<div> <div> <div> <h2>1、项目功能介绍</h2> <div>本项目是一款面向仓库、实验室、档案室、企业物料库等场景的自动化仓储管理设备，针对传统仓储人工盘点效率低、出入库登记繁琐、物料溯源困难、归还错位、多层货架管理混乱、库存数据滞后等行业痛点设计，集成RFID射频识别技术、单片机控制技术、自动检测算法、数据存储与上传模块，实现多层级货架物料的智能入库、精准定位、自动盘点、快速归还、库存预警、数据可视化管理全流程自动化，可有效替代人工仓储管理工作。</div> <div>硬件层面，本项目完成了整体电路模块化设计，包含主控电路、RFID读写电路、红外检测电路、多层货架状态检测电路、OLED显示电路、按键交互电路、串口数据传输电路、电源稳压保护电路，解决了多模块协同供电干扰、多层货架信号检测错位、RFID读卡不稳定等硬件问题，搭建了完整的嵌入式硬件控制系统。</div> <div>软件层面，自主编写核心控制算法，设计物料身份识别算法、多层仓位匹配算法、出入库状态判定算法、库存数据统计与预警算法、快速归还匹配算法。可通过RFID标签唯一识别物料信息，自动匹配对应的多层货架仓位，实现物料入库自动登记、出库自动核销；针对物料归还场景，优化归还匹配逻辑，支持无序归还自动识别、错放提醒、仓位纠错，解决传统归还效率低、摆放混乱的问题。同时搭建本地数据存储+上位机数据同步架构，实时记录仓储物料信息，支持数据查询、导出、更新。</div> <div>系统核心功能涵盖：多层货架仓位状态实时监测、物料RFID精准识别与身份录入、智能出入库自动登记、物料快速精准归还、库存余量实时统计、缺货/满仓智能预警、本地屏幕实时数据显示、上位机后台数据可视化管理、历史记录溯源查询。大幅提升仓储管理的智能化、自动化水平，降低人工管理成本，减少物料丢失、错放、库存错乱等问题，适配中小型仓储场景的高效管理需求。</div> <h2>2、项目属性</h2> <div>本项目为<strong>完全原创项目</strong>，核心硬件电路设计、控制算法、归还匹配逻辑均为团队独立开发设计，无照搬现有成品方案、无抄袭开源项目完整架构。</div> <div>项目为首次公开，未在任何创新创业大赛、电子设计竞赛、学科竞赛中参赛及获奖，未参与各类公开项目评审，无对外公开的成品方案与源码资料。</div> <div>本项目未在校内开展课程答辩、毕业设计答辩，为独立研发的电子竞赛创新项目，整体方案具备独立性、原创性与创新性。</div> <h2>3、开源协议</h2> <div>本项目整体采用 <strong>GPL3.0开源协议</strong> 进行开源，项目80%以上核心功能完全开源，包含自主设计的硬件电路、核心控制源码、多层仓位匹配算法、快速归还识别算法等核心原创内容，允许开发者自由使用、修改、二次开发与分享，但二次开发成果需遵循相同开源协议公开。</div> <div>本项目少量辅助功能引用通用开源工具库，均已明确标注来源并严格遵循对应开源协议规范：串口通信通用驱动库、OLED屏幕显示开源驱动代码，仅作为设备基础外设驱动使用，不属于项目核心功能。</div> <div>项目核心功能定义：基于RFID的物料唯一身份识别逻辑、多层货架仓位智能匹配算法、物料快速归还纠错算法、仓储出入库全自动核销逻辑、多传感器协同检测电路设计，以上核心内容均为团队独立原创开发，未引用任何商用模块成品逻辑与第三方开源核心方案。市场通用RFID模块、稳压模块仅作为硬件载体使用，其通用功能不计入本项目核心创新内容。</div> <h2>4、硬件部分</h2> <div>本项目硬件系统以STM32单片机为主控核心，采用模块化分层设计，整体硬件架构分为主控模块、RFID识别模块、仓位检测模块、人机交互模块、数据传输模块、电源模块六大单元，适配多层级货架仓储检测与快速归还场景，硬件整体稳定性强、扩展性高。</div> <div><strong>（1）核心硬件原理与架构</strong></div> <div>主控模块采用STM32F103单片机，作为整个系统的核心处理器，负责接收各传感器、RFID模块采集的数据，运行核心算法完成仓位匹配、出入库判定、归还纠错、数据统计，同时控制显示、预警、数据上传等外设工作，统筹所有硬件模块协同运行。</div> <div>RFID识别模块采用RC522射频读写模块，通过SPI通信与主控连接，可读取、写入物料专属RFID标签的唯一ID与物料信息，识别距离稳定、抗干扰能力强，实现物料身份的精准识别，是系统出入库、归还匹配的核心识别硬件。</div> <div>多层仓位检测模块采用多组红外对射传感器，分层布置在多层货架各仓位，实时检测仓位空置、占用状态，将仓位状态数据实时上传至主控，配合RFID数据完成物料与仓位的精准匹配，解决多层货架物料摆放位置混乱、状态不明的问题。</div> <div>人机交互模块由OLED液晶显示屏与独立按键组成，屏幕实时显示当前库存总量、各仓位物料信息、出入库记录、预警信息；按键支持手动查询、数据清零、模式切换、紧急复位等功能，方便现场人工调试与操作。</div> <div>数据传输模块采用CH340串口模块，实现单片机与电脑上位机的串口通信，可将实时仓储数据上传至上位机后台，同时接收上位机下发的物料信息、仓位配置指令，实现软硬件数据联动。</div> <div>电源模块采用5V/3A稳压电路，搭配电容滤波、防反接保护电路，为所有模块提供稳定工作电压，解决多模块同时工作时的电压波动、信号干扰问题，提升系统长时间运行的稳定性。</div> <div><strong>（2）硬件调试与测试方法</strong></div> <div>模块单独调试：依次对电源模块、RFID模块、红外检测模块、显示模块进行单独通电测试，检测供电电压是否稳定、模块是否正常初始化、数据是否正常收发，排除单模块故障；整机联调：所有模块接入主控后，测试多层仓位检测、RFID读卡、出入库识别、物料归还纠错等全流程功能，优化硬件安装位置，规避射频信号遮挡、红外检测误触发问题；稳定性测试：连续通电运行48小时，测试系统长时间运行的读卡准确率、仓位检测精度、数据传输稳定性，优化电路滤波与抗干扰设计。</div> <h2>5、软件部分</h2> <div>本项目软件基于Keil MDK编译环境开发，采用C语言编程，采用模块化编程思想，将程序拆解为初始化模块、RFID读写模块、仓位检测模块、算法处理模块、人机交互模块、数据通信模块、预警模块，代码结构清晰、可读性强、便于二次修改升级。</div> <div><strong>（1）软件整体流程</strong></div> <div>系统上电后，首先完成单片机系统、外设、各功能模块初始化，随后进入循环检测状态：实时采集多层货架仓位状态数据、循环扫描RFID识别区域，当检测到物料入库/出库/归还动作时，读取RFID标签物料信息，通过核心算法匹配对应仓位，判定操作类型，自动完成数据登记与核销；实时更新库存数据并推送至OLED屏幕与上位机，当出现仓位满溢、物料缺货、错放归还等异常情况时，触发预警提示，同时保存操作日志，支持后续溯源查询。</div> <div><strong>（2）核心算法说明</strong></div> <div>多层仓位匹配算法：针对多层货架分级管理需求，对每一层、每一个仓位进行独立编号绑定，将RFID识别的物料编码与预设仓位信息建立映射关系，自动判定物料对应存放位置，避免多层仓储物料错位存放。</div> <div>快速归还纠错算法：为项目核心创新算法，支持无序物料归还，系统读取归还物料RFID信息后，自动检索该物料的标准存放仓位，对比当前放置仓位，若出现错放则立即触发声光提醒，并指引正确仓位，大幅提升物料归还效率与规整度。</div> <div>库存动态统计算法：实时统计各仓位物料数量、总库存数量，自动判定库存饱和、缺货状态，实现智能预警，替代人工盘点统计。</div> <div><strong>（3）编译与烧录方法</strong></div> <div>编译环境：Keil MDK5，安装STM32F103芯片支持包；源码编译：导入工程源码，配置芯片型号、晶振参数，编译生成HEX文件；程序烧录：通过ST-Link下载器连接单片机与电脑，使用FlyMcu软件将HEX文件烧录至主控芯片，烧录完成后上电即可运行系统程序。</div> <div><strong>（4）上位机功能</strong></div> <div>配套简易上位机可实现仓储数据实时接收、历史记录查询、物料信息录入、仓位参数配置、数据导出保存等功能，实现仓储管理数字化、可视化。</div> <h2>6、BOM清单</h2> <div> <table> <tr> <th colspan="1" rowspan="1"> <div>序号</div> </th> <th colspan="1" rowspan="1"> <div>元器件名称</div> </th> <th colspan="1" rowspan="1"> <div>型号规格</div> </th> <th colspan="1" rowspan="1"> <div>品牌</div> </th> <th colspan="1" rowspan="1"> <div>封装</div> </th> <th colspan="1" rowspan="1"> <div>用途</div> </th> <th colspan="1" rowspan="1"> <div>采购渠道</div> </th> </tr> <tr> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>1</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>主控单片机</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>STM32F103C8T6</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>ST</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>LQFP48</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>系统核心控制、算法运行、数据处理</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>电子元器件电商平台</div> </td> </tr> <tr> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>2</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>RFID读写模块</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>RC522</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>国产通用</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>模块式</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>物料RFID标签识别、信息读写</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>电子元器件电商平台</div> </td> </tr> <tr> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>3</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>红外对射传感器</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>5V通用型</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>国产通用</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>直插</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>多层货架仓位状态检测</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>电子元器件电商平台</div> </td> </tr> <tr> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>4</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>OLED显示屏</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>0.96寸 I2C</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>国产通用</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>模块式</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>系统数据、仓位信息、预警显示</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>电子元器件电商平台</div> </td> </tr> <tr> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>5</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>串口转换模块</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>CH340G</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>国产通用</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>SOP16</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>单片机与上位机数据通信</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>电子元器件电商平台</div> </td> </tr> <tr> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>6</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>稳压芯片</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>AMS1117-5.0</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>AMS</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>SOT223</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>系统稳定供电</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>电子元器件电商平台</div> </td> </tr> <tr> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>7</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>独立按键</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>轻触按键6*6</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>国产通用</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>直插</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>人工交互、功能切换、参数设置</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>电子元器件电商平台</div> </td> </tr> <tr> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>8</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>蜂鸣器</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>5V有源蜂鸣器</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>国产通用</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>直插</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>异常预警、错放提醒、操作提示</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>电子元器件电商平台</div> </td> </tr> <tr> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>9</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>RFID标签</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>高频13.56M</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>国产通用</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>不干胶标签</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>绑定物料唯一身份信息</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>电子元器件电商平台</div> </td> </tr> <tr> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>10</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>电容、电阻</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>通用贴片/直插</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>国产通用</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>通用封装</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>电路滤波、限流、稳压</div> </td> <td colspan="1" rowspan="1"> <div>电子元器件电商平台</div> </td> </tr> </table> </div> <h2>7、大赛LOGO验证</h2> <div>可将大赛LOGO以丝印形式印制在PCB板空白区域，保证LOGO清晰完整、无遮挡，后续上传对应PCB实物图片即可完成验证。（可下载官方大赛LOGO压缩包，导入嘉立创EDA进行PCB丝印设计）</div> <h2>8、项目演示视频要求</h2> <div>本项目需按照竞赛规范录制横屏演示视频，视频分辨率≥1280×720，格式为MP4/MOV，文件大小控制在50M以内。</div> <div>视频标题规范：立创电赛：《基于RFID的多层级智能仓储与快速归还系统》-项目功能演示</div> <div>视频内容建议包含：项目整体硬件展示、系统上电初始化演示、RFID物料识别测试、多层仓位检测演示、出入库全自动登记功能、物料快速归还纠错演示、库存预警功能、上位机数据同步演示、整体系统稳定性展示。</div> <div>可同步发布至B站、抖音、小红书等平台参与人气冲榜，获取官方曝光资源。</div> </div> </div> </div>