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1硬件部分組成

設計的硬件部分主要有rfid數據采集器、天線、主控制器、LCD液晶顯示屏、WIFI通信模塊[1]，以下是硬件部分組成圖及各個模塊的介紹（見第110頁圖1）。

1.1主控制芯片主控制芯片是系統的核心，該方案中采用的芯片是STM32F103ZE，時鐘頻率為72MHz，數據處理速度快，工作電壓3.3V，144管腳，集成ADC和DAC數據采集通道，3路SPI，2路IIC，可以擴展多達5個USART，工作溫度范圍-40~+105℃，系統資源完全可以滿足需要[2]。

1.2RFID數據采集器RFID的性能決定了智能柜的工作效率，本設計中RFID數據采集器采用ImpinJR2000芯片，該芯片性能優越，輸出功率可調，采取跳頻的模式掃描頻段寬，接收靈敏度高（-110dBm），內部采用了先進的防碰撞算法，多標簽盤點能力強，支持EPCGen2/18000-6C協議；天線采用3dB增益的陶瓷天線，共有4個天線，采用4通道分時切換的方法，有效覆蓋到整個柜子，不會有標簽漏讀；RFID的性能是電壓：3.3V；電流：最小30mA，最大800mA；頻率范圍:840~960MHz，支持歐洲、中國、美國頻段；輸出功率：最大300mW（可調）；靈敏度:-110dBm；跳頻步長：最小125kHz，采用500kHz步長；支持協議：EPCGEN2、18000-6C；天線增益：3dBm；識別距離：2m；識別速率：100張標簽/s。RFID與CPU通過RS232通信，CPU通過發送命令來控制RFID的工作，可以設置RFID開啟、關閉、低功耗模式。

1.3LCD液晶屏LCD液晶屏選用的是17.78cm的TFT真彩色串口觸摸屏，LED背光、工作溫度-20~+70℃；采用工業級的MCU控制器（Contex-M3），3級流水線和哈弗結構，主頻120MHz，內置512kB的告訴Flash存儲器和96kB的告訴RAM存儲器，可以實現海量存儲；支持四線電阻觸摸屏；支持控件、圖片預制功能。與CPU采用串口通信方式，數據更新快，顯示控制靈活。

1.4WIFI模塊WIFI采用W5100模塊。支持全硬件TCP/IP協議：TCP，UDP，ICMP，IPv4ARP，IGMP，PPPoE,Ethernet；內嵌10BaseT/100BaseTX的以太網物理層；支持自動應答（全雙工/半雙工模式）；支持自動MDI/MDIX；支持ADSL連接；支持4個獨立端口；內部16kB字節存儲器做TX/RX緩存；使用W5100不需要考慮以太網的控制，只需要進行簡單的端口編程，提供3種通信接口，直接并行總線、間接并行總線和SPI總線。W5100與STM32F103ZE之間采用SPI通信模式。

1.5其他系統中的RTC實時時鐘用來提供系統日志時間[1]，外部看門狗電路在系統出現異常情況時復位系統，同時還可以監測系統電源電壓[4]，存儲器采用貼點存儲器用來存儲系統信息，預留按鍵供用戶開門使用，電子鎖用來關閉柜門，系統指示燈標示智能柜運行狀態。輸入電壓是220~240V，電源管理單元將220V電壓通過ACDC降至24V和5V兩路輸出，24V給電子鎖供電，5V經過LM1117-3.3LDO芯片降低3.3V供單片機及外圍電路工作，TFT串口的工作電壓時5V。

2系統工作流程

2.1進行身份注冊首先進行身份注冊，只有注冊過身份的卡才能夠打開智能柜，注冊過程如下：進入串口觸摸屏上的設置界面，點擊身份注冊按鈕之后會彈出身份注冊對話框，這時候在刷卡區域刷身份識別卡，身份卡信息會出現在對話框中，點擊確認按鈕，如果已經添加過身份識別卡了，會彈出已經添加按鈕，否則彈出秘鑰輸入對話框，用戶需要輸入秘鑰，如果秘鑰正確彈出設置成功對話框，否則彈出秘鑰錯誤對話框，需要再次輸入秘鑰，如果需要取消操作，則按返回按鈕退出界面。

2.2系統工作過程智能柜關閉之后，指示燈顯示紅色，打開顯示綠色；按下“打開”按鈕，在刷卡區域刷身份卡，系統識別到卡之后對身份卡進行判斷，如果已經注冊過，則打開電子鎖將身份識別信息及時間信息通過WIFI上報數據終端；否則系統指示燈閃爍3次；打開電子鎖之后，計數器開始工作，如果在規定時間之內取走藥品，并關上門，指示燈變為紅色開始清點標簽，清點完成之后將標簽數據信息上傳至終端服務器；如果在規定的時間內柜門沒有關閉，則系統指示燈開始閃爍，蜂鳴器開始報警，將柜門未關閉識別卡信息及時間上傳至終端服務器，見圖3。

3結束語

本文所設計的智能控制柜能夠很好地解決物品管理、存儲中遇到的問題，提高實際工作效率。特別是用在管制型藥品方面，能夠有效保證取藥和用藥安全，對取藥人進行身份識別，記錄取消信息，追蹤藥品使用過程，很適合醫院藥品存儲和管理。

作者：王佳偉單位：山西省工業管理學校