“智能驛站”的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的搭建*

魏意烽 ，曾令超 ，魏炆通 ，吳浩昌 ，潭鑫鑰 ，詹富城

（廣東白云學(xué)院，廣東 廣州 510450）

近年來，隨著快遞行業(yè)的快速發(fā)展，快遞站在方便人們?nèi)】爝f的同時(shí)也難免會(huì)出現(xiàn)一些特殊情況，比如快遞被拿錯(cuò)、快遞取件人信息與真實(shí)取件人的信息不符合、找不到快遞員的聯(lián)系方式等問題?；诖耍n題組根據(jù)這些問題針對(duì)性地提出了“智能驛站”的想法，該想法的核心在于擁有一個(gè)“大腦”，即數(shù)據(jù)庫[1]。在當(dāng)前眾多的嵌入式數(shù)據(jù)庫中，開源的SQLite 數(shù)據(jù)庫在市場上占據(jù)主流。因此，課題組創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫是基于QtCreater 的SQLite3 數(shù)據(jù)庫[2]，其實(shí)現(xiàn)了對(duì)進(jìn)出驛站的快件的快速管理以及實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以有效解決快遞在進(jìn)站和出站時(shí)遇到的大部分問題，極大地提高了驛站的安全性和實(shí)用性。

1 系統(tǒng)組成與工作原理

“智能驛站”的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由SQLite3 數(shù)據(jù)庫運(yùn)用QtCreater 搭建的服務(wù)器與客戶端，輸入設(shè)備和輸出設(shè)備組成，系統(tǒng)的框架如圖1 所示。輸入設(shè)備有特制的掃碼槍按鍵、Rock Pi 4C Plus連接的鼠標(biāo)、鍵盤，輸出設(shè)備有Rock Pi 4C Plus 連接的LCD 顯示器。當(dāng)快件到達(dá)驛站后，會(huì)由驛站工作人員使用掃碼槍對(duì)快遞包裹上的條形碼進(jìn)行掃描，掃描后的數(shù)據(jù)將被保存在數(shù)據(jù)庫中[3]。管理員可以隨時(shí)登錄服務(wù)器對(duì)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，一旦取件人有任何關(guān)于快遞包裹狀態(tài)或者快遞員聯(lián)系方式的問題，便可以由服務(wù)器向客戶端發(fā)送快遞包裹數(shù)據(jù)，最后數(shù)據(jù)會(huì)顯示在Rock Pi 4C Plus 連接的顯示器（項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)裝置，后續(xù)便可以利用Qt 和Linux 的可移植性強(qiáng)的特點(diǎn)將客戶端移植到任何系統(tǒng)上，比如Android，MAC OS X 等系統(tǒng)）上，取件人便可以實(shí)時(shí)查看快遞包裹的動(dòng)態(tài)。

圖1 “智能驛站”系統(tǒng)框架圖

2 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的搭建

2.1 數(shù)據(jù)庫與服務(wù)器的搭建

通過在QtCreater 環(huán)境中新建一個(gè)Qt Widget Application 應(yīng)用程序，并新建一個(gè)繼承于QWidget 類的Widget 窗口類，設(shè)計(jì)一個(gè)主界面[4]，方便管理員直接操作數(shù)據(jù)庫，對(duì)數(shù)據(jù)的增刪改查以及查看儲(chǔ)存快遞信息的3 張表格進(jìn)行圖形化操作。其中，3 張表分別為快遞員與快遞公司信息表、快遞與取件人信息表、出庫信息表與用戶賬號(hào)數(shù)據(jù)表。

“智能驛站”服務(wù)器系統(tǒng)主界面，如圖2 所示。通過單擊主界面中的“快遞與取件人信息表”按鈕，圖中的QtestBrowser 組件便會(huì)顯示快遞單號(hào)、投遞時(shí)間、取件人姓名、取件人電話、取件地址等信息，并且此信息會(huì)一直保留，除非包裹已經(jīng)被取走，信息才會(huì)進(jìn)入出庫信息表。在Qt 中為了實(shí)現(xiàn)事件處理及界面跳轉(zhuǎn)，可以通過對(duì)快件的信號(hào)函數(shù)添加槽函數(shù)，當(dāng)單擊圖2 中的“連接數(shù)據(jù)庫”按鈕時(shí)[5]，會(huì)發(fā)出一個(gè)click 信號(hào)，再在click 信號(hào)函數(shù)上添加on_Connect_clicked()槽函數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫的連接。

一旦建立了與數(shù)據(jù)庫的連接，就可以使用Q S Q L Q u e r y 執(zhí)行底層數(shù)據(jù)庫支持的S Q L 語句，只需創(chuàng)建一個(gè)Q S Q L Q u e r y 對(duì)象，然后調(diào)用QSQLQuery::exec()函數(shù)就可以向數(shù)據(jù)庫提供標(biāo)準(zhǔn)的SQL 語句[6]。

服務(wù)器的系統(tǒng)界面還包含另外兩個(gè)重要的PushButton 控件，分別是快遞員與快遞公司信息表（Couries_Table）和出庫信息表（Out_Table），PushButoon 也都添加了相應(yīng)的槽函數(shù)，其分別對(duì)應(yīng)著一項(xiàng)功能。其中，出庫信息表的信息對(duì)項(xiàng)目想法的實(shí)現(xiàn)具有十分重要的作用，在系統(tǒng)中的作用僅次于主表的“快遞與取件人信息表”。

圖2 “智能驛站”服務(wù)器系統(tǒng)主界面

“智能驛站”管理系統(tǒng)的具體流程，如圖3 所示。一旦驛站的接線員收到取錯(cuò)件者的電話，經(jīng)認(rèn)定，確認(rèn)為取錯(cuò)件者之后，工作人員會(huì)查找被取錯(cuò)的快件信息，同時(shí)讓取錯(cuò)件者將快件放在驛站暫留區(qū)，最后工作人員會(huì)發(fā)消息通知原主來取件；如果是未取件者，且快件無法在驛站找到，接線員便可以通知管理員查找快件數(shù)據(jù)庫，調(diào)取信息表；如果是非驛站客戶端注冊人員，則調(diào)取該取件人的生物特征（人臉圖像），交于警方處理，讓警方對(duì)其發(fā)出警告，歸還快件；如果是驛站客戶端的注冊人員，則短信通知該取件人，取錯(cuò)快件，請?jiān)? 天內(nèi)將快件放至驛站暫留區(qū)，不配合者，列入用戶黑名單，并交于警方，從此不得入驛站。

2.2 客戶端界面搭建

安裝QtCreater跟服務(wù)器管理界面，類似于創(chuàng)建應(yīng)用程序窗口等，創(chuàng)建好之后，再創(chuàng)建客戶端登錄界面，登錄界面包含2 個(gè)PushButton 控件、2 個(gè)LineEdit 控件和1 個(gè)Label 控件。其中，2 個(gè)PushButton 控件分別對(duì)應(yīng)著登錄按鈕、注冊賬號(hào)密碼按鈕，用戶登錄時(shí)在2 個(gè)LineEdit 編輯框中分別輸入賬號(hào)（手機(jī)電話號(hào)碼）和密碼，輸入完成后單擊登錄按鈕，登錄按鈕會(huì)發(fā)射clicked()信號(hào)，該信號(hào)用來調(diào)用登錄按鈕的槽函數(shù)。

在槽函數(shù)中主要有3個(gè)部分：

1）獲取LineEdit 編輯框中的內(nèi)容，判斷用戶是否輸入賬號(hào)和密碼，如果返回值為空，則表示完整地輸入了賬號(hào)和密碼，否則將清空LineEdit 編輯框中的內(nèi)容，提示重新輸入。

2）將LineEdit 編輯框中輸入的賬號(hào)和密碼與數(shù)據(jù)庫中的“用戶信息表”已存信息進(jìn)行比較。

3）如果LineEdit編輯框輸入的信息與數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)注冊的信息對(duì)應(yīng)，則登錄成功，登錄成功后將顯示用戶主界面；如果輸入的信息沒有在數(shù)據(jù)庫中找到，則顯示登錄失敗，賬號(hào)或者密碼錯(cuò)誤，請重新登錄。

主界面是由繼承于QWidget 類的Widget 窗口類組成，界面的組件有5 個(gè)PushButton 控件、1 個(gè)LineEdit 組件、1 個(gè)QTextBrower 組件、1 個(gè)Combo box 組件和1 個(gè)Label 組件。每個(gè)按鈕都添加了相應(yīng)的槽函數(shù)[5]，分別對(duì)應(yīng)著一項(xiàng)功能[7]。用戶一登錄主界面，便會(huì)在界面正中看到自己的待取件，如果沒有待取件便不會(huì)顯示，方便用戶快速查看自己是否存在待取件。

通過以上步驟，編程實(shí)現(xiàn)了對(duì)“智能驛站”客戶端的設(shè)計(jì)。完成程序編寫后，按下載運(yùn)行，顯示無錯(cuò)誤也無警告后，以Release 方式編譯生成exe 程序，運(yùn)行成功后，找到項(xiàng)目生成目錄，將exe 可執(zhí)行文件復(fù)制到一個(gè)新建的空文件夾中，最后在Qt 命令行中使用windeployqt 工具將程序打包發(fā)布，得到完整exe可執(zhí)行程序發(fā)布集合，可以在任何一種系統(tǒng)上運(yùn)行此“智能驛站”的客戶端。

3 系統(tǒng)測試

3.1 模擬快件到站，掃描條形碼數(shù)據(jù)入庫

當(dāng)一個(gè)快件到站之后，會(huì)用掃碼槍將快件掃碼入庫，隨后快件的各種數(shù)據(jù)將自動(dòng)被導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫的表格。如果快件在之后與取件人的交接過程中出現(xiàn)任何問題，“智能驛站”的專業(yè)人員可以登錄驛站的服務(wù)器系統(tǒng)解決出現(xiàn)的問題。項(xiàng)目成員演示了快件進(jìn)入驛站，通過掃碼槍導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫的過程，快件信息能夠被錄入到數(shù)據(jù)庫中，并且反復(fù)嘗試也沒有出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況，確保了在真實(shí)場景中應(yīng)用的穩(wěn)定性。

3.2 專業(yè)人員登錄服務(wù)器后的效果展示

專業(yè)人員輸入賬號(hào)密碼，即可登錄服務(wù)器查看數(shù)據(jù)庫快件信息的更新情況。比如，驛站來了一個(gè)快遞單號(hào)為“773178563991773”的快遞，當(dāng)它被導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫的信息是有取件人姓名、地址、電話等信息時(shí)，經(jīng)測試后，點(diǎn)擊服務(wù)器的各個(gè)按鈕均能成功實(shí)現(xiàn)操作。

3.3 快件入庫后，客戶端和數(shù)據(jù)庫更新情況

使用Rock Pi 4C Plus 開發(fā)板連接顯示器作為客戶端，在Rock Pi 4C Plus 開發(fā)板中已提前燒進(jìn)了一個(gè)Linux debian 5.10.0-18-amd64 的系統(tǒng)，gcc/g++ version 10.2.1 在此系統(tǒng)上下載好客戶端的exe 程序，進(jìn)行注冊之后再登錄。Rock Pi 4C Plus 開發(fā)板接線實(shí)物圖如圖4 所示，客戶端登錄界面如圖5 所示，客戶端主界面如圖6 所示。可以在待取件界面看到快件信息，快件信息為快件基本信息（單號(hào)、地址等）和取件人信息（若該取件人已注冊為本驛站客戶端用戶，用戶庫內(nèi)有其基本信息及生物特征信息，使用①信息；若該取件人未注冊為本驛站客戶端用戶，用戶信息庫中無此人信息，則調(diào)用出件時(shí)由OpenCV 配合樹莓派讀取攝像頭[8]進(jìn)行人臉識(shí)別并保存下來取件人的生物特征信息[9]，使用②信息）。取出庫信息表不可隨意查看，收集的信息也不會(huì)用作其他商業(yè)用途。數(shù)據(jù)更新時(shí)間為每天24：00，自動(dòng)封存當(dāng)天的取出庫信息表，封存時(shí)間為6 個(gè)月。在這期間若無取件人取錯(cuò)快件的情況，系統(tǒng)將會(huì)在封存結(jié)束當(dāng)天24：00自動(dòng)刪表；在這期間若有快件取錯(cuò)事件，可通過預(yù)留在驛站內(nèi)的服務(wù)熱線詢問取件情況，調(diào)出該當(dāng)事人的快件狀態(tài)信息并進(jìn)行對(duì)比[10]，確認(rèn)快件取錯(cuò)屬實(shí)，方可調(diào)用封存中的信息表。

圖4 開發(fā)板接線實(shí)物圖

圖5 客戶端登錄界面

圖6 客戶端主界面

4 結(jié)論

本系統(tǒng)通過使用Qt 應(yīng)用框架呈現(xiàn)出人機(jī)交互界面，采用Qt 信號(hào)槽機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)快件出入庫數(shù)據(jù)的管理和操作，利用Qt 提供的進(jìn)程內(nèi)數(shù)據(jù)庫SQLite3，可用于多種操作系統(tǒng)平臺(tái)。經(jīng)過測試，管理員登錄服務(wù)器后能夠使用相應(yīng)的功能，用戶（取件人）成功登錄客戶端也可以查看快件是否到站，當(dāng)快件被取走時(shí)，客戶端和服務(wù)器均能對(duì)其做出反應(yīng)，及時(shí)更新數(shù)據(jù)庫。課題組模擬了快件出錯(cuò)的多種情況，其都能得到很好的解決，表明該系統(tǒng)能快速解決在快遞出站中遇到的各種問題，極大地提高了驛站的可靠性與驛站人員的工作效率，節(jié)省了時(shí)間和金錢成本，并為傳統(tǒng)驛站的創(chuàng)新提供了參考。