基于微信小程序智能无人寄存式交易系统设计

摘要：整个系统运用到了STM32为主控芯片，配合以指纹识别模块、矩阵键盘、Wi-Fi 模块、语音播报模块、OLED 显示屏，实现了用户可以通过微信小程序快速将物品寄存在无人交易管理系统内出售或出租，管理员可以远程协助买家完成柜门开闭的操作，最终满足了远程无人值守的线上交易、线下取货的用户需求。平台化的交易实现了对买卖双方的监管，线下寄存取货满足了双方时间不统一的痛点，也符合了现代社会在新形势下对无人智慧新零售系统的需要[1-3]。

关键词：微信小程序；物联网；STM32；新零售；无人交易

中图分类号：TP273 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）27-0056-03

0 引言

随着物联网及移动互联网的发展，相关技术的应用越来越成熟，基于此技术的物品管理软件系统的发展也越来越完善[4]。针对物品寄存式管理，了解了当前我国无人零售的实际情况作为参考，结合国内外对于无人仓库管理的先进经验[5]。针对无人值守的物品寄存式交易管理系统[6]，得出了一套系统解决方案，普通用户可以通过微信小程序快速发布要出租或者出售的物品。线下门店，可以帮助此用户暂存此物品，解决了用户的痛点。消费者可以通过微信小程序，查看想要购买或者租赁的物品，如果有合适的，会去线下门店自取。

1 设计方案

智能无人值守寄存交易系统的开发模式为基于微信小程序应用，通过微信访问物品交易页面。微信小程序页面基于MVC设计模式，通过此模式完成了显示页面与逻辑处理和数据处理分离，符合了职责单一性的软件模式，让程序具有更好的维护性、可扩展性。

整体电路图包括按键电路、液晶显示器、Wi-Fi 模块、机械锁模块、音频输出模块。按键电路用来实现用户通过密码实现开锁，以及用户忘记密码、指纹失效等异常情况下管理员通过超控密码实现开锁的功能。液晶显示器用来做信息提示，展示品牌方信息，展示引导用户进行下一步操作的说明，显示管理员联系方式等功能。Wi-Fi 模块是实现机械锁的联网功能，使管理员可以进行远程管理，控制机械锁的开启和关闭。音频输出模块可以配合将液晶显示器里的提示文字进行语音提示输出，实现对用户的强提醒功能，如图1所示。

无人值守寄存式交易系统的各模块工作方式是：卖家寄存物品时管理员协助其通过按键电路设置开锁密码，系统进行保存；如果是出租物品则可以通过指纹模块设置自己取用的指纹锁；买家购物时通过液晶显示器上的联系方式联系管理员，管理员通过 Wi-Fi 模块实现远程开锁；全程操作都有语音模块对操作进行提醒。

2 用户交易系统设计与实现

通过 STM32 实现无人监管的环境下，卖家、买家实现无须见面的物品交易、租赁行为，所有模块与STM32芯片相互连接，最终实现线下按键控制，远程控制的功能，STM32原理图如图3所示。为了数据更好的安全性，增加了指纹模块，管理员可以通过指纹快速地完成硬件的验证操作，指纹模块的识别如图2 。

完整的硬件接口图如图4所示，此接口为焊接完成后的接口：1） 舵机锁预留接口；2） 音频输出设备接口；3） 0.96 寸显示屏；4） 光学指纹识别设备；5） 矩阵键盘；6） 程序烧录口；7） Wi-Fi 模块。

串口屏幕通信的具体实施步骤：用 TXD接口将串口通信的报文通过 TXD 接口传送给接收装置RXD，通信双方的报文格式必须统一，以保证数据的正常收发。STM32中的串行异步通信所要求的参数有：起始位、数据位（8位或9位）、奇偶校验位（9位）、停止位（1、2位）和波特率[7]。

UART串口通信的数据包以帧为单位，帧结构通常包括帧头和帧尾，一般情况下是将传输数据夹在帧头和帧尾中间，帧头和帧尾可以简单理解是信号处理的暗号，好像是二人之间的约定一样，帧头是给接收方进行判断是一个完整数据的开始，而帧尾可以理解为是告诉接收方我这段数据传输完毕了，在数据传输的过程中可以进行数据校验，开发者在开发的过程中写入了一种算法，称为奇校验和偶校验位，通过对数据进行核查检验，就可以保证数据传输的准确性[8]。

2.1 时钟电路

时钟电路是STM32单片机的主要驱动源，采用任意一种外设就需要启动对应的时刻。在不需要外加电源的地方，人们也可把时钟关闭，这样就能够减少计算机的耗电量，从而实现了节电，达到低功耗的目标。由于晶体振荡器在上电源启动时振荡生成的脉冲波形，并常常伴随着一些谐波传动加入主波形中，干扰了单片微型计算机的运行性能，所以增加这2个电容C1、C2都是为了把这些谐波传动过滤。晶体振荡器通常用于为单片微型计算机的主时钟（5：OSC_IN，6：OSC_OUT）

2.2 矩阵键盘

矩阵键盘开锁：矩阵键盘作为本设计的密码锁，对卖家和买家之间实现无接触的物品交易起到重要作用。矩阵键盘的原理为逐行扫描法。

按键电路有4个引脚。其中两两相同。人们在连接电路的时候只需要连接2个引脚就可以了。工作原理其实就是一个对信号的高低电平检测。在按键被按下时，单片机引脚的IO口就会检测为低电平。这些IO口电平特性的改变就会程执行相应的功能操作。判断按键是否按下if（K1==0）{while（K1==0）去延时，数值加;if（K2==0）{delay_key（）延迟，然后while（K2==0）;是否按下，如果按下，数值减。

2.3 显示模块

OLED可以显示来自传感器收集的各项数据，并可以显示预设定比如开门提示，如果没法开门，屏幕就是显示错误信息，并且扬声器报警器响一下，这个是同步的逻辑功能。PA5和PA7连接STM32主控芯片，显示来自传感器的数据，其电路图如图5所示。

2.4 报警模块

蜂鸣器的功能和家庭电器的扬声器有异曲同工之妙，一般情况下，工作电流较大，但由于电路中的TTL无法驱动蜂鸣器，必须要加上一个电流放大器，这样就很难使蜂鸣器产生响声，所以把三极管加到蜂鸣器里，增加了电流。蜂鸣器的正极一端与三极管相连，为避免三极管被直接导通，在单片机的IO端口上加上一个1 K的限流电阻器，用 MCU的 IO端口输出较高的电平，三极管在高电位时接通，从而使蜂鸣器的电流构成回路，并产生声音。三极管截止，在引脚处于低电位时，蜂鸣器不会发声。

2.5 用户端设计

信息发布者可以通过微信小程序把对应的要上传的物品信息进行上传，相关的对应数据为物品的名称、原始的价格、网络平台购买的商品截图、期待出租或者出售的价格、物品的图片、物品的小视频简介。物品的小视频简介可以让购买用户更好地了解商品的实际情况，因为是二手品，可以通过视频能更好地查看商品的折旧状况，提高购买者的实际用户体验。上传完成后，会生成此商品对应的二维码，一维码商品标识。以后，可以通过二维码和一维码对物品进行快速操作。

用户可以在扫描柜子上显示的二维码查看或者编辑信息，这里对用户进行主客态的区分，用户第一次扫码则绑定为商家用户，对其授权可以修改表格统计的信息，第二个扫码的用户则不再允许其在线编辑物品信息。如图6所示。

2.6 数据库模块

本设计使用 MySQL作为主数据库，MySQL是一款广泛使用的开源数据库产品，因为是免费的，使用范围非常广泛。首先，需要创建一个名为pro_data⁃base 的数据库，创建命令为CREATE DATABASEpro_database。随后，创建对应的数据表。最终，将通过Java 语言完成数据库数据的读写操作。本设计使用SpringBoot 作为服务器端开发程序框架，可以快速、安全可靠地完成程序的编程工作。

3 系统测试

系统整体包括了 STM32 芯片、Wi-Fi 模块、指纹识别模块、舵机机械锁、音频输出模块、矩阵键盘电子线路。管理员可以通过键盘设置开锁模式，有密码模式、指纹模式、Wi-Fi 开锁模式如图7。密码模式下管理员可以让卖家用户设置个人物品密码，也可以通过超控密码帮用户修改密码。指纹模式下用户可以录入个人指纹密码，实现快速取用个人物品。Wi-Fi 开锁模式下可以轻松实现用户租赁时，管理员进行远程快捷开锁，从而实现无接触的物品交易，极大地减少了用户时间与空间上的成本。

当用户准备购买东西的时候可以通过微信小程序，直接进行商品的主页面如图8所示，在小程序主页上，有商品的查询、商品的推荐、商品的分类，可以更好地让用户找到想要找的对应内容，比如二手书、生活用品、数码用品、一些小玩具等等，提高用户的体验。当点中某个商品后，可以进入商品的详情页面，在此页面里面，可以看到商品图片、视频等相对应的介绍。至此，实现了基于微信小程序的智能无人寄存式交易管理系统设计。

4 结论

在这个快速发展的互联网时代，伴随着数据业务的增加和新媒体的传播范围广泛的今天，在互联网高度发展的时代大背景之下，人们对于物联网工程本身的需求也在进一步增加。本文是基于在网络交易和线上线下物资流动的时代变迁中，基于传统的快递及物资流动方式。提出的微信小程序智能无人寄存式服务，该服务在一定程度上依托互联网和智能系统展开。在整体设计上采用了适合的硬件设备和久经考验的系统设置。这也使得该系统在整体试运营中，使管理者与客户之间有着良好的人机交互过程。在物品寄存的内容上采用多元化的选择，而解锁方式也可使用指纹等多种方式给予了客户多类型的选择方法，满足各种各样的客户需求，进一步帮助使用者有效地完成各种寄存式服务，真正达到了提升相关领域工作能力的特点，也切实解决了现阶段在物资交互过程中间造成的人力成本昂贵和时间冲突等情况，一定程度上为未来解决此类方面的问题提供了思考和借鉴。

参考文献：[1] 陈舒益.智能仓库货物管理系统的设计与实现[J].武汉工程

职业技术学院学报，2019，31（3）：26-28.

[2] 谢涛.仓储安防终端设计与实现[D].西安：西安科技大学，2015.

[3] 王文娟.基于无线射频识别技术的数字化物流仓储管理系统[J].科学技术与工程，2019，19（2）：170-174.

[4] 梁永湖，章金标.基于RFID仓库管理系统的设计与实现[J]. 物联网技术，2018，8（6）：96-98，101.

[5] 曹伟，江平宇，江开勇，等.基于RFID技术的离散制造车间实时数据采集与可视化监控方法[J].计算机集成制造系统，2017，23（2）：273-284.

[6] 张炜钟，周飞飞，陈顺，等.移动式仓库管理终端系统的分析与设计[J].微型机与应用，2014，33（18）：83-85，89.

[7] 张晴，刘青正，林智鸣.基于单片机的仓库温湿度智能测控系统[J].电子世界，2019（21）：136-137.

[8] 秦腾飞，葛广英，张如如，等.基于物联网的仓库环境监测系统[J].现代电子技术，2018，41（10）：108-112.

【通联编辑：梁书】

基金项目：齐齐哈尔大学大学生创新创业训练计划项目（编号：201910232129）