基于STM32的智能分拣小车设计
第一章 设计背景与核心目标
在物流仓储、电商分拣等场景中，传统人工分拣模式存在效率低、误差高、劳动强度大等问题，难以适配现代物流的高效运转需求。智能分拣小车作为自动化分拣系统的核心设备，可实现货物的自动识别、搬运与分类，大幅提升分拣效率。本设计以STM32单片机为核心控制器，融合传感器检测、电机驱动与路径规划技术，开发一款低成本、高精度的智能分拣小车。核心目标为：实现对不同尺寸或重量货物的精准识别，识别准确率≥95%；具备自主循迹行驶能力，循迹误差≤±5mm；完成货物的自动抓取、运输与分类投放，分拣效率≥10件/分钟；系统结构紧凑、操作便捷，适配中小型仓储的分拣需求。
第二章 系统硬件架构设计
系统硬件采用“感知层-主控层-执行层-交互层”模块化架构，以STM32F103单片机为核心，各模块协同实现分拣功能。感知层包含红外循迹传感器、超声波测距传感器与重量传感器，红外传感器识别地面引导线实现循迹，超声波传感器检测货物位置，重量传感器区分货物规格；主控层负责接收传感器数据，通过逻辑运算生成控制指令，统筹各模块协同工作；执行层由直流减速电机、电机驱动模块（L298N）、舵机与机械抓手组成，电机驱动小车行驶，舵机控制机械抓手完成货物抓取与投放；交互层配备LCD显示屏与按键，实时显示小车运行状态与分拣数量，支持参数手动设置，硬件整体采用轻量化设计，适配小车便携移动需求。
第三章 系统软件设计与控制逻辑
系统软件基于Keil MDK开发，采用C语言模块化编程，核心分为循迹控制、货物识别、分拣执行三大模块。循迹控制模块通过红外传感器采集路径信息，采用PID算法调节左右电机转速差，实现小车精准循迹与转向纠偏；货物识别模块按固定周期采集超声波与重量传感器数据，通过阈值判断确定货物位置与规格，生成分类指令；分拣执行模块接收分类指令后，控制舵机驱动机械抓手抓取货物，按预设路径运输至对应分拣区域，完成投放动作。软件加入故障自检与应急停止功能，检测到传感器异常或卡货时，立即停机并报警，同时记录分拣数据，保障系统稳定运行。
第四章 性能测试与应用分析
搭建模拟分拣测试平台，设置直道、弯道、分拣工位等场景，选用不同重量规格的货物开展多组次测试。测试结果显示，小车循迹误差≤±3mm，货物识别准确率达96.5%，分拣效率为12件/分钟，均满足设计要求；连续运行1小时无故障，机械抓手动作精准，无货物掉落或卡滞现象。实际应用中，小车可灵活适配中小型仓储的分拣需求，相较于人工分拣效率提升60%以上，误差率降低至1%以下。该设计成本低廉、结构简洁，兼具自动化与实用性，可推广应用于电商、快递等行业的小件货物分拣场景，为物流自动化升级提供低成本解决方案。
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