基于物聯網的智能快遞收發系統設計

付先凱（長安大學,西安　710018）

基于物聯網的智能快遞收發系統設計

付先凱
（長安大學,西安710018）

摘要：在當今網絡購物蓬勃發展的消費趨勢下，物流配送行業無疑迎來了發展的黃金時期。而運送效率無疑成為物流行業核心競爭力之一。物聯網，顧名思義，就是物物互聯的網絡，它為每個節點賦予智能，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。本系統可實現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限將快遞放于終端郵箱中并設置收件人的移動電話號碼，終端將自動向收件人的聯系方式發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。

關鍵詞：物聯網；快遞收發；智能系統

1　前言

1.1需求分析

隨著物流配送行業的飛速發展，業內競爭日益激烈。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的提升。

1.2研發意義

本文所講述的基于物聯網的智能快遞收發系統可很好得充當派件員與收件人之間的介質。通過本系統，派送員可將不能及時簽收的快遞放入終端收發箱中，收件人通過輸入正確的密碼完成快遞的簽收工作。本系統的應用將為配送員、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　智能快遞收發系統的設計方案

本系統共包括快遞公司服務器端、箱柜控制終端及箱柜三個主要部分，快遞公司服務器端與箱柜控制終端采用CS模式，通過互聯網傳遞消息。快遞公司服務器端搭載有保存快遞相關信息及快遞員身份信息的數據庫；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。快遞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權限，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，箱柜會通過無線網絡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送命令，短信模塊將向收件人發送取物短信，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限，完成簽收工作。

3　智能快遞收發系統的技術實現

3.1供電模塊

在保證系統正常工作的條件下，系統用電需求分析如下：

3.2單片機模塊

本系統下位機采用德州儀器MSP430x149單片機。下位機主要任務為接收紅外對管消息，監控電磁鎖開、合狀態；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、片內資源豐富、方便高效的開發環境等諸多優勢。

3.3門禁控制模塊

本系統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。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通，反之關閉繼電器，輸出公共端與常閉端導通。直流電磁鎖部分：本設計采用電磁鎖作為箱柜門開、合的物理實現。電磁鎖經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，箱柜門關閉。

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，進行派送員身份卡的發行，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，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限。

3.5Zigbee無線通信模塊

本系統采用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，本系統對于箱柜與控制終端之間的組網方式采用Zigbee無線自組網方式。由于Zigbee無線模塊在75米的范圍內可實現可靠的無線數據傳輸，符合本系統的工作特點。并且，Zigbee無線傳輸模塊具有低功耗、低成本、時延短、網絡容量大、可靠安全等諸多優勢。系統采用Zigbee無線組網方式相比于有線網絡連接更加自由、相比互聯網連接更加獨立、安全。

3.6短信模塊

本系統中采用崇瀚科技CDMAModem短信模塊。使用中國移動138號段SIM卡進行短信發送，連接于上位機（箱柜控制終端）系統。當下位機收到派送員輸入的收件人手機號碼序列后，經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送至收件人手機，提醒及時取件。

4　總結與提升

通過對市場實際情況的調研，對于派送員派送不能及時領取的情況占到總數的近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。基于如上的市場現狀，物流配送行業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，將很有可能引領行業發展，搶占市場份額。本系統的開發與應用將極好地迎合市場，為物流配送行業帶來新的發展方向。基于實際的應用，本系統將進一步完善，在進行更多市場需求調研的基礎上進行開發與擴展。

參考文獻：

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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。