摘要：整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)用到了STM32為主控芯片，配合以指紋識(shí)別模塊、矩陣鍵盤、Wi-Fi 模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊、OLED 顯示屏，實(shí)現(xiàn)了用戶可以通過(guò)微信小程序快速將物品寄存在無(wú)人交易管理系統(tǒng)內(nèi)出售或出租，管理員可以遠(yuǎn)程協(xié)助買家完成柜門開(kāi)閉的操作，最終滿足了遠(yuǎn)程無(wú)人值守的線上交易、線下取貨的用戶需求。平臺(tái)化的交易實(shí)現(xiàn)了對(duì)買賣雙方的監(jiān)管，線下寄存取貨滿足了雙方時(shí)間不統(tǒng)一的痛點(diǎn)，也符合了現(xiàn)代社會(huì)在新形勢(shì)下對(duì)無(wú)人智慧新零售系統(tǒng)的需要[1-3]。

關(guān)鍵詞：微信小程序；物聯(lián)網(wǎng)；STM32；新零售；無(wú)人交易

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2024）27-0056-03

0 引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越成熟，基于此技術(shù)的物品管理軟件系統(tǒng)的發(fā)展也越來(lái)越完善[4]。針對(duì)物品寄存式管理，了解了當(dāng)前我國(guó)無(wú)人零售的實(shí)際情況作為參考，結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)于無(wú)人倉(cāng)庫(kù)管理的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)[5]。針對(duì)無(wú)人值守的物品寄存式交易管理系統(tǒng)[6]，得出了一套系統(tǒng)解決方案，普通用戶可以通過(guò)微信小程序快速發(fā)布要出租或者出售的物品。線下門店，可以幫助此用戶暫存此物品，解決了用戶的痛點(diǎn)。消費(fèi)者可以通過(guò)微信小程序，查看想要購(gòu)買或者租賃的物品，如果有合適的，會(huì)去線下門店自取。

1 設(shè)計(jì)方案

智能無(wú)人值守寄存交易系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式為基于微信小程序應(yīng)用，通過(guò)微信訪問(wèn)物品交易頁(yè)面。微信小程序頁(yè)面基于MVC設(shè)計(jì)模式，通過(guò)此模式完成了顯示頁(yè)面與邏輯處理和數(shù)據(jù)處理分離，符合了職責(zé)單一性的軟件模式，讓程序具有更好的維護(hù)性、可擴(kuò)展性。

整體電路圖包括按鍵電路、液晶顯示器、Wi-Fi 模塊、機(jī)械鎖模塊、音頻輸出模塊。按鍵電路用來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶通過(guò)密碼實(shí)現(xiàn)開(kāi)鎖，以及用戶忘記密碼、指紋失效等異常情況下管理員通過(guò)超控密碼實(shí)現(xiàn)開(kāi)鎖的功能。液晶顯示器用來(lái)做信息提示，展示品牌方信息，展示引導(dǎo)用戶進(jìn)行下一步操作的說(shuō)明，顯示管理員聯(lián)系方式等功能。Wi-Fi 模塊是實(shí)現(xiàn)機(jī)械鎖的聯(lián)網(wǎng)功能，使管理員可以進(jìn)行遠(yuǎn)程管理，控制機(jī)械鎖的開(kāi)啟和關(guān)閉。音頻輸出模塊可以配合將液晶顯示器里的提示文字進(jìn)行語(yǔ)音提示輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的強(qiáng)提醒功能，如圖1所示。

無(wú)人值守寄存式交易系統(tǒng)的各模塊工作方式是：賣家寄存物品時(shí)管理員協(xié)助其通過(guò)按鍵電路設(shè)置開(kāi)鎖密碼，系統(tǒng)進(jìn)行保存；如果是出租物品則可以通過(guò)指紋模塊設(shè)置自己取用的指紋鎖；買家購(gòu)物時(shí)通過(guò)液晶顯示器上的聯(lián)系方式聯(lián)系管理員，管理員通過(guò) Wi-Fi 模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開(kāi)鎖；全程操作都有語(yǔ)音模塊對(duì)操作進(jìn)行提醒。

2 用戶交易系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

通過(guò) STM32 實(shí)現(xiàn)無(wú)人監(jiān)管的環(huán)境下，賣家、買家實(shí)現(xiàn)無(wú)須見(jiàn)面的物品交易、租賃行為，所有模塊與STM32芯片相互連接，最終實(shí)現(xiàn)線下按鍵控制，遠(yuǎn)程控制的功能，STM32原理圖如圖3所示。為了數(shù)據(jù)更好的安全性，增加了指紋模塊，管理員可以通過(guò)指紋快速地完成硬件的驗(yàn)證操作，指紋模塊的識(shí)別如圖2 。

完整的硬件接口圖如圖4所示，此接口為焊接完成后的接口：1） 舵機(jī)鎖預(yù)留接口；2） 音頻輸出設(shè)備接口；3） 0.96 寸顯示屏；4） 光學(xué)指紋識(shí)別設(shè)備；5） 矩陣鍵盤；6） 程序燒錄口；7） Wi-Fi 模塊。

串口屏幕通信的具體實(shí)施步驟：用 TXD接口將串口通信的報(bào)文通過(guò) TXD 接口傳送給接收裝置RXD，通信雙方的報(bào)文格式必須統(tǒng)一，以保證數(shù)據(jù)的正常收發(fā)。STM32中的串行異步通信所要求的參數(shù)有：起始位、數(shù)據(jù)位（8位或9位）、奇偶校驗(yàn)位（9位）、停止位（1、2位）和波特率[7]。

UART串口通信的數(shù)據(jù)包以幀為單位，幀結(jié)構(gòu)通常包括幀頭和幀尾，一般情況下是將傳輸數(shù)據(jù)夾在幀頭和幀尾中間，幀頭和幀尾可以簡(jiǎn)單理解是信號(hào)處理的暗號(hào)，好像是二人之間的約定一樣，幀頭是給接收方進(jìn)行判斷是一個(gè)完整數(shù)據(jù)的開(kāi)始，而幀尾可以理解為是告訴接收方我這段數(shù)據(jù)傳輸完畢了，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中可以進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，開(kāi)發(fā)者在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中寫入了一種算法，稱為奇校驗(yàn)和偶校驗(yàn)位，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行核查檢驗(yàn)，就可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性[8]。

2.1 時(shí)鐘電路

時(shí)鐘電路是STM32單片機(jī)的主要驅(qū)動(dòng)源，采用任意一種外設(shè)就需要啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻。在不需要外加電源的地方，人們也可把時(shí)鐘關(guān)閉，這樣就能夠減少計(jì)算機(jī)的耗電量，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)電，達(dá)到低功耗的目標(biāo)。由于晶體振蕩器在上電源啟動(dòng)時(shí)振蕩生成的脈沖波形，并常常伴隨著一些諧波傳動(dòng)加入主波形中，干擾了單片微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行性能，所以增加這2個(gè)電容C1、C2都是為了把這些諧波傳動(dòng)過(guò)濾。晶體振蕩器通常用于為單片微型計(jì)算機(jī)的主時(shí)鐘（5：OSC_IN，6：OSC_OUT）

2.2 矩陣鍵盤

矩陣鍵盤開(kāi)鎖：矩陣鍵盤作為本設(shè)計(jì)的密碼鎖，對(duì)賣家和買家之間實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸的物品交易起到重要作用。矩陣鍵盤的原理為逐行掃描法。

按鍵電路有4個(gè)引腳。其中兩兩相同。人們?cè)谶B接電路的時(shí)候只需要連接2個(gè)引腳就可以了。工作原理其實(shí)就是一個(gè)對(duì)信號(hào)的高低電平檢測(cè)。在按鍵被按下時(shí)，單片機(jī)引腳的IO口就會(huì)檢測(cè)為低電平。這些IO口電平特性的改變就會(huì)程執(zhí)行相應(yīng)的功能操作。判斷按鍵是否按下if（K1==0）{while（K1==0）去延時(shí)，數(shù)值加;if（K2==0）{delay_key（）延遲，然后while（K2==0）;是否按下，如果按下，數(shù)值減。

2.3 顯示模塊

OLED可以顯示來(lái)自傳感器收集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并可以顯示預(yù)設(shè)定比如開(kāi)門提示，如果沒(méi)法開(kāi)門，屏幕就是顯示錯(cuò)誤信息，并且揚(yáng)聲器報(bào)警器響一下，這個(gè)是同步的邏輯功能。PA5和PA7連接STM32主控芯片，顯示來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)，其電路圖如圖5所示。

2.4 報(bào)警模塊

蜂鳴器的功能和家庭電器的揚(yáng)聲器有異曲同工之妙，一般情況下，工作電流較大，但由于電路中的TTL無(wú)法驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，必須要加上一個(gè)電流放大器，這樣就很難使蜂鳴器產(chǎn)生響聲，所以把三極管加到蜂鳴器里，增加了電流。蜂鳴器的正極一端與三極管相連，為避免三極管被直接導(dǎo)通，在單片機(jī)的IO端口上加上一個(gè)1 K的限流電阻器，用 MCU的 IO端口輸出較高的電平，三極管在高電位時(shí)接通，從而使蜂鳴器的電流構(gòu)成回路，并產(chǎn)生聲音。三極管截止，在引腳處于低電位時(shí)，蜂鳴器不會(huì)發(fā)聲。

2.5 用戶端設(shè)計(jì)

信息發(fā)布者可以通過(guò)微信小程序把對(duì)應(yīng)的要上傳的物品信息進(jìn)行上傳，相關(guān)的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)為物品的名稱、原始的價(jià)格、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)購(gòu)買的商品截圖、期待出租或者出售的價(jià)格、物品的圖片、物品的小視頻簡(jiǎn)介。物品的小視頻簡(jiǎn)介可以讓購(gòu)買用戶更好地了解商品的實(shí)際情況，因?yàn)槭嵌制?，可以通過(guò)視頻能更好地查看商品的折舊狀況，提高購(gòu)買者的實(shí)際用戶體驗(yàn)。上傳完成后，會(huì)生成此商品對(duì)應(yīng)的二維碼，一維碼商品標(biāo)識(shí)。以后，可以通過(guò)二維碼和一維碼對(duì)物品進(jìn)行快速操作。

用戶可以在掃描柜子上顯示的二維碼查看或者編輯信息，這里對(duì)用戶進(jìn)行主客態(tài)的區(qū)分，用戶第一次掃碼則綁定為商家用戶，對(duì)其授權(quán)可以修改表格統(tǒng)計(jì)的信息，第二個(gè)掃碼的用戶則不再允許其在線編輯物品信息。如圖6所示。

2.6 數(shù)據(jù)庫(kù)模塊

本設(shè)計(jì)使用 MySQL作為主數(shù)據(jù)庫(kù)，MySQL是一款廣泛使用的開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品，因?yàn)槭敲赓M(fèi)的，使用范圍非常廣泛。首先，需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)名為pro_data?base 的數(shù)據(jù)庫(kù)，創(chuàng)建命令為CREATE DATABASEpro_database。隨后，創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表。最終，將通過(guò)Java 語(yǔ)言完成數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的讀寫操作。本設(shè)計(jì)使用SpringBoot 作為服務(wù)器端開(kāi)發(fā)程序框架，可以快速、安全可靠地完成程序的編程工作。

3 系統(tǒng)測(cè)試

系統(tǒng)整體包括了 STM32 芯片、Wi-Fi 模塊、指紋識(shí)別模塊、舵機(jī)機(jī)械鎖、音頻輸出模塊、矩陣鍵盤電子線路。管理員可以通過(guò)鍵盤設(shè)置開(kāi)鎖模式，有密碼模式、指紋模式、Wi-Fi 開(kāi)鎖模式如圖7。密碼模式下管理員可以讓賣家用戶設(shè)置個(gè)人物品密碼，也可以通過(guò)超控密碼幫用戶修改密碼。指紋模式下用戶可以錄入個(gè)人指紋密碼，實(shí)現(xiàn)快速取用個(gè)人物品。Wi-Fi 開(kāi)鎖模式下可以輕松實(shí)現(xiàn)用戶租賃時(shí)，管理員進(jìn)行遠(yuǎn)程快捷開(kāi)鎖，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸的物品交易，極大地減少了用戶時(shí)間與空間上的成本。

當(dāng)用戶準(zhǔn)備購(gòu)買東西的時(shí)候可以通過(guò)微信小程序，直接進(jìn)行商品的主頁(yè)面如圖8所示，在小程序主頁(yè)上，有商品的查詢、商品的推薦、商品的分類，可以更好地讓用戶找到想要找的對(duì)應(yīng)內(nèi)容，比如二手書、生活用品、數(shù)碼用品、一些小玩具等等，提高用戶的體驗(yàn)。當(dāng)點(diǎn)中某個(gè)商品后，可以進(jìn)入商品的詳情頁(yè)面，在此頁(yè)面里面，可以看到商品圖片、視頻等相對(duì)應(yīng)的介紹。至此，實(shí)現(xiàn)了基于微信小程序的智能無(wú)人寄存式交易管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

4 結(jié)論

在這個(gè)快速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，伴隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增加和新媒體的傳播范圍廣泛的今天，在互聯(lián)網(wǎng)高度發(fā)展的時(shí)代大背景之下，人們對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)工程本身的需求也在進(jìn)一步增加。本文是基于在網(wǎng)絡(luò)交易和線上線下物資流動(dòng)的時(shí)代變遷中，基于傳統(tǒng)的快遞及物資流動(dòng)方式。提出的微信小程序智能無(wú)人寄存式服務(wù)，該服務(wù)在一定程度上依托互聯(lián)網(wǎng)和智能系統(tǒng)展開(kāi)。在整體設(shè)計(jì)上采用了適合的硬件設(shè)備和久經(jīng)考驗(yàn)的系統(tǒng)設(shè)置。這也使得該系統(tǒng)在整體試運(yùn)營(yíng)中，使管理者與客戶之間有著良好的人機(jī)交互過(guò)程。在物品寄存的內(nèi)容上采用多元化的選擇，而解鎖方式也可使用指紋等多種方式給予了客戶多類型的選擇方法，滿足各種各樣的客戶需求，進(jìn)一步幫助使用者有效地完成各種寄存式服務(wù)，真正達(dá)到了提升相關(guān)領(lǐng)域工作能力的特點(diǎn)，也切實(shí)解決了現(xiàn)階段在物資交互過(guò)程中間造成的人力成本昂貴和時(shí)間沖突等情況，一定程度上為未來(lái)解決此類方面的問(wèn)題提供了思考和借鑒。

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【通聯(lián)編輯：梁書】

基金項(xiàng)目：齊齊哈爾大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（編號(hào)：201910232129）