基于微信小程序智能無人寄存式交易系統設計

摘要：整個系統運用到了STM32為主控芯片，配合以指紋識別模塊、矩陣鍵盤、Wi-Fi 模塊、語音播報模塊、OLED 顯示屏，實現了用戶可以通過微信小程序快速將物品寄存在無人交易管理系統內出售或出租，管理員可以遠程協助買家完成柜門開閉的操作，最終滿足了遠程無人值守的線上交易、線下取貨的用戶需求。平臺化的交易實現了對買賣雙方的監管，線下寄存取貨滿足了雙方時間不統一的痛點，也符合了現代社會在新形勢下對無人智慧新零售系統的需要[1-3]。

關鍵詞：微信小程序；物聯網；STM32；新零售；無人交易

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）27-0056-03

0 引言

隨著物聯網及移動互聯網的發展，相關技術的應用越來越成熟，基于此技術的物品管理軟件系統的發展也越來越完善[4]。針對物品寄存式管理，了解了當前我國無人零售的實際情況作為參考，結合國內外對于無人倉庫管理的先進經驗[5]。針對無人值守的物品寄存式交易管理系統[6]，得出了一套系統解決方案，普通用戶可以通過微信小程序快速發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。消費者可以通過微信小程序，查看想要購買或者租賃的物品，如果有合適的，會去線下門店自取。

1 設計方案

智能無人值守寄存交易系統的開發模式為基于微信小程序應用，通過微信訪問物品交易頁面。微信小程序頁面基于MVC設計模式，通過此模式完成了顯示頁面與邏輯處理和數據處理分離，符合了職責單一性的軟件模式，讓程序具有更好的維護性、可擴展性。

整體電路圖包括按鍵電路、液晶顯示器、Wi-Fi 模塊、機械鎖模塊、音頻輸出模塊。按鍵電路用來實現用戶通過密碼實現開鎖，以及用戶忘記密碼、指紋失效等異常情況下管理員通過超控密碼實現開鎖的功能。液晶顯示器用來做信息提示，展示品牌方信息，展示引導用戶進行下一步操作的說明，顯示管理員聯系方式等功能。Wi-Fi 模塊是實現機械鎖的聯網功能，使管理員可以進行遠程管理，控制機械鎖的開啟和關閉。音頻輸出模塊可以配合將液晶顯示器里的提示文字進行語音提示輸出，實現對用戶的強提醒功能，如圖1所示。

無人值守寄存式交易系統的各模塊工作方式是：賣家寄存物品時管理員協助其通過按鍵電路設置開鎖密碼，系統進行保存；如果是出租物品則可以通過指紋模塊設置自己取用的指紋鎖；買家購物時通過液晶顯示器上的聯系方式聯系管理員，管理員通過 Wi-Fi 模塊實現遠程開鎖；全程操作都有語音模塊對操作進行提醒。

2 用戶交易系統設計與實現

通過 STM32 實現無人監管的環境下，賣家、買家實現無須見面的物品交易、租賃行為，所有模塊與STM32芯片相互連接，最終實現線下按鍵控制，遠程控制的功能，STM32原理圖如圖3所示。為了數據更好的安全性，增加了指紋模塊，管理員可以通過指紋快速地完成硬件的驗證操作，指紋模塊的識別如圖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） 舵機鎖預留接口；2） 音頻輸出設備接口；3） 0.96 寸顯示屏；4） 光學指紋識別設備；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施步驟：用 TXD接口將串口通信的報文通過 TXD 接口傳送給接收裝置RXD，通信雙方的報文格式必須統一，以保證數據的正常收發。STM32中的串行異步通信所要求的參數有：起始位、數據位（8位或9位）、奇偶校驗位（9位）、停止位（1、2位）和波特率[7]。

UART串口通信的數據包以幀為單位，幀結構通常包括幀頭和幀尾，一般情況下是將傳輸數據夾在幀頭和幀尾中間，幀頭和幀尾可以簡單理解是信號處理的暗號，好像是二人之間的約定一樣，幀頭是給接收方進行判斷是一個完整數據的開始，而幀尾可以理解為是告訴接收方我這段數據傳輸完畢了，在數據傳輸的過程中可以進行數據校驗，開發者在開發的過程中寫入了一種算法，稱為奇校驗和偶校驗位，通過對數據進行核查檢驗，就可以保證數據傳輸的準確性[8]。

2.1 時鐘電路

時鐘電路是STM32單片機的主要驅動源，采用任意一種外設就需要啟動對應的時刻。在不需要外加電源的地方，人們也可把時鐘關閉，這樣就能夠減少計算機的耗電量，從而實現了節電，達到低功耗的目標。由于晶體振蕩器在上電源啟動時振蕩生成的脈沖波形，并常常伴隨著一些諧波傳動加入主波形中，干擾了單片微型計算機的運行性能，所以增加這2個電容C1、C2都是為了把這些諧波傳動過濾。晶體振蕩器通常用于為單片微型計算機的主時鐘（5：OSC_IN，6：OSC_OUT）

2.2 矩陣鍵盤

矩陣鍵盤開鎖：矩陣鍵盤作為本設計的密碼鎖，對賣家和買家之間實現無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個引腳。其中兩兩相同。人們在連接電路的時候只需要連接2個引腳就可以了。工作原理其實就是一個對信號的高低電平檢測。在按鍵被按下時，單片機引腳的IO口就會檢測為低電平。這些IO口電平特性的改變就會程執行相應的功能操作。判斷按鍵是否按下if（K1==0）{while（K1==0）去延時，數值加;if（K2==0）{delay_key（）延遲，然后while（K2==0）;是否按下，如果按下，數值減。

2.3 顯示模塊

OLED可以顯示來自傳感器收集的各項數據，并可以顯示預設定比如開門提示，如果沒法開門，屏幕就是顯示錯誤信息，并且揚聲器報警器響一下，這個是同步的邏輯功能。PA5和PA7連接STM32主控芯片，顯示來自傳感器的數據，其電路圖如圖5所示。

2.4 報警模塊

蜂鳴器的功能和家庭電器的揚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無法驅動蜂鳴器，必須要加上一個電流放大器，這樣就很難使蜂鳴器產生響聲，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通，在單片機的IO端口上加上一個1 K的限流電阻器，用 MCU的 IO端口輸出較高的電平，三極管在高電位時接通，從而使蜂鳴器的電流構成回路，并產生聲音。三極管截止，在引腳處于低電位時，蜂鳴器不會發聲。

2.5 用戶端設計

信息發布者可以通過微信小程序把對應的要上傳的物品信息進行上傳，相關的對應數據為物品的名稱、原始的價格、網絡平臺購買的商品截圖、期待出租或者出售的價格、物品的圖片、物品的小視頻簡介。物品的小視頻簡介可以讓購買用戶更好地了解商品的實際情況，因為是二手品，可以通過視頻能更好地查看商品的折舊狀況，提高購買者的實際用戶體驗。上傳完成后，會生成此商品對應的二維碼，一維碼商品標識。以后，可以通過二維碼和一維碼對物品進行快速操作。

用戶可以在掃描柜子上顯示的二維碼查看或者編輯信息，這里對用戶進行主客態的區分，用戶第一次掃碼則綁定為商家用戶，對其授權可以修改表格統計的信息，第二個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 數據庫模塊

本設計使用 MySQL作為主數據庫，MySQL是一款廣泛使用的開源數據庫產品，因為是免費的，使用范圍非常廣泛。首先，需要創建一個名為pro_data?base 的數據庫，創建命令為CREATE DATABASEpro_database。隨后，創建對應的數據表。最終，將通過Java 語言完成數據庫數據的讀寫操作。本設計使用SpringBoot 作為服務器端開發程序框架，可以快速、安全可靠地完成程序的編程工作。

3 系統測試

系統整體包括了 STM32 芯片、Wi-Fi 模塊、指紋識別模塊、舵機機械鎖、音頻輸出模塊、矩陣鍵盤電子線路。管理員可以通過鍵盤設置開鎖模式，有密碼模式、指紋模式、Wi-Fi 開鎖模式如圖7。密碼模式下管理員可以讓賣家用戶設置個人物品密碼，也可以通過超控密碼幫用戶修改密碼。指紋模式下用戶可以錄入個人指紋密碼，實現快速取用個人物品。Wi-Fi 開鎖模式下可以輕松實現用戶租賃時，管理員進行遠程快捷開鎖，從而實現無接觸的物品交易，極大地減少了用戶時間與空間上的成本。

當用戶準備購買東西的時候可以通過微信小程序，直接進行商品的主頁面如圖8所示，在小程序主頁上，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應內容，比如二手書、生活用品、數碼用品、一些小玩具等等，提高用戶的體驗。當點中某個商品后，可以進入商品的詳情頁面，在此頁面里面，可以看到商品圖片、視頻等相對應的介紹。至此，實現了基于微信小程序的智能無人寄存式交易管理系統設計。

4 結論

在這個快速發展的互聯網時代，伴隨著數據業務的增加和新媒體的傳播范圍廣泛的今天，在互聯網高度發展的時代大背景之下，人們對于物聯網工程本身的需求也在進一步增加。本文是基于在網絡交易和線上線下物資流動的時代變遷中，基于傳統的快遞及物資流動方式。提出的微信小程序智能無人寄存式服務，該服務在一定程度上依托互聯網和智能系統展開。在整體設計上采用了適合的硬件設備和久經考驗的系統設置。這也使得該系統在整體試運營中，使管理者與客戶之間有著良好的人機交互過程。在物品寄存的內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，進一步幫助使用者有效地完成各種寄存式服務，真正達到了提升相關領域工作能力的特點，也切實解決了現階段在物資交互過程中間造成的人力成本昂貴和時間沖突等情況，一定程度上為未來解決此類方面的問題提供了思考和借鑒。

參考文獻：[1] 陳舒益.智能倉庫貨物管理系統的設計與實現[J].武漢工程

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【通聯編輯：梁書】

基金項目：齊齊哈爾大學大學生創新創業訓練計劃項目（編號：201910232129）