼，來到外賣柜前輸入編號與對應密碼后即可取到保溫中的餐飲[2]。

（五）太陽能供電

基于STC89C52單片機的智能恒溫外賣柜系統(tǒng)與經(jīng)濟環(huán)保目標相符，應用多晶硅太陽能板，其光電轉換效能為12%。多塊多晶硅太陽能板并聯(lián)設置，給STC89C52單片機的正常工作提供足夠電壓。多晶硅材料生產(chǎn)成本較低，制作簡單，應用后可以降低智能恒溫外賣柜的電耗。

二、智能恒溫存儲外賣柜的系統(tǒng)軟件設計

在STC89C52單片機的作用下，智能恒溫存儲外賣柜系統(tǒng)硬件部分得到優(yōu)化，各項系統(tǒng)功能完善，滿足外賣柜工作需求。為了實現(xiàn)智能恒溫存儲外賣柜程序的可移植性，研究人員將項目程序劃分為多個模塊進行分別處理，各模塊有著相應的形參為接口。使用Keil軟件編寫并調試系統(tǒng)程序，以C語言編寫作為程序語言，使語言容易讀取，可移植性較高。程序中包含main函數(shù)、溫度檢測函數(shù)、時鐘函數(shù)、定時函數(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)，為各個模塊上電之后，系統(tǒng)管理人員需要對參數(shù)初始化設置，結合系統(tǒng)運行情況給出指令，在智能恒溫存儲外賣柜使用過程中及時體現(xiàn)恒溫和智能提醒的功能，給用戶生活帶來便利。

智能恒溫存儲外賣柜以平臺化方式向餐飲店、快遞公司、商業(yè)超市、生鮮食品超市、電商平臺、外賣O2O平臺和社區(qū)服務商展開服務，致力于全社會餐飲食品定制化服務。搭建生活智能服務平臺使智能恒溫存儲外賣柜可以實現(xiàn)快速存取餐功能，用戶關注微信公眾號，通過觸屏操作就能完成存取餐的流程。智能恒溫存儲外賣柜的柜體帶有保溫與加熱功能，使用時帶有節(jié)能效應，可以放在辦公室、學校與社區(qū)周圍，也可直接與辦公APP連接。在系統(tǒng)軟件優(yōu)化設計下，恒溫存儲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，保溫箱打開之后每個箱子都在加熱。（2）取餐功能，取餐人可以通過微信一鍵取餐，也可以通過屏幕輸入驗證碼取餐，取餐完成后箱子恢復常溫狀態(tài)。（3）配餐柜終端G5.0基于嵌入式開發(fā)MQTT協(xié)議，實現(xiàn)支持GPRS、RJ45網(wǎng)絡接口雙向切換通信，支持各種尺寸觸屏操作，支持多協(xié)議硬件控制，遠程在線升級。

總結：總而言之，智能恒溫存儲外賣柜應用后，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了方便。智能恒溫系統(tǒng)以STC89C52單片機為核心，在微處理器、恒溫系統(tǒng)、通信模式、智能提醒、太陽能供電等模塊功能的作用下，完善系統(tǒng)軟硬件優(yōu)化設計。