1. 项目背景与需求分析
中药仓库管理一直是医药行业中的痛点领域。传统的人工记录方式存在易出错、效率低、难以追溯等问题。我在参与某中医院信息化改造项目时,亲眼目睹了药剂师们如何在堆积如山的药材中艰难寻找某一味药材的场景——潮湿的仓库环境让纸质记录变得模糊,不同批次的药材混放导致效期管理混乱。
这个基于单片机的智能中药仓库系统,正是为了解决以下核心痛点:
- 药材存放环境(温湿度)的实时监控与自动调节
- 药材库存的精准定位与快速检索
- 药材效期的自动化预警管理
- 出入库记录的电子化追踪
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2. 系统架构设计
2.1 硬件选型方案
经过多次实地测试,我们最终确定的硬件配置如下:
主控单元:
- STM32F103C8T6最小系统板(72MHz主频,64KB Flash,20KB RAM)
- 选择理由:充足的IO接口,适中的处理能力,成熟的开发环境
环境监测模块:
- DHT22温湿度传感器(±0.5℃精度,±2%RH精度)
- MQ-2烟雾传感器(检测药材霉变产生的挥发性气体)
- BH1750光照传感器(监测仓库照明条件)
定位与识别系统:
- RC522 RFID读写模块(13.56MHz频段)
- 定制化RFID标签(耐潮湿设计,粘贴于药材容器)
- 红外对管定位网格(实现货架三维坐标定位)
执行机构:
- 5V继电器模块(控制除湿机、通风扇等设备)
- 28BYJ-48步进电机(驱动货架传送装置)
- 0.96寸OLED显示屏(本地信息展示)
2.2 软件架构设计
系统采用分层架构设计:
code复制应用层:用户交互界面
业务层:库存管理、环境监控、预警系统
驱动层:传感器驱动、执行器控制
硬件层:MCU及外设
关键设计决策:
- 采用状态机模式处理多任务调度
- 数据存储使用EEPROM+SD卡双备份
- 通信协议选择Modbus RTU(抗干扰能力强)
3. 核心功能实现细节
3.1 环境智能调控系统
温湿度控制算法实现:
c复制void TempHumidity_Control(void)
{
float current_temp = DHT22_GetTemperature();
float current_humi
