自动售货机软件技术文档
1. 系统架构设计
自动售货机软件基于分层架构设计，采用模块化与松耦合原则，确保系统的可扩展性与可维护性。系统分为硬件交互层、业务逻辑层、数据管理层和用户接口层（图1）。硬件交互层直接对接传感器（如称重装置、识别模块）和执行机构（如舵机、电机），业务逻辑层处理交易流程与库存管理，数据管理层负责存储商品信息、交易记录及设备状态，用户接口层提供触摸屏交互与远程管理界面。
核心组件包括：
支付处理模块：支持、移动支付（如支付宝/微信）及NFC刷卡，兼容多币种识别与防伪验证。
库存监控系统：通过压力传感器实时监测货道商品数量，结合重量区间算法（如专利CN109272638A）判断商品种类，避免空货道出货。
远程通信模块：基于MQTT协议与云端平台交互，实现销售数据同步、故障报警及远程固件升级。
2. 功能模块说明
2.1 商品管理功能
自动售货机软件提供商品全生命周期管理功能：
库存动态更新：售出商品后，系统自动扣除库存并触发补货提醒；支持管理员通过后台批量导入商品信息（ID、价格、重量阈值）。
分类与展示：商品按饮料、零食等类别分组显示，界面支持图片与文字混合排版，适配不同尺寸的触摸屏。
价格策略调整：管理员可远程修改商品价格或设置促销活动（如满减、折扣），更新实时生效。
2.2 支付与交易处理
系统支持多种支付方式：
支付：采用电磁传感器识别面额（0.5元、1元），累计金额后与商品价格比对，不足时提示继续投币，超支则计算找零。
移动支付集成：调用第三方API完成二维码生成与支付状态回调，确保交易数据加密传输（TLS 1.3协议）。
异常处理：若出货失败（如卡货），自动触发退款流程并记录故障日志。
2.3 库存与设备监控
智能补货建议：根据历史销售数据（如时段销量、商品关联性）生成补货清单，优化库存周转率。
设备健康诊断：实时监测电机电流、温度传感器数据，预测硬件故障（如电机磨损），提前通知运维人员。
3. 使用说明与操作流程
3.1 用户端操作
1. 商品选择：触摸屏展示商品图片、价格及库存状态，用户点击目标商品后进入支付界面。
2. 支付确认：投币或扫码支付后，系统验证金额并启动出货电机，3秒内完成商品掉落至取货口。
3. 取货与退币：若取消交易，按“退币”键触发退回；取货后界面自动重置。
3.2 管理员端操作
1. 身份认证：通过密码或生物识别（如指纹）登录管理界面，权限分级控制（如普通运维员仅查看日志，超级管理员可修改系统参数）。
2. 远程管理：通过Web端或移动APP查看多台设备状态，批量配置商品信息或下发固件更新包。
4. 系统配置要求
4.1 硬件环境
控制器：推荐STM32F103系列单片机（主频72MHz）或PLC（如西门子S7-300），确保实时响应与多线程处理能力。
传感器：高精度称重模块（误差±2g）、红外光电传感器（防夹手检测）、温湿度传感器（冷藏机型必备）。
通信模块：ESP8266 WiFi模块或4G模组，确保网络延迟低于200ms。
4.2 软件环境
操作系统：嵌入式Linux或FreeRTOS，需预留20%内存冗余以应对峰值负载。
数据库：SQLite（本地存储）或MySQL（云端同步），交易记录保存周期≥90天。
开发工具链：Keil MDK（单片机开发）、Eclipse（Java后台）、Python（数据分析脚本）。
5. 安全与容错机制
数据加密：交易数据采用AES-256加密，密钥定期轮换；通信层启用双向证书验证。
故障恢复：断电后自动保存交易状态至EEPROM，重启时恢复未完成订单。
防破坏设计：货仓门配备电磁锁，非法开启时触发声光报警并上传定位信息至云端。
6. 维护与优化建议
远程诊断工具：通过日志分析引擎（如ELK Stack）定位软件异常，减少现场排查时间。
能效优化：采用动态功耗管理策略，非高峰时段关闭部分传感器以降低能耗。
用户体验迭代：定期收集用户反馈（如界面响应速度、支付成功率），通过A/B测试优化交互流程。
引用来源
1. 功能需求与架构设计参考：
2. 支付与交易逻辑实现：
3. 硬件选型与通信协议：
4. 安全机制与容错方案：
5. 维护策略与优化方向：
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