基于STM32F103VE的智能信箱系统的设计与实现

2.4 存储阵列设计

系统用存储阵列来存储信件，当中按行列分布了多个存储单元，每个单元由两部分空间组成，一部分存放信件，称为存储板，另一部分作为行运送轨道的一部分，排列在存储板的正上方。图1是系统的模型示意图，根据它可以进一步说明如何实现信件的存储。

存储板和滑台的形状是相互耦合的，它们即能够托载信件又能相互通过来实现信件的抬起和放下。这里以存储信件为例，说明其具体过程，过程分为5步：①信件被放置在存/取信口的滑台上，竖直滑轨带动水平滑轨和滑台通过运送通道向下移动到目标行；②水平滑轨带动滑台通过行运输轨道来到目标存储板上方；③确保到位后，竖直滑轨再次下移，滑台穿过存储板，将信件放置到了存储板上；④滑轨带动滑台回到存/取信口。这样，经过两组滑轨的轮流操作，就完成了一次存信操作，并开始等待下一次操作。同理可知，取出信件的过程正好为该过程的逆操作，这里不再赘述。

三、 控制系统

3.1 硬件构成

本系统的主控芯片为STM32F103VE单片机，内置IIC、SPI总线接口和512K闪存等，属于ARM v7-M里的Cortex-M3系列。硬件部分还包括触摸屏模块、实时时钟模块、存储器模块、电机配置模块、电源模块、网络接口等。触摸屏采用7寸TFT电阻式触摸屏，通过SPI1接口与单片机连接，由恒流源芯片PT4101为触摸屏提供LCD背光源。

实时时钟模块采用DS1302芯片，通过IIC2接口接入单片机，为系统提供时间参考，实现定时提醒功能。存储器采用SST25VF016B 2M FLASH，用于存放信件存储信息和用户账号信息等。电机配置模块主要由步进电机驱动器、继电器和三极管组成，用于片选不同的电机驱动器，并对其控制端口进行配置，以实现对电机的控制。

网络接口用于接入网络，将信箱内的信息实上传到网络上，供用户查看是否有信、修改密码等，也方便管理员管理和修改信息。

3.2 μC/OS-II

μC/OS-II的任务主要包括两部分，时钟管理与任务调度。操作系统会以定时中断服务程序的型式调用时钟节拍函数，实现对系统时钟的管理。当新的时钟节拍到来时，系统判断各任务的优先级，并按照优先级高低将任务排入就绪队列中。若当前最高优先级任务满足执行条件，则直接运行，直到需要某种临界资源时，任务会主动请求挂起，这时系统会调度就绪队列中下一优先级的任务，使其获得执行权。

3.3 账号管理

所有使用者都有账号和密码，作为操作权限的唯一凭据。账号数量可以根据用户数目自由添加或删减，分配灵活。账号的类型有三种，即用户账号、管理员账号和投递账号，它们具有不同的操作权限。当输入密码错误时，系统不会响应任何要求，因此可以有效杜绝信件丢失和垃圾广告进入信箱占用空间等现象。

3.4 提醒功能

当系统收到来信时，系统会自动向网络更新信息，主显示屏会滚动显示收到来信的用户账号。邮递员将信件放入信箱时，系统会读取当前日期，并计算出一个提醒日期，作为该信件的信息存储在存储器中。同时，系统会定期检查当前日期是否超过所存信件的提醒日期，若超过，会发送信息至网络和显示屏，要求用户及时取走信件，若用户仍长期没有取信，系统会通知管理员与用户联系。

四、 总结

该方案是针对目前信箱结构上的一系列问题，提出的一种智能化、自动化解决方案，旨在提高资源利用率、保障信件安全和实时等。但由于缺乏实际使用中的统计数据，因此仍可能存在一些问题，需要进一步研究。