摘要：韭菜是日常饮食中常见的蔬菜，市场需求量大，其规模化与标准化处理是蔬菜生鲜加工企业的核心需求。传统韭菜收后处理模式存在效率低、劳动强度大、标准化程度低等问题，为满足韭菜加工自动化作业需求，设计了韭菜自动化处理生产线。以STM32主控芯片为核心，搭建双流水线自动化处理系统，集成韭菜进料筛土、切根、装盒、自动打包、人工称重贴标签作业环节。通过上下双层平行分布的流水线布局，实现了韭菜处理全流程的自动化与人工协作结合。设计的生产线结构合理、操作灵活，可满足韭菜规模化、标准化预处理作业要求。

　　关键词：韭菜处理生产线；自动化；双流水线；STM32；设计

　　1.引言

　　韭菜作为我国广泛种植和消费者喜爱的蔬菜品种，富含维生素、膳食纤维等营养成分，在生鲜市场中占据重要地位。我国韭菜种植区域遍布全国，种植面积辽阔，年产量可观，为蔬菜生鲜加工行业提供了充足的原料供应。韭菜的食用方式多样，可鲜食、烹饪配菜等，市场需求持续稳定。但是当前韭菜收后处理主要依赖人工操作，存在诸多问题：人工处理效率低，难以满足规模化生产需求；人工切根、筛土等环节操作不统一，导致产品标准化程度低；长时间重复劳动使得人工劳动强度大，且人工成本逐年攀升[1]。与发达国家农产品加工自动化水平相比，我国韭菜等生鲜蔬菜的自动化处理技术相对滞后，相关设备多为单一功能，集成化程度低，难以实现全流程自动化处理[2]。随着蔬菜生鲜加工行业向标准化、规模化转型，市场对韭菜自动化处理技术和装备的需求日益迫切，具有广阔的发展前景。因此，有必要开展韭菜自动化处理生产线的设计与应用研究，以满足蔬菜生鲜加工企业的需求，推动韭菜加工行业向自动化、智能化转型。

　　2.设计方案概述

　　设计针对韭菜规模化、标准化处理需求，基于STM32主控芯片搭建双流水线自动化处理系统，集成韭菜进料筛土、切根、装盒、自动打包、人工称重及贴标签五个核心环节，通过上下双层平行分布的流水线布局实现韭菜处理全流程自动化与人工协作相结合，兼顾处理效率与操作灵活性，适用于蔬菜生鲜加工企业的韭菜预处理环节，可有效降低人工劳动强度，提升韭菜处理的标准化程度。

　　3.系统整体架构

　　韭菜自动化处理生产系统以STM32微控制器为核心，配备了丰富的IO口、定时器及通信接口，整合振筛电机驱动、流水线传动控制、位置检测、称重数据采集、标签打印等模块，整体分为上下两层平行流水线。上层流水线负责韭菜进料筛土与切根处理，下层流水线完成装盒、自动打包，末端衔接人工称重贴标签平台，各环节通过传感器反馈信号实现精准联动，核心控制逻辑固化于STM32固件中，支持手动调节关键参数。系统构成如图1所示。

　　4.核心环节设计

　　4.1进料筛土环节

　　进料端采用斜坡式入口设计，斜坡底部为网状结构，斜坡侧壁安装振筛电机（直流减速电机），由STM32通过L298N电机驱动模块控制启停与转速调节。将韭菜投入斜坡入口后，振筛电机带动斜坡高频小幅振动，使韭菜沿斜坡向上层流水线移动，同时泥土、杂质通过网状底部掉落至收集槽，实现原料初步清洁。STM32通过检测电机电流反馈或定时器控制振动时长，确保筛土效果，同时设置过载保护，防止电机堵转损坏[3]。

　　4.2切根处理环节

　　上层流水线采用分割式结构，核心为可手动调节的切根机构，适配不同长度韭菜的切根需求。韭菜进入上层流水线后，由输送带匀速送至切割位，切割刀具采用滚刀式设计，由775大扭矩电机驱动，切割掉的韭菜根通过流水线下方导槽收集。STM32通过控制上层流水线输送带转速，保证切根节奏与进料速度匹配，避免韭菜堆积或切割不彻底。

　　4.3装盒环节

　　上层流水线终端设置导料槽，切根后的韭菜落入下层流水线；下层流水线长度大于上层，预留空盘输送、接料、整理空间。空盘由下层流水线前端输送带送至指定接料位置，韭菜落入空盘后，流水线启动平移机构，带动空盘小幅横向移动，使韭菜在盒内呈一字排开，避免堆叠。平移距离与速度通过STM32的定时器精准控制，确保韭菜排列均匀，提升装盒美观度与标准化。

　　4.4自动打包环节

　　装盒完成后，下层流水线将盒装韭菜送至自动打包平台，平台集成保鲜膜缠绕机构，该机构由步进电机+保鲜膜卷轴组成。STM32接收打包到位信号后，控制缠绕机构旋转，完成保鲜膜自动打包，打包松紧度通过调节步进电机转速实现，打包完成后触发限位开关，流水线将成品送至称重区。

　　4.5人工称重贴标签环节

　　称重平台配置高精度压力传感器，与STM32的ADC接口连接，实时采集盒装韭菜重量数据并显示于液晶屏幕；STM32通过串口与热敏打印机通信，重量稳定后自动触发打印指令，输出包含重量、日期等信息的不干胶标签或小票纸，由人工完成标签粘贴，同时支持手动输入批次信息，增强产品可追溯性。

　　5.控制逻辑与硬件选型

　　5.1主控模块

　　选用STM32F103ZET6为主控模块，其具备144个IO口，可满足电机驱动、传感器采集、显示、打印等多设备接入需求；内置ADC模块实现称重数据模拟量采集，定时器输出PWM信号调节电机转速，串口完成打印通信，确保系统响应实时性[4,5]。

　　5.2执行机构

　　振筛电机选用24V直流减速电机，流水线输送带采用步进电机驱动，保证启停精准；切根刀具为机械滚刀，无额外电气控制，降低故障率；打包机构步进电机选用42型步进电机，适配保鲜膜缠绕扭矩需求。

　　5.3检测传感器

　　进料环节配置漫反射光电传感器检测韭菜的有无，装盒与打包环节采用接近开关检测物料到位，称重环节选用0—5kg压力传感器，精度达1g，满足生鲜蔬菜称重需求。

　　6.设计优势与应用场景

　　设计采用上下层流水线布局，最大化利用空间，处理效率可达30盒/分钟；切根位置手动调节，适配不同规格韭菜处理需求；自动化环节减少人工干预，人工仅负责称重贴标签，降低劳动强度；STM32主控具备低成本、易扩展特点，可根据需求增加计数、报警等功能。系统适用于生鲜加工车间、农贸市场韭菜预处理场景，兼顾小型化与实用性，符合蔬菜生鲜加工行业标准化、自动化发展趋势。

　　设计的韭菜自动化处理系统通过STM32实现各环节精准联动，结合机械结构优化与人工协作，在保证处理质量的前提下提升效率，具备较高的实用价值与推广意义。

参考文献：

　　[1]梁树建,刘立晶,刘芳建,等.叶类蔬菜机械化收获技术装备发展现状[J].中国农机化学报,2025,46(01):346-352.DOI:10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2025.01.049.

　　[2]王依全,张晓文,胡彬,等.京津冀地区韭菜种植全程机械化现状与发展建议[J].农业工程,2025,15(08):12-17.DOI:10.19998/j.cnki.2095-1795.202508303.

　　[3]王子权,黄巍,林颖杰,等.基于STM32的气液压力装置定时充排系统设计[J].液压与气动,2021,45(04):153-159.

　　[4]贾全忠.基于STM32的农业机械设备监控系统设计[J].农机化研究,2015,37(08):216-219.DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.08.049.

　　[5]刘旭,李忠玉.STM32平台联合信息技术下农业机械设备监控系统的设计研究[J].当代化工研究,2017(12):143-144.