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基于Linux主控板的智能外卖柜设计与

实现

摘要：随着互联网技术的快速发展，外卖行业也在迅速扩张。在全球疫情大

背景下，对外卖的无接触式配送提出了更高要求。传统的外卖配送环节存在取餐

过程难以保证无接触、外卖易丢失、配送效率低下等问题。针对上述问题，设计

了一款基于Linux主控板的智能外卖柜，具有紫外线杀菌、智能恒温等功能，可

以有效改善外卖存储环境，这种方式可实现无接触式配送，且外卖员无需等待，

提高了整体配送效率。

关键词：紫外线杀菌；食物存储；智能外卖柜

一、总体技术框架

整体系统由服务器端、手机移动端、Linux主控板、电机驱动设备、舵机、

半导体制冷设备、恒温加热设备和通风换气设备8部分组成。服务器端是上位机

控制器，下位机控制器由Linux主控板、电机驱动设备、舵机、半导体制冷设备、

恒温加热设备和通风换气设备6部分组成，电机和舵机是下位机的执行器。上位

机手机端采集数据和接收数据，上位机服务器端对数据进行存储和处理，外卖员

通过手机端采集外卖数据，将数据发送至服务器，服务器端接受数据存储处理，

将处理完的取餐码发送至客户的手机中，客户通过取餐码可以从智能外卖柜中取

餐。

电机和舵机是智能外卖柜的执行器，当舵机接收到控制器发来的脉冲时，就

控制柜锁的开关，电机接收到控制器发来的脉冲后，控制已解锁的柜门关闭。控

制脉冲信号和电平方向是由脉冲分配器来负责接收，电机根据信号做出反应。电

机转动的速度和舵机升降都是由控制脉冲控制。半导体制冷设备和恒温加热设备

是通过每个柜中的传感器检测食物的温度，对食物进行保温存储。通风换气设备

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会对智能外卖柜进行通风换气，防止不同味道的食物互相串味，使用户吃到原味

的食物。

二、智能外卖柜控制算法

2.1对称加密算法

在智能外卖柜与服务器进行传输的数据上我们使用了技术相对成熟的对称加

密算法。在对称加密算法中，数据发信方将明文（原始数据）和加密密钥一起经

过特殊加密算法处理后，使其变成复杂的加密密文发送出去。收信方收到密文后，

若想解读原文，则需要使用加密用过的密钥及相同算法的逆算法对密文进行解密，

才能使其恢复成可读明文。在对称加密算法中，使用的密钥只有一个，发收信双

方都使用这个密钥对数据进行加密和解密，这就要求解密方事先必须知道加密密

钥。这种算法相对其他加密算法的优点是是计算量小、加密速度快、加密效率高。

2.2PID算法

在智能外卖柜中的温度控制上采用PID控制算法，对温度进行闭环控制，防

止温度过高或过低导致食物的味道变差。

三、智能外卖柜硬件

3.1智能外卖柜结构

整体的框架是左右均为存放外卖的橱柜，中间放Linux控制板、电机驱动板、

通信模块等控制设备，恒温加热设备、半导体制冷设备和通风换气设备放在智能

外卖柜的后方，提高了温度传输的效率，减少的传输过程中冷气和热气的损耗；

柜门采用透明的亚克力材料制作，用户可以透过柜门看到自己的外卖。

3.2A4988电机驱动模块

该设计的电机驱动模块通过与Linux开发板进行连接，接收Linux开发板发

出的控制脉冲和方向电平来驱动电机和舵机的转动以实现智能外卖柜柜门的解锁

和关闭。电机驱动模块需要单独提供电源进行供电，与Linux开发板做需要的电

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基于Linux主控板的智能