【分享】2025智能工程学院韦佳烜曹郡珂杨梦瑶熊叁记杂货行

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一、作品简介

1. 基本信息

  熊叁记杂货行智能售卖系统，可一站式实现零食、饮料类商品的规格挑选、温度档位设定、支付方式选择，以及场景温湿度数据实时采集与可视化展示功能。系统硬件涵盖迪文屏EKT043E、步进电机及驱动模块、舵机、RGB灯模块、温湿度传感器与电源模块，各硬件部件按需搭配、协同联动，搭建起完整的硬件执行链路；软件架构分为单片机控制程序与迪文屏组态程序两大板块，前者基于Keil C51完成编写，承载全系统的逻辑运算与指令下发，后者通过DWIN_DGUS设计实现，负责交互操作与数据展示，双端依托串口建立稳定通信，保障数据高效传输，驱动全系统各功能精准落地。以C51内核单片机作为主控核心，搭配迪文屏EKT043E打造可视化人机交互载体，通过Keil C51软件开发实现主控端的逻辑编程与指令输出，依托DWIN_DGUS软件完成迪文屏交互界面的定制化设计，同步完成双端数据交互的对应配置。

2. 核心特点

- 界面交互直观化：迪文屏EKT043E构建清晰易懂的操作显示界面，完整呈现零食、饮料商品信息，同步反馈商品规格（大/小）、温度档位（常温/冷）的选定状态，罗列可选支付方式，实时更新环境温湿度数据，全程支持触屏操作，便捷完成商品选型到支付确认的全流程操作，交互体验直观顺畅；

- 规格控制精准化：将步进电机与商品规格选择功能绑定，对应商品大、小两类规格，C51单片机通过调控输出脉冲频率，精准控制步进电机运转状态，以此实现不同商品规格的对应切换，确保规格选择与执行精准无误；

- 温度联动智能化：RGB灯模块针对性联动商品温度选型需求，适配常温、冷两种温度档位，单片机根据选定档位输出专属控制信号，驱动RGB灯切换对应灯光状态，以可视化灯光效果直观呈现温度选择结果，提升操作辨识度；

- 支付执行联动化：舵机与商品支付环节深度联动，当完成支付方式选择并确认支付后，单片机将快速触发舵机执行预设动作，完成支付后的联动响应，让售卖流程形成完整闭环，保障流程连贯性；

- 数据反馈实时化：集成温湿度传感器，持续采集周边环境的温湿度数据，经单片机快速处理后，同步传输至迪文屏进行动态显示，为使用场景提供实时环境数据参考，丰富系统使用价值；

- 系统适配易拓化：C51单片机具备逻辑控制精准、响应及时的优势，迪文屏依托DGUS协议实现稳定数据交互，系统硬件采用模块化设计，各部件功能划分明确，后续的日常调试、维护保养，以及功能升级拓展都便捷高效。

二、工作原理

1.整体工作原理

  熊叁记杂货行智能售卖系统以C51内核单片机为核心控制中枢，迪文屏EKT043E作为人机交互终端，各功能硬件模块协同响应，软件双端通过串口实现稳定双向通信，形成完整工作闭环。系统启动后完成全模块初始化，用户通过迪文屏完成商品规格、温度档位选择及支付确认，指令传输至单片机后，由其解析并驱动对应硬件模块执行动作，同时将各模块执行状态、温湿度采集数据回传迪文屏同步显示，实现全流程便捷化、智能化运转。

2. 各模块工作原理

（1）人机交互与数据展示模块（迪文屏EKT043E）：

  作为系统与用户的交互核心，上电加载预设组态界面，实时接收单片机回传的商品选型状态、硬件执行反馈及温湿度数据并清晰展示；精准捕获用户触屏操作指令，标准化后通过串口传输至C51单片机，实现指令下达与信息回显的双向交互，衔接用户操作与硬件执行链路。

（2） 商品规格控制模块（步进电机+驱动模块）：

  专属关联商品大/小规格切换，驱动模块承接单片机指令驱动步进电机运转；单片机接收规格指令后，通过调控输出脉冲的频率与数量，控制步进电机的转速、转动角度，不同脉冲参数匹配对应规格档位；电机完成动作后反馈执行状态，经单片机回传迪文屏同步显示选型结果。

（3）温度档位联动模块（RGB灯模块）：

  匹配商品常温/冷两类温度档位，以灯光状态直观反馈选型结果；单片机接收温度指令后，按预设逻辑输出对应控制信号，调节RGB灯的颜色与亮度，通过差异化灯光效果区分温度档位，完成指令响应，实现温度选型与灯光显示的精准联动。

（4）支付联动执行模块（舵机）：

  绑定支付确认环节，承担支付后机械联动任务；用户在迪文屏确认支付后，指令经单片机解析生效，向舵机下发预设执行指令；舵机接收指令后精准转动至指定角度，完成支付闭环响应，保障售卖流程连贯性，同步反馈执行状态至主控与迪文屏。

（5）温湿度采集模块（温湿度传感器）：

  随系统启动进入持续工作状态，实时采集周边环境温湿度数据，将模拟信号转化为电信号传输至单片机；经单片机解析换算为直观数值后，回传迪文屏动态实时显示，全程保障数据采集的连续与精准。

（6）核心控制模块（C51内核单片机）：

  全系统控制中枢，主导逻辑运算与指令调度；系统启动后完成各模块初始化自检，建立与迪文屏的串口通信；实时接收解析迪文屏传输的用户指令，向对应硬件下发执行指令；同步收集各模块反馈与传感器数据，处理后回传迪文屏展示，统筹全流程，保障各模块联动有序、高效响应。

3.架构图

三、设计思路

1.系统设计思路

（1）硬件架构设计

1. 核心控制单元：采用迪文屏作为主控，通过其IO接口或扩展板连接外围设备

   步进电机（模拟商品规格大小调节）

   路舵机（分别对应微信支付、支付宝支付、人脸支付动作模拟）

   RGB小灯（红灯=常温模式，绿灯=制冷模式）

   温湿度传感器（如DHT11，采集环境数据）

2. 设备连接方案：

   步进电机：通过迪文屏PWM接口+驱动模块（如ULN2003）控制

   舵机：直接连接迪文屏舵机专用接口（3路独立控制）

   RGB小灯：通过GPIO接口控制三色引脚

   温湿度传感器：通过I2C或单总线与迪文屏通信

（2）软件功能模块设计

1. 主界面模块

   显示商品列表及规格选项

   温度模式选择区（常温/冰镇切换，联动RGB灯）

   支付方式入口（对应3种舵机动作）

2. 步进电机控制模块

   根据选中商品规格计算步进角度/步数

3. 支付模拟模块

   微信支付：舵机1转动至90°

   支付宝支付：舵机2转动至90°

   人脸支付：舵机3转动至90°

   

4. 温湿度采集与显示模块

   定时读取传感器数据

   订单完成界面显示当前温湿度

5. 状态指示模块

   常温模式：RGB红灯常亮

   冰镇模式：RGB绿灯常亮

（3）流程设计

1. 用户选择商品规格 → 步进电机模拟规格调节

2. 选择温度模式（常温/冰镇）→ RGB灯切换对应颜色

3. 选择支付方式 → 对应舵机动作模拟支付过程

4. 支付成功后 → 跳转订单完成页

5. 订单页自动读取并显示当前温湿度 → 3秒后返回主界面

（4）迪文屏界面设计要点

1. 主界面：商品图标+规格选择按钮+温度模式切换按钮

2. 支付界面：三种支付方式图标，点击后触发对应舵机动作

3. 订单完成页：显示"购买成功"提示+温湿度数值

（5）扩展建议

1. 增加故障检测：舵机/电机卡顿时触发报警

2. 优化交互：添加动画效果（如支付成功时的图标跳动）

3. 数据存储：记录销售记录及温湿度变化曲线

2.系统创新点

1.功能场景高度适配，贴合零售核心需求：

  聚焦零食饮料售卖专属场景，将硬件模块与售卖全流程精准绑定，步进电机对应商品规格、RGB灯对应温度档位、舵机联动支付动作，各功能与零售场景需求深度契合，摒弃冗余设计，实现操作与执行的精准呼应，适配小型杂货行的实际运营使用场景。

2.多模块协同联动，打造闭环交互体验：

  构建“选型-确认-执行-反馈”的完整交互闭环，用户通过迪文屏完成操作后，单片机统筹步进电机、RGB灯、舵机多模块有序联动执行，同时同步回传执行状态与温湿度数据，实现操作指令、机械执行、数据显示的高效联动，打破单一模块独立工作的局限，提升系统交互的连贯性与完整性。

3.可视化交互升级，操作感知更直观：

  以RGB灯灯光差异化显示商品温度档位，搭配迪文屏的全状态可视化展示，将抽象的选型指令转化为直观的视觉反馈，用户无需额外核对，即可快速确认规格、温度等选型信息，简化操作流程的同时，大幅提升人机交互的直观性与便捷性。

4.模块化轻量化设计，兼顾实用性与拓展性：

  硬件采用模块化拆分设计，各功能模块独立受控、互不干扰，降低系统调试、故障排查及日常维护的难度；软件双端通信逻辑简洁，预留功能拓展接口，后续可按需新增商品品类、拓展支付模式等功能，兼顾当下使用需求与后期升级潜力。

5.极简控制逻辑，兼顾稳定与高效：

  以C51单片机为核心搭建极简控制架构，简化多模块联动的逻辑复杂度，在保障步进电机精准控规、舵机高效响应等核心功能落地的同时，提升系统整体运行稳定性，降低能耗；同时无需复杂操作，兼顾使用便捷性与运维低成本，适配小型智能售卖场景的轻量化需求。

四.演示视频

https://www.bilibili.com/video/BV1EGBuBSEe7/?share_source=copy_web&vd_source=a4e78b54087bc3e11ea465613254fc53

五.附件上传