譚嘉俊　顧雅蘭　王君普

【摘 要】本快遞自助終端由三個(gè)帶有步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)的線性模組組成，采用PLC作為系統(tǒng)的控制核心，精確定位快遞在貨格中的位置并存取快件。配合人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的登錄、信息錄入和存儲(chǔ)。具有斷電保護(hù)功能，加入DTU通信模塊，系統(tǒng)可自動(dòng)通知用戶領(lǐng)取快遞。

【關(guān)鍵詞】快遞自助終端；PLC ；人機(jī)界面

1 設(shè)計(jì)背景

傳統(tǒng)的快件派送方式需要大量勞動(dòng)力，效率不高，代理派送點(diǎn)極可能出現(xiàn)不規(guī)范的操作。而且對(duì)于快遞公司還是要支付給個(gè)體商戶一筆費(fèi)用。

新興的快件派送方式是快遞自助終端的應(yīng)用，其本身并非新生事物，國(guó)內(nèi)外都有相關(guān)的研究和嘗試，快遞自助終端的使用為高效率派件提供了新的解決方案。就目前快遞自助終端的發(fā)展趨勢(shì)，具體怎樣設(shè)計(jì)能使得這樣的終端更符合人們的操作習(xí)慣、存放快件效率更高、安全性更強(qiáng)等，是急需解決的問(wèn)題。

2 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)主要由PLC主機(jī)、人機(jī)界面、無(wú)線串口數(shù)傳模塊、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、直線導(dǎo)軌、線性模組等組成。

整個(gè)快遞自助終端系統(tǒng)以PLC為控制核心，控制三個(gè)方向的帶電機(jī)的線性模組，實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)貨物存取功能；利用人機(jī)界面登錄系統(tǒng)，向系統(tǒng)輸入快遞的相關(guān)信息，將相關(guān)領(lǐng)取信息發(fā)送給收件人。實(shí)現(xiàn)協(xié)助快遞員派件和為用戶提供24小時(shí)的自助取件服務(wù)的快遞自助終端。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)組成

本裝置有兩大任務(wù)：（1）協(xié)助快遞員有序存入快遞并向領(lǐng)件人發(fā)送相關(guān)領(lǐng)取信息，（2）完成用戶24小時(shí)自助取件。系統(tǒng)組如圖1所示。

3.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3.2.1 貨格及貨格檢測(cè)模塊

貨格是用來(lái)存放快遞的實(shí)體，每個(gè)貨格下面設(shè)有一個(gè)位置開(kāi)關(guān)用于檢測(cè)有無(wú)快件，當(dāng)有快件放入貨格時(shí)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，位置開(kāi)關(guān)連接到控制終端PLC，顯示裝置顯示整個(gè)貨格中裝入快件的數(shù)量，以及整個(gè)裝置每個(gè)貨格中快件被領(lǐng)取的狀態(tài)。

3.2.2 線性模組及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊

本裝置使用了三個(gè)線性模組（線性模組是由電機(jī)拖動(dòng)絲杠，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)的裝置），分別安裝在X軸、Y軸、Z軸三個(gè)方向上，可實(shí)現(xiàn)在三個(gè)相互垂直的方向上做直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)三軸聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)快速定位送件、取件功能。考慮到實(shí)際上只有X軸和Y軸用于定位，而Z軸每次運(yùn)動(dòng)的距離是固定的，故X軸、Y軸方向上采用步進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)，Z軸運(yùn)動(dòng)采用一個(gè)12V的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

3.2.3 無(wú)線通信模塊

本設(shè)計(jì)使用到的無(wú)線通信模塊是DTU是一款基于GPRS、CDMA以及3G網(wǎng)絡(luò)等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線數(shù)傳模塊，它的傳輸方式是無(wú)線透?jìng)?，用戶無(wú)需了解復(fù)雜的傳輸協(xié)議，就可實(shí)現(xiàn)PLC與DTU的串行通訊。DTU的接口為RS485，由正負(fù)兩條線路信號(hào)相減得到差動(dòng)式信號(hào)，抗噪聲干擾性好。另外，RS485接口可進(jìn)行一對(duì)多的主從通訊。

3.2.4 PLC

本控制系統(tǒng)共有輸入設(shè)備 18 個(gè)，輸出設(shè)備 6 個(gè)，據(jù)此，并考慮一定的余量，選擇臺(tái)達(dá)DVP32ES200R 型 PLC，這是臺(tái)達(dá)公司一款經(jīng)濟(jì)型PLC，具有 32點(diǎn)晶體管輸出，其中有兩個(gè)高頻率脈沖輸出，控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，符合本系統(tǒng)兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)一個(gè)直流電機(jī)的控制要求。

PLC是整個(gè)自助終端的控制核心，基本功能是：

（1）控制三個(gè)方向上的線性模組，實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物的定位存取。（2）用于檢測(cè)貨格上的開(kāi)關(guān)以及所有保護(hù)限位開(kāi)關(guān)，行程限位開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。（3）控制無(wú)線通信模塊（DTU）向用戶發(fā)信息。（4）利用斷電保持的數(shù)據(jù)寄存器存儲(chǔ)領(lǐng)件人手機(jī)號(hào)和領(lǐng)件編號(hào)等信息，確保在斷電的情況下相關(guān)信息不丟失，增加裝置的安全性、可用性。（5）與人機(jī)界面通訊，實(shí)現(xiàn)領(lǐng)件人驗(yàn)證信息的交互以及其它相關(guān)控制判斷。

3.2.5 人機(jī)界面設(shè)計(jì)

（1）主登錄界面

本系統(tǒng)只設(shè)計(jì)了一個(gè)主登錄界面?？爝f員在每一臺(tái)設(shè)備都會(huì)有一個(gè)固定的登錄名和密碼，對(duì)于取件人的登錄，登錄名就是取件人的手機(jī)后五位尾號(hào)，密碼由快遞員在存件時(shí)輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)自動(dòng)將此密碼發(fā)送給取件人，這樣保證了快遞的安全性，也可以防止錯(cuò)領(lǐng)誤領(lǐng)。

（2）快遞員存件界面

快遞員登錄系統(tǒng)后，快遞員需將領(lǐng)件人的手機(jī)號(hào)和登錄密碼錄入系統(tǒng)，人機(jī)界面也可以對(duì)放快遞的貨格有無(wú)貨物狀態(tài)顯示。然后快遞員將快件放到存貨口，點(diǎn)擊“存貨”按鍵，系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，自動(dòng)將貨物放至貨格。

（3）用戶取件界面

用戶憑手機(jī)領(lǐng)取到的領(lǐng)件編號(hào)登錄系統(tǒng)，與領(lǐng)件人核對(duì)信息無(wú)誤后，點(diǎn)擊“取件”按鈕，取出快件?？紤]到系統(tǒng)可能出現(xiàn)故障，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常出件，用戶在點(diǎn)擊“否”按鍵后可得到相關(guān)負(fù)責(zé)人的聯(lián)系方式，處理遇到的問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)旨在協(xié)助快遞員自動(dòng)擺放貨物以及為用戶提供24小時(shí)自助服務(wù)，并提高快遞自助終端的自動(dòng)化程度。但作為一個(gè)模型，本設(shè)計(jì)只考慮到設(shè)計(jì)本身的創(chuàng)意，若要應(yīng)用到實(shí)際生活中，還需要對(duì)存放箱體進(jìn)行更合理的外觀設(shè)計(jì)，對(duì)控制電路進(jìn)行防雨防潮防雷電設(shè)計(jì)。就發(fā)短信功能而言，快遞公司還需要與相關(guān)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行商進(jìn)行商業(yè)合作，以獲得資費(fèi)更優(yōu)惠的短信服務(wù)。另外對(duì)于快遞員的送貨車也可以進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，以配合本設(shè)計(jì)形成一套完整的自動(dòng)化程度更高的快遞“運(yùn)輸—存件—派件”自動(dòng)化流水線。

[責(zé)任編輯：朱麗娜]