智能快递柜

第1章绪论

这一章讲了单片机在现在生活中的发张趋势和应用范围，并对本课题的背景及意义，阐述了其发展状况。简要说明了本文所介绍的内容。

1.1 单片机的发展史

单片单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。由于单片机在工业控制领域的广泛应用，为使更多的业内人士、学生、爱好者，产品开发人员掌握单片机这门技术，于是产生单片机开发板，比较有名的例如电子人DZR-01A单片机开发板。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。

单片机（Microcontrollers）诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段，早期的SCM单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此后在8051上发展出了MCS51系列MCU系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。

单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。

1.2 智能快递柜的发展趋势

近年来，随着电子商务的迅猛发展，快递业务呈高速增长趋势，但快递末端“最后一公里”投递问题却成为快递发展的瓶颈。智能快递投递箱将快件暂时保存在投递箱内，并将投递信息通过短信等方式发送用户，为用户提供24小时自助取件服务，这种服务模式较好地满足了用户随时取件的需要，受到快递企业和用户的欢迎，为解决快件“最后一公里”问题提供了有效的解决方案。国家邮政局领导高度关注智能快递投递箱的发展，指示要尽快开展智能快递投递箱相关标准研究工作，以期在发展初期就对智能快递投递箱的使用与管理问题进行研究和规范，以推动这种服务模式规范化、健康化发展。

自2003年以来，随着电子商务的快速发展，物流面临着严峻的考验。众所周知，淘宝搞的双十一活动，掀起了一股网购大风。不仅如此，快递包裹也跟着席卷开来。各地的物流仓库都出现了快递包裹爆仓，出仓的速度远远跟不上进仓的速度。这种现象的出现与快递配送的“最后一公里”不无关系。

各行各业试图解决这快递“最后一公里”的问题，包括增加配送人员，包裹代收，设立共同配送点等等，不过还是改变不了人等人的局面。最终，智能快递终端被引用进来。

在国外，24小时自助快递站已经有10多年的发展历史，日本每栋楼宇都有一个标准的配置用来收发快递，操作十分简单,只有像信用卡等贵重或者重要物品一定要送达本人签字，德国、俄罗斯、法国、爱沙尼亚等欧洲国都在使用。

2012年2月至6月，DHL国际快递对瑞士3个不同地点的3台全天候自助包裹终端机进行了测试。第一台自助包裹终端机于2月安装在苏黎世的一家加油站，已经投入运营，另外两台将安装到瑞士西部地区。

在国内，智能快递终端还处于刚刚起步状态。不少高新科技公司纷纷推出了各种快递终端。小部分地区已经出现了智能快递终端的身影，它们分布在大中专院校、企事业单位、社区、写字楼、工厂等地。给收件用户提供了一个自由便捷的快递服务。

也许智能快递终端不能完美地解决物流的“最后一公里”，但是，可以肯定的是它将会给人们的生活带来极大的便利。

1.3 设计研究的要求及能实现的主要内容

智能快递投递箱系统物联网这一核心技术，包括前台站点快件存取和后台中心数据处理两部分。物联网就是通过红外感应、蓝牙等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。有了“物物相连”的网络后还需要依靠先进的信息处理技术。

第2章设计过程及方案

2.1 设计方案

系统采用STC89C52单片机板，使用红外线感应模块，按钮矩阵模块，蓝牙模块控制驱动器控制电机转动的不同角度，将齿轮和齿轮条与异步电机练接。就可以实现齿轮条的转动来控制机械臂的定位。我们在不同的三个按钮上设施了不同的使异步电机旋转的角度。有60度，120度，360度。当操作不同的按钮时三个异步电机就会转动不同角度，机械臂移动到不同位置寻找物品。

2.2 设计原理

使用STC89C52单片机，在STC89C52单片机的P1.0-P1.3接步进电机一，P1.4-P1.7接步进电机二，在单片机P0.0-P0.3接步进电机三。在P2口接矩阵按键，在P3.2接红外遥控，在单片机的P3.1接蓝牙模块的RXD，在步进电机的P3.2口接TXD。其他引脚接VCC 和GND。

第3章硬件电路设计

3.1 最小系统设计

1）在STC89C52单片机的P1.0-P1.3接步进电机一

2）P1.4-P1.7接步进电机二

3）在单片机P0.0-P0.3接步进电机三

4）在P2口接矩阵按键，在P3.2接红外遥控

5）在单片机的P3.1接蓝牙模块的RXD

6）在步进电机的P3.2口接TXD。其他引脚接VCC和GND