stm32单片机智能控制柜（有完整资料）

本设计是基于单片机的智能控制柜系统，主要实现以下功能：1.可通过刷卡和手机进行借用和归还仪器。2.通过OLED显示仪器状态。3.通过WiFi连接阿里云，用手机远程显示和控制。

特纳斯电子-官方

395人浏览 · 2026-03-17 10:00:16

特纳斯电子-官方 · 2026-03-17 10:00:16 发布

资料查找方式：

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编号：

T0812203M

设计简介：

本设计是基于单片机的智能控制柜系统，主要实现以下功能：

1.可通过刷卡和手机进行借用和归还仪器。
2.通过OLED显示仪器状态。
3.通过WiFi连接阿里云，用手机远程显示和控制。

标签：STM32、红外避障模块、OLED显示屏、RFID读卡器、WiFi模块

stm32单片机智能控制柜

stm32单片机智能控制柜：中控部分、输入部分和输出部分。下面分别对这三部分进行概述：

中控部分概述

中控部分以STM32F103单片机为核心控制器，扮演着智能控制柜“大脑”的角色。该单片机负责接收来自输入部分的多种数据（如RFID读卡器的刷卡信息、红外避障模块的障碍物检测信号、独立按键的操作指令等），并在其内部进行逻辑运算与数据处理。根据预设的规则或用户通过手机APP设定的参数，单片机进一步控制输出部分的执行器（如继电器、显示屏、蜂鸣器等），实现仪器的智能借用、归还、监控与远程控制功能。STM32F103单片机的高性能与丰富的外设接口确保了整个系统的稳定性和可靠性。

输入部分概述

RFID读卡器配合磁卡：用户通过刷卡操作，实现仪器的借用和归还。RFID读卡器读取磁卡信息，并将数据发送给中控部分的单片机。
红外避障模块：用于检测控制柜内仪器是否被借用或是否已归还。当仪器被借出或归还时，红外避障模块会检测到障碍物状态的变化，并将信号发送给单片机。
两个独立按键：提供用户交互界面，用于添加新卡或注销已有卡。按键操作产生的信号被单片机接收并处理。
供电电路：为整个系统提供稳定可靠的电源，确保所有组件正常工作。

输出部分概述

OLED显示屏：显示操作卡的提示信息（如“卡已识别”、“仪器已借出”等）以及当前仪器的状态（如“空闲”、“已借出”等），便于用户了解系统状态。
继电器：通过控制继电器的开关，实现控制柜门的打开和关闭。当满足一定条件（如用户刷卡成功）时，单片机控制继电器动作，从而驱动柜门执行相应操作。
WiFi模块：实现系统与阿里云的连接，将仪器的借用、归还等状态信息上传至云端服务器。用户可通过手机APP远程查看控制柜的当前状态并发送控制指令。
蜂鸣器：当RFID读卡器成功读取到磁卡信息时，蜂鸣器发出提示音，告知用户操作已成功被系统识别。

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

首先在AD中根据各个模块画出原理图，然后导出PCB进行连线，最后通过嘉立创进行打板。板子到手之后就是焊接过程，第一部分是电源模块，将电源接口、电源开关、1k电阻、两个电容进行滤波和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入Type-C电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排母焊接好后，将OLED显示屏插入排母。第三部分是单片机最小系统板，因为最小系统板已经引出了程序烧录接口和自带复位电路，所以只要焊接两个排母将单片机最小系统板插入排母。第四部分是读卡器模块，排母焊接好后，将读卡器插入排母。第五部分是两个独立按键。第六部分为蜂鸣器。第七部分是WiFi模块，排母焊接好后，将WiFi插入排母。第八部分是控制柜门的继电器。第九部分是红外避障模块，排母焊接好后，将红外避障插入排母。下图5-1为焊接完整实物图：

图5-1电路焊接总图

5.2 WiFi模块联网

先把它需要连接网络（注意是2.4G频段的网络）的名称改成大写的英文字母“WIFI”，密码设置为“123456789”,如果是用手机开热点的话，在给电路板通电之前，手机最好处于开热点的界面，特别是苹果手机。一切准备好之后，给电路板通电，WiFi模块上面的蓝色指示灯会闪，说明正在进行联网，在联网过程中OLED显示屏不显示，联上网之后，OLED显示屏开始显示，程序开始运行。如图5-2所示，

图5-2配网图

5.3 添加卡实物测试

如图5-3所示，按下S1键屏幕显示“添加”，

图5-3添加卡实物图

OLED显示屏刷新之后，再刷一下卡，显示屏显示如图5-4所示，则卡片添加成功。

图5-4添加卡实物图

5.3 仪器借用实物测试

如图5-5所示，刷一下已经添加过的卡或点一下手机上打开柜门的按钮，控制柜门的继电器打开，当红外避障模块没有检测到仪器后，说明仪器已经被借走，显示屏会显示一下“仪器借用成功”。如果红外避障模块还是触发状态，说明仪器为借用，显示屏就会显示“仪器未借用”。

图5-5仪器借用实物图

5.4 仪器归还实物测试

如图5-6所示，刷一下已经添加过的卡或点一下手机上打开柜门的按钮，控制柜门的继电器打开，如果红外避障模块是触发状态，说明仪器已归还，显示屏就会显示“仪器归还成功”。如果红外避障模块还是未触发状态，说明仪器未归还，显示屏就会显示“仪器未归还”。

图5-6仪器归还实物图

5.5 注销卡实物测试

如图5-7所示，按下S2键屏幕显示“注销”，

图5-7注销卡实物图

OLED显示屏刷新之后，再刷一下卡，显示屏显示如图5-8所示，则卡片注销成功。

图5-8注销卡实物图

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

仿真设计总体包括32单片机芯片、OLED显示屏、两个独立按键、一个模拟读卡器的开关、一个模拟红外避障模块的开关、一个控制柜子的继电器、蜂鸣器和模拟WiFi模块的串口虚拟终端。

图6-1 仿真设计总图

6.2添加卡仿真测试

如图6-2所示，按下S1键屏幕显示“添加”，但是因为仿真没有卡片可以存储，所以每次上电之后都要添加卡片。

图6-2添加卡仿真图

OLED显示屏刷新之后，再刷一下卡，显示屏显示如图6-3所示，则卡片添加成功。

图6-3添加卡仿真图

6.3 仪器借用仿真测试

如图6-4所示，刷一下已经添加过的卡或在串口虚拟终端弹出来的窗口内输入“1”，控制柜门的继电器打开，当红外避障模块没有检测到仪器后，说明仪器已经被借走，显示屏会显示一下“仪器借用成功”。如果红外避障模块还是触发状态，说明仪器为借用，显示屏就会显示“仪器未借用”。

图6-4仪器借用仿真图

6.4 仪器归还仿真测试

如图6-5所示，刷一下已经添加过的卡或点一下手机上打开柜门的按钮，控制柜门的继电器打开，如果红外避障模块是触发状态，说明仪器已归还，显示屏就会显示“仪器归还成功”。如果红外避障模块还是未触发状态，说明仪器未归还，显示屏就会显示“仪器未归还”。

图6-5仪器归还仿真图

6.5 注销卡仿真说明

因为仿真没有读卡器和卡，所以没有存储卡片是否已经添加的功能，所以每次上电之后默认卡片是没有添加的状态，同理，结束仿真运行时，也相当于已经给卡片注销了，但是按键S2，注销卡片的功能还是有的。

设计说明书部分资料如下

设计摘要：

本设计是基于STM32的智能控制柜系统，此系统是以RFID读卡器、WiFi和红外避障为主要研究对象，STM32F103单片机为主要控制关键。使用RFID读卡器对卡进行添加、打开柜门等。OLED显示屏主要显示仪器现在是否被借走。独立按键则是进行添加/注销卡。再通过WiFi将数据上传到阿里云，可以在手机APP上实时监测柜门状态和仪器状态。本论文旨在研究智能仪器柜系统在科学实验和仪器设备管理中的应用。随着科技的不断发展，智能仪器柜系统作为实验室和科研机构中重要的设备管理手段，其在提高实验效率、优化资源利用、提升安全性等方面发挥着重要作用。本研究通过对智能仪器柜系统的结构、功能特点、远程监控和控制等方面进行深入分析，探讨了其在科学研究和实验管理中的应用优势，论证了智能仪器柜系统在科学实验和仪器管理领域的重要价值。综上所述，智能仪器柜系统在科学研究和仪器设备管理中具有广阔的应用前景和发展潜力。

关键词：单片机；WiFi模块；RFID-读卡器；红外避障