基于STM32的智能仓库管理系统设计

引言

本项目基于STM32微控制器设计了一个智能仓库管理系统，通过集成多个传感器模块和控制设备，实现对仓库环境和物资管理的自动化监控。该系统能够实时监测仓库内的温湿度、烟雾浓度等参数，并且通过红外传感器监控人员出入，结合RFID技术进行物资的自动化管理。项目涉及硬件设计、传感器数据处理和仓库物资管理的实现，适用于工厂、物流中心等场景。本文将详细介绍系统的设计思路和具体实现步骤。

环境准备

1. 硬件设备

STM32F103C8T6开发板：作为智能仓库管理系统的控制核心。
DHT11温湿度传感器：用于检测仓库内的温度和湿度。
MQ-2烟雾传感器：用于检测仓库内的烟雾浓度。
红外传感器：用于检测人员的出入。
RFID模块：用于识别和记录仓库物资的进出情况。
蜂鸣器模块：用于警报提示。
LCD显示屏：用于显示环境状态和物资信息。
电源模块：为STM32和其他外设供电。

2. 软件工具

STM32CubeMX：用于配置STM32的外设并生成代码框架。
Keil uVision 或 STM32CubeIDE：用于编写、调试和下载代码。
ST-Link驱动程序：用于将程序下载到STM32开发板。
串口调试工具：用于调试传感器数据和控制逻辑。

项目实现

1. 硬件连接

DHT11温湿度传感器：连接至STM32的GPIO引脚（如PA0），用于获取仓库内的温湿度数据。
MQ-2烟雾传感器：连接至STM32的ADC引脚（如PA1），用于获取仓库内的烟雾浓度数据。
红外传感器：连接至STM32的GPIO引脚（如PA2），用于检测人员的进出情况。
RFID模块：通过USART接口连接至STM32（如USART1），用于识别仓库物资。
蜂鸣器模块：连接至STM32的GPIO引脚（如PB0），用于发出警报。
LCD显示屏：通过I2C接口连接至STM32（如PB6和PB7），用于显示环境状态和物资信息。
电源模块：为系统提供稳定的电源。

2. STM32CubeMX 配置

选择开发板型号：在STM32CubeMX中选择STM32F103C8T6。
配置系统时钟：设置系统时钟为HSE，确保系统稳定运行。
配置ADC：用于与MQ-2烟雾传感器进行通信，获取烟雾浓度数据。
配置GPIO：用于与DHT11温湿度传感器、红外传感器和蜂鸣器模块进行通信，实现数据采集与警报控制。
配置USART：用于与RFID模块通信，实现物资管理。
配置I2C：用于与LCD显示屏通信，实时显示仓库环境和物资信息。
生成代码：选择Keil或STM32CubeIDE作为工具链，生成代码框架。

3. 编写主程序

基于生成的代码框架，编写环境监测、物资管理和报警控制的逻辑代码，以下为智能仓库管理系统的核心代码示例：

de "#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "dht11.h"
#inclulcd.h"
#include "rfid.h"// 定义引脚
#define DHT11_PIN GPIO_PIN_0
#define DHT11_PORT GPIOA
#define SMOKE_SENSOR_PIN GPIO_PIN_1
#define SMOKE_SENSOR_PORT GPIOA
#define PIR_PIN GPIO_PIN_2
#define PIR_PORT GPIOA
#define BUZZER_PIN GPIO_PIN_0
#define BUZZER_PORT GPIOB// 变量声明
float temperature, humidity;
uint16_t smoke_level;
uint8_t pir_status;// 函数声明
void DHT11_Read(void);
void Smoke_Sensor_Read(void);
void PIR_Read(void);
void Buzzer_Control(uint8_t state);
void Display_Status(void);// 读取DHT11温湿度数据
void DHT11_Read(void) {DHT11_Read_Data(&temperature, &humidity);
}// 读取烟雾传感器数据
void Smoke_Sensor_Read(void) {HAL_ADC_Start(&hadc1);if (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, HAL_MAX_DELAY) == HAL_OK) {smoke_level = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);}HAL_ADC_Stop(&hadc1);
}// 读取红外传感器状态
void PIR_Read(void) {pir_status = HAL_GPIO_ReadPin(PIR_PORT, PIR_PIN);
}// 蜂鸣器控制函数
void Buzzer_Control(uint8_t state) {HAL_GPIO_WritePin(BUZZER_PORT, BUZZER_PIN, state ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET);
}// 显示状态信息
void Display_Status(void) {char buffer[32];sprintf(buffer, "Temp: %.1fC Humidity: %.1f%%", temperature, humidity);LCD_Print(buffer);
}

4. 智能控制逻辑

环境监测：
- 系统通过DHT11传感器获取仓库内的温湿度数据，通过MQ-2烟雾传感器监测烟雾浓度，以确保仓库环境的安全。
人员监控：
- 系统通过红外传感器检测人员的进出情况，并通过蜂鸣器发出警报，提醒管理人员。
物资管理：
- 系统通过RFID模块识别和记录物资的出入信息，确保物资管理的智能化和安全性。

5. 主程序实现

以下为主循环程序的实现，通过结合温湿度、烟雾和红外传感器的数据，控制蜂鸣器的警报，实时显示环境状态，并管理物资的进出。

int main(void) {HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_ADC1_Init();MX_I2C1_Init();MX_USART1_UART_Init();LCD_Init();  // 初始化LCDRFID_Init();  // 初始化RFID模块while (1) {DHT11_Read();  // 读取温湿度数据Smoke_Sensor_Read();  // 读取烟雾浓度PIR_Read();  // 读取人员检测数据// 环境监测逻辑if (smoke_level > 1000) {Buzzer_Control(1);  // 打开蜂鸣器警报} else {Buzzer_Control(0);  // 关闭蜂鸣器}// 人员监控逻辑if (pir_status == GPIO_PIN_SET) {Buzzer_Control(1);  // 检测到人员进入，发出警报}// 显示环境状态Display_Status();// 物资管理逻辑if (RFID_Check_Access()) {// 处理物资进出逻辑}HAL_Delay(1000);  // 每秒更新一次}
}