基于 STM32 的物流分拣小车设计与实现

4. 无线通信模块

物流系统需接入后台管理系统，因此采用以下通信方式：

（1）ESP8266（WIFI）

• 适用于仓库局域网
• 支持 MQTT / HTTP / Websocket
• 接收分拣任务 → 解析货物编号 → 更新路线

（2）nRF24L01（短距通信）

• 成本低、抗干扰强
• 可用于多个小车之间的协作调度

（3）蓝牙模块（调试用）

• 现场校准、速度调整、发送指令

通过无线通信，小车可随时接收新的分拣命令，实现智能调度。

三、软件系统设计

1. 主控流程框架

系统初始化 → 传感器检测 → 路径循迹控制 → 是否到达分拣点？→ 是：执行分拣动作；否：继续下一个目标

2. 循迹算法（加权偏差法）

使用 5 路红外传感器，权重分配如下：

根据黑线位置输出偏差：

偏差 = (-2)*S1 + (-1)*S2 + 0*S3 + (1)*S4 + (2)*S5 

• 偏差 > 0：右偏 → 左轮加速
• 偏差 < 0：左偏 → 右轮加速

算法简单高效，适合 MCU 实时计算。

3. 分拣执行策略

分拣小车经过 RFID 或二维码采集站时，会读取货物信息：

• 获取 商品编号
• 通过通信模块查询该编号的 配送区域
• 匹配后续路线
• 到达对应分拣点时执行动作：

如：

if(target == LEFT_BIN){Servo_SetAngle(30);// 推入左侧}
else if(target == RIGHT_BIN){Servo_SetAngle(150);// 推入右侧}

动作完成后自动复位，继续巡航。

4. 路线规划（简单版）

分拣仓库通常采用站点式路径：

起点 → S1 → S2 → S3 → S4 → 返回点 

后台可实时更改任务：

• 单程配送
• 循环任务
• 多车协作规划

在增强版本中可使用 A* 或 Dijkstra 进行动态路径规划。

四、硬件原理图（逻辑框架）

主要连接结构：

• STM32 —— PWM → 电机驱动
• STM32 —— ADC → 传感器输入
• STM32 —— UART → ESP8266 / 蓝牙
• STM32 —— IIC → MPU6050
• STM32 —— PWM → 舵机

各模块都采用标准 2.54mm 接口，方便扩展维护。

五、系统调试与优化

1. 机械调试

• 校准车轮间距
• 调整循迹传感器高度
• PID 参数调试（速度平稳性提升明显）

2. 软件调试

• 优化防抖与滤波（避免误触发）
• 添加速度补偿，减少打滑
• 增加 watchdog 防止程序卡死

3. 无线通信优化

• MQTT QoS1 保障任务不丢失
• 增加心跳包实时监控小车在线状态

六、项目实现效果

最终完成的小车可实现：

• 自动巡线
• 超声波避障
• 自动识别货物编号
• 根据指令在不同地点自动投放货物
• 支持后台指挥与路线调整
• 多车可协作完成多个货物的并行分拣任务

在小型仓库或教学创新项目中表现优秀。

七、总结

基于 STM32 的物流分拣小车体系结构清晰、成本低、可扩展性强，是不错的智能物流入门级项目。通过本项目不仅能掌握 MCU 控制、传感器融合、电机调速、无线通信等核心技术，还可以进一步拓展 AGV 规划、多车协作、AI 识别等方向。

该项目非常适合课程设计、毕业设计以及智能物流相关的产品雏形开发。