基于STM32F103VE的智能信箱系統的設計與實(shí)現

2.4 存儲陣列設計

系統用存儲陣列來(lái)存儲信件，當中按行列分布了多個(gè)存儲單元，每個(gè)單元由兩部分空間組成，一部分存放信件，稱(chēng)為存儲板，另一部分作為行運送軌道的一部分，排列在存儲板的正上方。圖1是系統的模型示意圖，根據它可以進(jìn)一步說(shuō)明如何實(shí)現信件的存儲。

存儲板和滑臺的形狀是相互耦合的，它們即能夠托載信件又能相互通過(guò)來(lái)實(shí)現信件的抬起和放下。這里以存儲信件為例，說(shuō)明其具體過(guò)程，過(guò)程分為5步：①信件被放置在存/取信口的滑臺上，豎直滑軌帶動(dòng)水平滑軌和滑臺通過(guò)運送通道向下移動(dòng)到目標行；②水平滑軌帶動(dòng)滑臺通過(guò)行運輸軌道來(lái)到目標存儲板上方；③確保到位后，豎直滑軌再次下移，滑臺穿過(guò)存儲板，將信件放置到了存儲板上；④滑軌帶動(dòng)滑臺回到存/取信口。這樣，經(jīng)過(guò)兩組滑軌的輪流操作，就完成了一次存信操作，并開(kāi)始等待下一次操作。同理可知，取出信件的過(guò)程正好為該過(guò)程的逆操作，這里不再贅述。

三、 控制系統

3.1 硬件構成

本系統的主控芯片為STM32F103VE單片機，內置IIC、SPI總線(xiàn)接口和512K閃存等，屬于A(yíng)RM v7-M里的Cortex-M3系列。硬件部分還包括觸摸屏模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、存儲器模塊、電機配置模塊、電源模塊、網(wǎng)絡(luò )接口等。觸摸屏采用7寸TFT電阻式觸摸屏，通過(guò)SPI1接口與單片機連接，由恒流源芯片PT4101為觸摸屏提供LCD背光源。

實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊采用DS1302芯片，通過(guò)IIC2接口接入單片機，為系統提供時(shí)間參考，實(shí)現定時(shí)提醒功能。存儲器采用SST25VF016B 2M FLASH，用于存放信件存儲信息和用戶(hù)賬號信息等。電機配置模塊主要由步進(jìn)電機驅動(dòng)器、繼電器和三極管組成，用于片選不同的電機驅動(dòng)器，并對其控制端口進(jìn)行配置，以實(shí)現對電機的控制。

網(wǎng)絡(luò )接口用于接入網(wǎng)絡(luò )，將信箱內的信息實(shí)上傳到網(wǎng)絡(luò )上，供用戶(hù)查看是否有信、修改密碼等，也方便管理員管理和修改信息。

3.2 μC/OS-II

μC/OS-II的任務(wù)主要包括兩部分，時(shí)鐘管理與任務(wù)調度。操作系統會(huì )以定時(shí)中斷服務(wù)程序的型式調用時(shí)鐘節拍函數，實(shí)現對系統時(shí)鐘的管理。當新的時(shí)鐘節拍到來(lái)時(shí)，系統判斷各任務(wù)的優(yōu)先級，并按照優(yōu)先級高低將任務(wù)排入就緒隊列中。若當前最高優(yōu)先級任務(wù)滿(mǎn)足執行條件，則直接運行，直到需要某種臨界資源時(shí)，任務(wù)會(huì )主動(dòng)請求掛起，這時(shí)系統會(huì )調度就緒隊列中下一優(yōu)先級的任務(wù)，使其獲得執行權。

3.3 賬號管理

所有使用者都有賬號和密碼，作為操作權限的唯一憑據。賬號數量可以根據用戶(hù)數目自由添加或刪減，分配靈活。賬號的類(lèi)型有三種，即用戶(hù)賬號、管理員賬號和投遞賬號，它們具有不同的操作權限。當輸入密碼錯誤時(shí)，系統不會(huì )響應任何要求，因此可以有效杜絕信件丟失和垃圾廣告進(jìn)入信箱占用空間等現象。

3.4 提醒功能

當系統收到來(lái)信時(shí)，系統會(huì )自動(dòng)向網(wǎng)絡(luò )更新信息，主顯示屏會(huì )滾動(dòng)顯示收到來(lái)信的用戶(hù)賬號。郵遞員將信件放入信箱時(shí)，系統會(huì )讀取當前日期，并計算出一個(gè)提醒日期，作為該信件的信息存儲在存儲器中。同時(shí)，系統會(huì )定期檢查當前日期是否超過(guò)所存信件的提醒日期，若超過(guò)，會(huì )發(fā)送信息至網(wǎng)絡(luò )和顯示屏，要求用戶(hù)及時(shí)取走信件，若用戶(hù)仍長(cháng)期沒(méi)有取信，系統會(huì )通知管理員與用戶(hù)聯(lián)系。

四、 總結

該方案是針對目前信箱結構上的一系列問(wèn)題，提出的一種智能化、自動(dòng)化解決方案，旨在提高資源利用率、保障信件安全和實(shí)時(shí)等。但由于缺乏實(shí)際使用中的統計數據，因此仍可能存在一些問(wèn)題，需要進(jìn)一步研究。