基于STM32的分拣装置设计

刘磊 李芳 冯冲

摘 要： 本文给出了一种基于STM32的分拣装置设计，阐述了此系统的软硬件设计及其应用。此设计一方面实现了对特定属性的产品的选择功能，驱动电机将其分拣出来，并且可利用红外通信对电机进行无线控制，显示装置则可更直观地掌握分拣情况；另一方面，此设计具有分拣精准，操作方便等优点。使复杂的分拣工作更趋高效、简便地得以展开，分担了人工挑选的工作量，节约了人力成本。

关键词： STM32；精准分拣；红外通信

Abstract：This paper presents a design of sorting device based on STM32 and elaborates the hardware and software design of this system and its application. On one hand the research realizes the function of selecting the products of the specific properties and driving the motor to sort out the products meanwhile uses infrared communication to conduct wireless control of motor. During the operating process the display device could more intuitively grasp the situation of sorting. On the other hand this design has the advantages of convenient operation accurate sorting etc. The fruits in the paper could make the complex sorting work more efficient and more easy not only share the workload of manual selection but also save manpower cost.

Key words： STM32；precise sorting；infrared communication

引言

物流是物质资料从供应者到需求者的物理运动，是运输、保管、包装、装卸、流通加工、配送以及信息发布等多项基本活动应用集结的统一整体。在经济全球化潮流和电子商务风行的双重推动下，物流业已经成为当前一体化的必然走向，传统的物流也正在向现代物流转变，而现代物流的本质形态特征就是强化整合资源和优化物流全程，所以物流业已经成为网络发达社会中不可或缺的重点实用基础支撑。

随着现代科技的长足进步与发展，各领域的自动化程度也在不断地向上攀升。其中，自动分拣装置与传统的手工分拣相比具有效率高、差错率低、分拣点多、作业无人化等优势，已经越来越多地应用在物流分拣的需求场景中。但是自动分拣装置的等级表现却仍是参差不齐的，智能化水平还有待进一步加强。因此，要引入更智能的方法实现物流的自动分拣。而且，这也符合 “中国制造2025”的发展规划要求。

本文将基于STM32微控制器研究设计一种物流分拣装置，该装置由PC串口指挥操作，能显示分拣状态，并可使用红外遥控器远程控制分拣机构的分拣状态。

1 总体设计方案

本系统基于STM32的分拣装置设计主要可阐析论述如下：

核心部分要实现将已知信息传输给STM32，使STM32控制电机的转动，同时将数据指令展开传输与显示。PC机接收数据后，再将其传输给STM32，STM32判断是否需要开启电机驱动模块从而使电机进入运转状态，在驱动电机的同时将其收到的信息在LCD屏幕上做出显示，并通过红外模块对电机进行控制。本次研究中的系统设计方案则如图1所示。

2 硬件部分

2.1 电机驱动模块

本设计选用的是L298N电机驱动模块，设定的供电范围5～35 V，采用标准逻辑电平信号控制，具有2个使能端，可单独控制2台直流电机、一台步进电机。L298N电机驱动模块性能特点为：可实现电机正反转及调速。启动性能好，启动转矩大。

2.2 LCD显示模块

本设计选择的是2.8寸的TFTLCD 即薄膜晶体管液晶显示器，配备有3.3 V工作电压。该模块有如下特点：320×240的分辨率，16位真彩显示。自带触摸屏，可以将其作为控制输入。

2.3 红外遥控电路模块

红外无线通信采用红外线作为无线传输载体，并可应用于室内外以实际获得点对点的通信。红外线技术成熟，施展领域空间广阔，不受高频电磁波的干扰，在使用红外线传输信息时，效果稳定。在本系统中，采用红外一体化接收头HS0038，此中心频率为38.0 KHz，环氧树脂封装提供特殊的红外滤光器，可改善自然光的反射干扰，并能防止无用脉冲输出。电源电压为5 V，低功耗，输出电平兼容TTL、CMOS。

3 软件部分

3.1 电机控制模块

每个电机需要2个I/O口输入高低电平来控制电机的工作状态。首先，要使能驱动电机的端口，即使能端口时钟，然后进行端口配置，设置推挽输出，设置I/O口的输出速度，最后设置I/O的输出电平来控制电机。综上可知，电机控制流程如图2所示。

3.2 LCD显示模块

初始化液晶显示屏，为展现电机工作状态做好前期预备。设计可得LCD显示流程如图3所示。

3.3 红外无线控制模块

在键盘上输入键值后，通过红外一体化接收头HS0038采集得到后，进行光电放大、解调，再由STM32单片机经过定制解码处理，根据输入的不同键值，调用不同的子程序来达到控制不同电机的目的。控制模块的整体流程如图4所示。

4 结束语

本设计是基于STM32的一种高端智能的物流分拣装置，该装置能够实现对特定属性产品的选择功能，驱动电机将其分拣出来。

本设计也可利用红外通信对电机进行远程无线控制，显示模块LCD则可更为直观地掌握分拣情况。

该款设计具有分拣精准，操作方便等优点。使复杂的分拣工作更趋高效、简便，分担人工挑选的工作量，节约了人力成本。

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