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基于STM32农产品仓储环境检测系统的设计与实现摘 要 本项目通过生活工作中的经验，结合STM32开发技术，构建的仓储管理系统通过智能的方式检测仓储环境以启动设备，为农副产品的储存提供一个合适(suitable)、稳定(stable)、安全(security)的环境2019年政府工作报告中指出，要加快农业科技改革创新，大力发展现代农业，实施地理标志农产品保护工程，推进农业全程机械化仓储作为农业产业链中的重要一环，实现科技化、现代化是发展过程中的必须和必然本次项目旨在实现农副产品运输产业链中的集中储存功能，以STM32单片机为基础，实现门禁功能，温度监测，烟雾监测，湿度检测，报警功能和风机功能，从而减少人工，提高安全性关键词 农业； 仓储； 监测； 智能； 管理1 绪论1.1课题研究现状 在农业产品产业链中，农产品的货源往往都来自地区间的农户，产业区域集中，但农产品的收集由于农户的零散和贩子的收集等级不同而不能很好地进行存储方面往往随意，常作为临时性存储的仓库不能应对长时间的存储，在遇到价格波动或交通突变的情况下会造成产业链各个环节的损失图1-1 寿光纪台弥河沿岸村庄与蔬菜大棚中国农村现阶段种植业多数以各家各户承包种植一块或若干块田地，规模相比较大农场种植较小，各家各户收获时间有差异[1]。

各户采摘收获后各自运往不同的农产品收购站，各收购站的质量规模也存在空间和时间上差异，对于集中运输造成了一定影响尤其是对于突发事件，如天气或交通的突然变化应对能力差，在农产品庞大的产业链上形成了一个不稳定的薄弱环节[2]若此环节出现差池，对整个农产品市场的供货必然会造成冲击，从而紧接着出现农产品价格波动，影响百姓日常生活但是随着经济和市场的发展，各地也出现了一些大型的物流中心大型物流中心中会配备不同产品相应的存储仓库，货物会根据需求和生产运输在仓库中做出相应调整的库存，以防止各方面的冲击但是大型物流中心中配备的仓库为了应对不同的货物存储，配备的仓储多为简单地，无针对性的仓储环境对于存储环境要求十分严苛的农产品来说，这样的仓储条件略显疲乏，同时会造成极大浪费图1-2 小农产品收购站 图1-3大型农产品物流中心2018年8月，蔬菜集散地因受“摩羯”“温比亚”等台风影响，总体损失92亿元人民币，致使华北地区菜价飙升，从而波及全国农产品价格在短时间内高涨更好的仓储条件能更长时间地存储农场品，从而减小各方面的冲击表1-1 北京18年8月末菜价波动表续表1-1 北京18年8月末菜价波动表1.2 国外同行业现状 西方发达国家以大农场农业为主，拥有发达的仓储和运输模式，但对我国现阶段条件大相径庭，借鉴意义不大。

同样在亚洲的唯一发达国家日本，农业模式与我国同源，种植模式也极其相似，有较大的借鉴意义[3]图1-4 日本雅玛多冷链流程 日本拥有全球最最发达的冷链运输产业，其中的货品存储部分十分值得学习[4]二战之后日本趁美国与越南战争之便大发横财，泡沫经济破灭前，日本已经从破败的战败国一步跃升为亚洲经济最发达的国家日本民众在享受经济发展带来的福利的同时，生活习惯也逐渐西方化，饮食习惯保留部分日本传统方式的同时，西式的饮食已经在普通家庭的餐桌上占据主流[5]加上民众因经济水平的提高对食材的要求日益提高，普通民众更愿意为高质量的农业产品买单八十年代，日本高质量冷链物流产业应运而生经过近四十年的发展，日本已拥有了世界上最为发达的冷链物流产业[6]他们构建起了从农产品源产地到 终端消费者的，拥有大容量冷库，巨大的入库量，庞大的存储量并配备大量营业用冷库和自营型冷库的完备产业结构现在的日本冷链行业已从高速发展阶段进入到了平稳的发展期[7]日本的冷链物流在技术方面、运营管理上和市场的成熟度上处于世界领先地位加之日政府也在大力推进冷链物流各种基础建设，并在大中型城镇和港口城市的冷链运输进行了相对合理的规划管理[8]。

此外，日本的食品配送中心都建有自己的低温仓储仓库，也可以在此进行食品的加工、包装和订单配送等一系列服务由于日本自然资源匮乏，可耕种面积狭小，难以实现农副产品的组织化、规模化和集成化为了解决日本零散的农业结构，降低个体农户自行进入市场交易的成本，日本农协以冷链物流产业为个体农户提供了农产品交易合作的平台通过以中心批发市场为核心的农副产品冷链物流体系，这样也保障了城市农产品的供应 [9]与日本鹭宫制作所的接触中了解过，日本渔业发达，且居民对生鲜类产品的需求大，日本渔民或是小的市场都配有3匹或5匹小型制冷仓库，用以应对存储和运输问题虽然日本的高质量、高服务农产品产业使得农产品溢价过高进而本土农产品价格高，但是日本民众欣然接受，愿为高质量的服务买单尽管日本高水准化的农产品产业存在成本高的问题，但仓储的模式值得学习借鉴图1-5 日本冷链产业设备1.3 前景展望我自小生活在农村，家乡在中国最大的农产品产业集散地寿光市我幸运地见证了农村和农业产业的进步和发展两千年左右，寿光市的反季节蔬菜大棚开始扩大建设规模，代替了传统的大田耕作从此寿光市农产品开始了规模巨大化，农产品高质量化，农产品种类多样化的道路。

从此寿光市开始了不一样的致富之路2019年3月20日，农村部部长韩长赋在京主持召开了旨在为传达学习习近平总书记在“期间”的常务会议习近平总书记在与各地代表团的交谈中，深刻的剖析了农村和农业发展的难点和方法，并表示始终高度重视农业、农村、农民工作中国自古以来就农业大国，种植业、养殖业、林业和畜牧业已经在中华大地上延续了数千年，历史虽然悠久，但是不免模式陈旧固话，找不到发展方向[10]再者农业直接关乎到千家万户的餐桌，是国之命脉，所以更需要国家政府的指导，避免弯路 “期间”在农村经济和农业的发展上做了详细的讨论与规划，就此提出了六个方面的明确要求，更为今明两年在全国实施乡村振兴战略、做好农业农村各项工作明确了重点，指明了方向韩部长在会议上明确表示将着力推动农村工作进展，保障重点任务落实落地[11]可见政府对农村和农业发展的重视，今后农业产业的发展方向绝对是更加科学，更加技术化，更加合理[12]作为农业产业中的重要一环，运输存储势会有重大发展2018年4月28日，江苏省农机局、财政厅印发《2018—2020年江苏省农业机械购置补贴实施办法》，并公告《江苏省农机购置补贴机具补贴额一览表》[13]。

其中粮食烘干机被纳入补贴范围与众多热泵烘干机厂家的交流过程中了解，政府对多种新型的农用机械补贴力度加大，对环境更加重视热泵是农村煤改电中被大力推广的技术，受各界重视农业存储中制冷除湿部分也必会是热泵技术主导，这种仓储技术必会受到推广与扶持未来的农业是朝着高新技术参与，更加环保清洁，质量提高，各个环节更加规范的方向发展的[14]仓储技术落后，新技术普及困难的情况将会得到改善，智能仓储技术将是迎合各项需求的首选[15]表1-2 江苏省农机购置补贴机具补贴额一览表烘干机部分收货后处理机械小序品目分档名称补贴额（元）1粮食烘干机批处理量4-10t循环式烘干机150002粮食烘干机批处理量10-20t循环式烘干机280003粮食烘干机批处理量20-30t循环式烘干机350004粮食烘干机批处理量30t以上循环式烘干机450002 项目功能简介2.1 说明 本项目主要实现仓储功能的门禁与监测功能，单片机选用STM32F103,制冷部分因冷媒购买使用需要相关资质而用风机模块替代2.2 功能描述 货物入库时，通过射频卡启动RFID模块, RFID验证通过，启动舵机开闸，货物进入，7秒钟后舵机关闸。

温湿度检测模块检测仓库内温湿度，当温湿度超过设定值时启动风机，当温湿度到达或低于设定值时风机停止转动当烟雾检测模块检测到烟雾信号时，启动声音模块发出警报，同时开启舵机3 物联网技术支持 本次设计所用编程软件为Keil5，是一款在全世界电子工程师中广泛使用的程序编辑软件编程语言选用C语言3.1 项目系统设计架构图3-1 设计架构4 系统所用模块4.1 单片机 本次设计所选用的单片机为STM32F103系列，ALIENTEK MiniSTM32 V3.0单片机在此次项目中作为主要元件，因此对单片机的选择极为重要此板内存大，运行速率高，通用性强，性价比高，稳定性好选择这款比较称心 板载资源及位置描述：图4-1 ALIENTEK MiniSTM32 V3.0板载资源图4-2 单片机资源数据图4-3 引脚图4.2 RFID模块4.2.1 YH-RC522简介图4-4 YH-RC522模块 YH-RC522 是一款高度集成的非接触式（13.56MHz）读写卡芯片它采用了 NXP 公司的 MFRC522 为核心的处理芯片，此发送模块利用调制和解调的原理，支持各种非接触式的通信协议。

其外观见图 4-2-1此模块在项目中实现门禁的开关门功能，在识卡成功后开启舵机抬杆4.2.2 产品特性参数表格 4-1 YH-RC522 模块产品特性特性说明读写器支持ISO 14443A/MIFARE通信方式SPI 通信续表4-1 YH-RC522 模块产品特性读写器模式下通信距离50mm工作电压3.3V4.2.3 模块引脚说明图4-5 YH-RC522 模块引脚图表格 4-2 YH-RC522 模块引脚说明编号名称说明1VCC电源正2RST复位3IRQ中断信号4GND地线5MISO主进从出数据引脚6MOSI从进主出数据引脚7SCK时钟8SDA片选4.2.4 YH-RC522 传感器工作原理YH-RC522 是采用的一种先进的 RFID（Radio Fequency Identification,中文为无线射频识别）通信技术其工作原理其实很简单：带有身份认证信息的磁卡进入到磁场后，接收到读写器发出的射频信号，以感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，读写器读取到信息并进行解码后，送至处理单元中进行进一步数据处理4.2.3 开发板引脚连接单片机系统通过 IIC 引脚与 YH-RC522 模块连接，与模块连接时，只要通过模块引出的排针连接好如下四根线即可。

表格4-3 引脚连接编号RC522 模块单片机模块1VCC3.3V2RSTI/O 引脚3GNDGND4IRQ悬空5MISOI/O 引脚6MOSII/O 引脚7SCKI/O 引脚8SDAI/O 引脚4.2.4 功能测试1.主函数与初始化配置程序的执行流程见附录代码清单2.传感器功能测试功能测试函数测试代码见附录代码清单 3-2 IC 测试函数函数（main.c 文件）在 IC_test 中，第一步读写器在寻感应区内寻找所有符合 14443A 标准的卡（第 16 行代码）；当寻卡成功后根据防冲突机制从其中选择一张，并将卡的 ID 保存到 ucArray_ID 数组中4.3 声音模块4.3.1 JQ6500模块简介JQ6500是一款MP3芯片，其上集成有MP3、WMV的硬件解码串口它完全可以用TF卡驱动，在PC端可以直接下载或擦除spi flash的内容，并可以支持FAT16和FAT32的文件系。