付先凱（長(zhǎng)安大學(xué),西安　710018）

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能快遞收發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

付先凱
（長(zhǎng)安大學(xué),西安710018）

摘要：在當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物蓬勃發(fā)展的消費(fèi)趨勢(shì)下，物流配送行業(yè)無(wú)疑迎來(lái)了發(fā)展的黃金時(shí)期。而運(yùn)送效率無(wú)疑成為物流行業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。物聯(lián)網(wǎng)，顧名思義，就是物物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，它為每個(gè)節(jié)點(diǎn)賦予智能，通過(guò)物品本身對(duì)信息的分析與處理從而提高效率，避免不必要的開銷并提供便捷的服務(wù)。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)配送人與收件人之間的中介功能，配送人通過(guò)身份認(rèn)證獲取權(quán)限將快遞放于終端郵箱中并設(shè)置收件人的移動(dòng)電話號(hào)碼，終端將自動(dòng)向收件人的聯(lián)系方式發(fā)送快遞存放的箱柜號(hào)及隨機(jī)密碼；收件人通過(guò)向終端箱柜輸入正確的箱號(hào)及密碼完成取物。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；快遞收發(fā)；智能系統(tǒng)

1　前言

1.1需求分析

隨著物流配送行業(yè)的飛速發(fā)展，業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。配送效率成為了消費(fèi)者選擇物流公司的重要因素，更是物流公司的核心競(jìng)爭(zhēng)力?；诳爝f配送過(guò)程中的時(shí)間浪費(fèi)與效率偏低的問(wèn)題，需要某種中間介質(zhì)來(lái)起到派件員的配送時(shí)間與收件人的簽收時(shí)間的沖突緩沖功能，使得因等待所消耗的時(shí)間最小化，使快遞的配送效率得到質(zhì)的提升。

1.2研發(fā)意義

本文所講述的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能快遞收發(fā)系統(tǒng)可很好得充當(dāng)派件員與收件人之間的介質(zhì)。通過(guò)本系統(tǒng)，派送員可將不能及時(shí)簽收的快遞放入終端收發(fā)箱中，收件人通過(guò)輸入正確的密碼完成快遞的簽收工作。本系統(tǒng)的應(yīng)用將為配送員、收件人提供極大的便捷，使快遞配送工作的效率得到極大的提升。

2　智能快遞收發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

本系統(tǒng)共包括快遞公司服務(wù)器端、箱柜控制終端及箱柜三個(gè)主要部分，快遞公司服務(wù)器端與箱柜控制終端采用CS模式，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳遞消息?？爝f公司服務(wù)器端搭載有保存快遞相關(guān)信息及快遞員身份信息的數(shù)據(jù)庫(kù)；箱柜控制終端利用MSP430F149單片機(jī)作為控制核心；箱柜的開合采用紅外對(duì)管控制的電磁門禁系統(tǒng)。快遞員在快遞公司進(jìn)行注冊(cè)，并持有用于身份驗(yàn)證的射頻卡。快遞員在箱柜控制終端通過(guò)射頻卡驗(yàn)證身份，獲取存放快遞的相關(guān)權(quán)限，快遞員在空箱中放置快遞并輸入收件人手機(jī)號(hào)碼后完成存放工作，箱柜會(huì)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊將消息傳送至箱柜控制終端，箱柜控制終端向其控制的短信模塊發(fā)送命令，短信模塊將向收件人發(fā)送取物短信，包含有存放箱柜號(hào)碼及6位隨機(jī)密碼。收件人通過(guò)在箱柜控制終端輸入正確的箱柜號(hào)及密碼獲取取物權(quán)限，完成簽收工作。

3　智能快遞收發(fā)系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

3.1供電模塊

在保證系統(tǒng)正常工作的條件下，系統(tǒng)用電需求分析如下：

3.2單片機(jī)模塊

本系統(tǒng)下位機(jī)采用德州儀器MSP430x149單片機(jī)。下位機(jī)主要任務(wù)為接收紅外對(duì)管消息，監(jiān)控電磁鎖開、合狀態(tài)；接收射頻卡掃描模塊消息，驗(yàn)證快遞員身份；接收派送員輸入的收件人手機(jī)號(hào)碼序列；接收并驗(yàn)證收件人輸入的快遞存放箱柜號(hào)碼及取物密碼；發(fā)送電磁鎖開合命令等。對(duì)比89C51、52等系列單片機(jī)，MSP430系列單片機(jī)具有處理能力強(qiáng)、運(yùn)算速度快、超低功耗、片內(nèi)資源豐富、方便高效的開發(fā)環(huán)境等諸多優(yōu)勢(shì)。

3.3門禁控制模塊

本系統(tǒng)門禁控制模塊由電磁繼電器、5V直流電磁鎖及紅外對(duì)管組成。紅外對(duì)管部分：當(dāng)柜箱關(guān)閉時(shí)，紅外對(duì)管信號(hào)線輸出低電平，反之輸出高電平；信號(hào)線接入單片機(jī)IO端口，以此檢測(cè)箱柜開、合狀態(tài)。電磁繼電器部分：電磁繼電器信號(hào)部分由輸出常閉端、輸出常開端、輸出公共端以及控制信號(hào)輸入端組成。當(dāng)控制信號(hào)輸入為低電平時(shí)開啟繼電器，輸出公共端與常開端導(dǎo)通，反之關(guān)閉繼電器，輸出公共端與常閉端導(dǎo)通。直流電磁鎖部分：本設(shè)計(jì)采用電磁鎖作為箱柜門開、合的物理實(shí)現(xiàn)。電磁鎖經(jīng)5V直流電源供電，接入電磁繼電器輸出公共端與輸出常開端，當(dāng)電磁繼電器收到低電平輸入信號(hào)后，電磁鎖處于吸合狀態(tài)，箱柜門關(guān)閉。

3.4射頻卡讀寫模塊

射頻卡讀寫模塊共分讀、寫為兩部分。射頻卡寫出部分連接于上位機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行派送員身份卡的發(fā)行，用于快遞公司進(jìn)行派送員注冊(cè)與補(bǔ)辦遺失身份卡；射頻卡讀入部分連接于下位機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行派送員身份驗(yàn)證，用于派送員存入快遞時(shí)掃描快遞員身份卡，驗(yàn)證其身份信息進(jìn)而授予其操作權(quán)限。

3.5Zigbee無(wú)線通信模塊

本系統(tǒng)采用SCIOT-TCP-232-S型號(hào)Zigbee無(wú)線通信模塊。出于對(duì)一臺(tái)箱柜控制終端控制多個(gè)箱柜的考慮，本系統(tǒng)對(duì)于箱柜與控制終端之間的組網(wǎng)方式采用Zigbee無(wú)線自組網(wǎng)方式。由于Zigbee無(wú)線模塊在75米的范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)可靠的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，符合本系統(tǒng)的工作特點(diǎn)。并且，Zigbee無(wú)線傳輸模塊具有低功耗、低成本、時(shí)延短、網(wǎng)絡(luò)容量大、可靠安全等諸多優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)采用Zigbee無(wú)線組網(wǎng)方式相比于有線網(wǎng)絡(luò)連接更加自由、相比互聯(lián)網(wǎng)連接更加獨(dú)立、安全。

3.6短信模塊

本系統(tǒng)中采用崇瀚科技CDMAModem短信模塊。使用中國(guó)移動(dòng)138號(hào)段SIM卡進(jìn)行短信發(fā)送，連接于上位機(jī)（箱柜控制終端）系統(tǒng)。當(dāng)下位機(jī)收到派送員輸入的收件人手機(jī)號(hào)碼序列后，經(jīng)Zigbee無(wú)線通信模塊傳送至箱柜控制終端，由上位機(jī)將快遞存放箱柜號(hào)及生成的隨機(jī)密碼通過(guò)短信模塊發(fā)送至收件人手機(jī)，提醒及時(shí)取件。

4　總結(jié)與提升

通過(guò)對(duì)市場(chǎng)實(shí)際情況的調(diào)研，對(duì)于派送員派送不能及時(shí)領(lǐng)取的情況占到總數(shù)的近30%，而派送員因不能成功派送而浪費(fèi)的工作時(shí)間大約為平均1-1.5小時(shí)/日?；谌缟系氖袌?chǎng)現(xiàn)狀，物流配送行業(yè)在派送過(guò)程中的巨大的效率提升潛能顯而易見。如能把握時(shí)機(jī)，通過(guò)新的快遞簽收方式提升派送效率，將很有可能引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，搶占市場(chǎng)份額。本系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用將極好地迎合市場(chǎng)，為物流配送行業(yè)帶來(lái)新的發(fā)展方向?；趯?shí)際的應(yīng)用，本系統(tǒng)將進(jìn)一步完善，在進(jìn)行更多市場(chǎng)需求調(diào)研的基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)與擴(kuò)展。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：付先凱（1993-），男，山東蓬萊人，本科在讀，研究方向：計(jì)算機(jī)技術(shù)。