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

付先凱（長安大學(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

付先凱
（長安大學(xué),西安710018）

摘要：在當今網(wǎng)絡(luò)購物蓬勃發(fā)展的消費趨勢下，物流配送行業(yè)無疑迎來了發(fā)展的黃金時期。而運送效率無疑成為物流行業(yè)核心競爭力之一。物聯(lián)網(wǎng)，顧名思義，就是物物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，它為每個節(jié)點賦予智能，通過物品本身對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)可實現(xiàn)配送人與收件人之間的中介功能，配送人通過身份認證獲取權(quán)限將快遞放于終端郵箱中并設(shè)置收件人的移動電話號碼，終端將自動向收件人的聯(lián)系方式發(fā)送快遞存放的箱柜號及隨機密碼；收件人通過向終端箱柜輸入正確的箱號及密碼完成取物。

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)競爭日益激烈。配送效率成為了消費者選擇物流公司的重要因素，更是物流公司的核心競爭力。基于快遞配送過程中的時間浪費與效率偏低的問題，需要某種中間介質(zhì)來起到派件員的配送時間與收件人的簽收時間的沖突緩沖功能，使得因等待所消耗的時間最小化，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)可很好得充當派件員與收件人之間的介質(zhì)。通過本系統(tǒng)，派送員可將不能及時簽收的快遞放入終端收發(fā)箱中，收件人通過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，通過互聯(lián)網(wǎng)傳遞消息。快遞公司服務(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；箱柜控制終端利用MSP430F149單片機作為控制核心；箱柜的開合采用紅外對管控制的電磁門禁系統(tǒng)?？爝f員在快遞公司進行注冊，并持有用于身份驗證的射頻卡。快遞員在箱柜控制終端通過射頻卡驗證身份，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號碼后完成存放工作，箱柜會通過無線網(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，包含有存放箱柜號碼及6位隨機密碼。收件人通過在箱柜控制終端輸入正確的箱柜號及密碼獲取取物權(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單片機模塊

本系統(tǒng)下位機采用德州儀器MSP430x149單片機。下位機主要任務(wù)為接收紅外對管消息，監(jiān)控電磁鎖開、合狀態(tài)；接收射頻卡掃描模塊消息，驗證快遞員身份；接收派送員輸入的收件人手機號碼序列；接收并驗證收件人輸入的快遞存放箱柜號碼及取物密碼；發(fā)送電磁鎖開合命令等。對比89C51、52等系列單片機，MSP430系列單片機具有處理能力強、運算速度快、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。

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管組成。紅外對管部分：當柜箱關(guān)閉時，紅外對管信號線輸出低電平，反之輸出高電平；信號線接入單片機IO端口，以此檢測箱柜開、合狀態(tài)。電磁繼電器部分：電磁繼電器信號部分由輸出常閉端、輸出常開端、輸出公共端以及控制信號輸入端組成。當控制信號輸入為低電平時開啟繼電器，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)計采用電磁鎖作為箱柜門開、合的物理實現(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，當電磁繼電器收到低電平輸入信號后，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系統(tǒng)，進行派送員身份卡的發(fā)行，用于快遞公司進行派送員注冊與補辦遺失身份卡；射頻卡讀入部分連接于下位機系統(tǒng)，進行派送員身份驗證，用于派送員存入快遞時掃描快遞員身份卡，驗證其身份信息進而授予其操作權(quán)限。

3.5Zigbee無線通信模塊

本系統(tǒng)采用SCIOT-TCP-232-S型號Zigbee無線通信模塊。出于對一臺箱柜控制終端控制多個箱柜的考慮，本系統(tǒng)對于箱柜與控制終端之間的組網(wǎng)方式采用Zigbee無線自組網(wǎng)方式。由于Zigbee無線模塊在75米的范圍內(nèi)可實現(xiàn)可靠的無線數(shù)據(jù)傳輸，符合本系統(tǒng)的工作特點。并且，Zigbee無線傳輸模塊具有低功耗、低成本、時延短、網(wǎng)絡(luò)容量大、可靠安全等諸多優(yōu)勢。系統(tǒng)采用Zigbee無線組網(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。使用中國移動138號段SIM卡進行短信發(fā)送，連接于上位機（箱柜控制終端）系統(tǒng)。當下位機收到派送員輸入的收件人手機號碼序列后，經(jīng)Zigbee無線通信模塊傳送至箱柜控制終端，由上位機將快遞存放箱柜號及生成的隨機密碼通過短信模塊發(fā)送至收件人手機，提醒及時取件。

4　總結(jié)與提升

通過對市場實際情況的調(diào)研，對于派送員派送不能及時領(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的工作時間大約為平均1-1.5小時/日。基于如上的市場現(xiàn)狀，物流配送行業(yè)在派送過程中的巨大的效率提升潛能顯而易見。如能把握時機，通過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，搶占市場份額。本系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用將極好地迎合市場，為物流配送行業(yè)帶來新的發(fā)展方向?；趯嶋H的應(yīng)用，本系統(tǒng)將進一步完善，在進行更多市場需求調(diào)研的基礎(chǔ)上進行開發(fā)與擴展。

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作者簡介：付先凱（1993-），男，山東蓬萊人，本科在讀，研究方向：計算機技術(shù)。