本文作者：立创EDA开源平台 OSHWHub 用户@doee，点击查看原文章

1、项目介绍

外卖自提柜，类似蜂巢之类的快递柜。 

工作流程

1、外卖员通过手机APP扫描柜体上面的固定二维码，在APP中输入客户的手机号
2、完成后，服务器向对应手机号发送含有取货密码的短信
3、同时自动分配一个空柜子，向设备端发送一个开柜指令，内容包括，柜号、开柜密码等
4、设备端收到开柜指令后开柜
5、客户收到短信后凭密码取外卖，取完后设备端上报服务器取货成功的信息。

基本功能包括与服务器通信，控制开柜，显示信息，声音提示，验证码输入等等。服务器和APP是别人做的，我做设备端，柜体用下面这种。

  

项目选型

方案： MCU + WIFI模块 + GPRS模块 + 显示屏 + 键盘 选型： stm32f103rbt6 + esp8266 + sim800 + lcd彩屏 + 矩阵键盘。

一开始觉得这个项目so easy 烂大街 ，乍一看确实，这选型也太烂大街了（笑），如果说这是一道电赛题，几天也能弄出来，最后花了两个月左右...

工作流程

设备端主要工作流程如下：

1、硬件开机后与服务器连接，连接成功后，硬件自动向服务器发送 注册指令 ， 包含本机的Id，服务器收到后会将该机器注册进来，进行监管。
2、当有客户想要存放时，会扫描硬件二维码获取机器Id，然后在App上打开某个格子，服务器会向该机器发送 存货指令  ， 包含要打开的机器Id，格子Id，存放模式， 取货验证码 等等，同时服务器会向取货的客户发送6位验证码短信。
3、机器接收到存柜 存货指令 后，尝试打开相应格子，并保存验证码，若打开成功，则发回给服务器 开柜成功指令 表示成功。否则返回 开柜失败指令 表示失败。
4、客户来取物品时，在机器上输入相应的六位密码，响应密码的格子就会自动打开，然后向服务器发送 取货指令 ，报告格子被打开。
5、持续工作，设备需要每30s发送一次 心跳指令 。

协议制定

协议部分雏形是做服务器的同学定的，这部分直接导致系统从裸奔变成跑FreeRTOS。

帧头 + Length + CmdId + DevId + Content + FrameId + 校验和

  

不同指令的Content不同：

1、注册帧000 ：设备向服务器发送的认证信息，在服务器上注册该设备 Content为空

2、回复帧001 ：回复数据正确 Content为空

3、心跳帧002 ：心跳保持 Content为空

4、存货开柜帧003 ：服务器向设备发送存货开柜指令 Content内容包含： -CellId:机器格子的编号，要开启的格子。两个字节的无符号short类型，顺序为 [低字节，高字节] -Mode:代表存储的模式（常温，保温，制冷），一个字节的无符号byte -PassWord:表示存储密码，六个字节的char字符串，顺序即为密码顺序 -SendAddress：表示存件者的id，11个字节的电话号码，char字符串，顺序即为号码顺序 -ReceiveAddress:表示取件者的id，含义同上

5、开柜成功帧004 ：设备开柜成功 Content内容与指令003相同

6、开柜失败帧005 ：设备开柜失败 Content包含： -SendAddress : 表示存件者的id，11个字节的电话号码，char字符串，顺序即为号码顺序

7、取货帧006 ：客户取货成功 Content包含： -CellId:机器格子的编号，要开启的格子。两个字节的无符号short类型，顺序为 [低字节，高字节]

任务代码和详细工作流程部分：请参见原文

3、原理图和PCB绘制

ESP8266和SIM800供电选择电路：

  

这里使用一个NMOS和一个PMOS实现模块切换，测试效果正常。

电磁锁驱动电路

我用的是NMOS，栅极电阻可以小一点，我实际用的是470R，这里甚至可以把栅极电阻短接。 R39是为了栅极下拉，防止IO口浮空时导致输出不稳定 D13是续流二极管，电磁锁是感性元件，防止关断瞬间击穿MOS

单片机最小系统部分

这里有一个防反接电路，主要是考虑到SWD接口容易插反，烧掉单片机，Q16是一个NMOS，用来防反接，插反以后MOS自动关断，R12是一个0欧电阻，不想用防反接功能，可以焊接R12进行短接。

USB转TTL部分

这个保险丝救了我好几次，一定不要省！！！用的是6V 700mA的自恢复保险丝。

PCB的一点点经验，大佬勿喷。实话说，这种板子，随便画也能用...

芯片的电源引脚做好退耦，退耦电容要靠近引脚

  

  

晶振走线尽量短，晶振周围不要走电源线

  

等等...

4、实物展示

1.8寸TFT屏、SIM800L、ESP8266:

  

4x4薄膜矩阵键盘：

  

焊接：

  

成品图：

  

5、文档

                    

自提柜原理图（点击进入立创EDA编辑器打开）

                    

自提柜PCB（点击进入立创EDA编辑器打开）

6、BOM 相关器件(点击商品编号可查看产品详细信息)

商品编号	型号	品牌	规格/描述
C503597	ESP8266	Ai-Thinker(安信可)	ESP8266测试板
C8735	STM32F103RBT6	ST(意法半导体)	LQFP-64_10x10x05P / MCU
C124276	SIM800L	SIMCOM(芯讯通无线科技)	LGA / GSM/GPRS模块
C98241	STC8F2K64S2	STC(宏晶)	LQFP-32_7x7x08P/ MCU
C375702	GP2302	GP(格瑞宝)	SOT23 / N-MOS

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