物聯網技術下智能快遞柜的應用

李冬梅，王嵩，隋東

（中國科學院沈陽計算技術研究所有限公司，沈陽 110168）

物聯網技術下智能快遞柜的應用

李冬梅，王嵩，隋東

（中國科學院沈陽計算技術研究所有限公司，沈陽 110168）

針對物流行業中存在的工作效率低下、送取貨時間錯位等問題，提出一種智能快遞終端系統的設計方案。根據物流行業最后一公里送貨的現狀，配送中存在的各種問題，有針對性地提出本設計的系統架構、軟件流程圖及功能結構圖。該設計實現智能化配送，有效解決最后一公里的問題，有效地提高物流配送效率。

物聯網；物流配送；最后一公里；智能終端

0 引言

隨著物聯網的迅猛發展，我國物流行業之間的競爭也愈演愈烈，物流行業加快了改革的步伐，掀起了物流配送智能化的研究熱潮[1]。現階段我國物流業還處于初級發展階段，發展水平低，人力投資大，專業物流服務缺乏，管理體制不健全，基礎設施過于落后。在整個物流配送過程中，“最后一公里”送貨與取貨之間的問題尤為嚴重[2]。據調查，現階段快遞業送貨存在無限等待收件人取貨、收件人不能到達指定地點收件等問題。解決“最后一公里”配送問題，有5種解決方案：①自建物流體系；②共同配送；③眾包模式配送；④聘請專業人士上門服務；⑤合作便利店等終端。本系統設計的智能快遞柜終端突破傳統模式需求，通過簡單的掃碼投取件操作和智能快遞柜的使用，即可實現快件的快速投遞，無需等待，極大地提高了快遞員的投遞效率，滿足了取貨人的時間自由，配合視頻監控系統和短信機制，使貨物到達信息可隨時獲知。智能快遞柜的出現，解決了快遞業務中“最后一公里”問題，提高了快遞員的投遞速度[3-5]。

1 智能快遞終端系統架構

智能快遞終端系統包括快遞柜、服務器（邏輯服務器、數據庫服務器、圖片服務器、快遞柜控制端服務器、后臺系統服務器）、視頻監控系統、手機App（快遞員端、用戶端）。本系統實現了智能化配送，快遞員在配送的時候，無需等待，只要在快遞終端覆蓋的地方，在手機App中輸入收件人信息，通過掃碼操作將其快件投入收件人附近快遞柜中即可，有效簡化了快遞員投遞操作流程，提高了投遞效率。收件人只需憑借短信提示，或者手機App掃碼取件操作，就可以輕松取件。系統網絡拓撲圖如圖1。

圖1 智能快遞系統網絡拓撲圖

2 系統終端設計

系統根據用戶不同，采用分端設計，智能投取操作分為兩端App，一是用戶端App，一是快遞員端App。

2.1 快遞員端設計

傳統的快遞員操作復雜，點擊錄入數據等操作嚴重影響了快遞員的投取速度，本系統為了避免這些問題，提出了改進措施，快遞員三步輕松搞定投遞工作：

（1）錄入運單（輸入收件人手機號、選擇柜體規格、輸入貨單號）；

（2）現場掃碼開柜投遞；

（3）關閉柜門（投遞信息：手機App消息推送+短信推送）。

貨單號可以利用手機掃描功能直接錄入，也可以手動人工錄入；未投遞之前，支持取消運單操作，投遞之后，支持退件操作。

系統的設計使得快遞員可以在輕松的環境（例如咖啡廳等）提前把運單都錄入完畢，有效避免了快遞員條件惡劣的情況下，下單慢，投遞慢的缺點，提高了快投的工作效率；當存在多個快件一個收件人的時候，快遞員可以選擇一個快遞柜進行多件投遞，使快遞柜空間充分利用，有效減少了快遞柜資源浪費現象。具體操作流程如圖2，快遞員App操作界面如圖3。

圖2 快遞員投件流程示意圖

圖3 快遞員端App操作界面

2.2 用戶端設計

用戶取件流程如圖4所示，用戶在登錄本系統后，進入“未取件”列表，點擊“我要取件”按鈕，憑借頁面上動態生成的二維碼，進行掃碼開門取件操作。用戶端App掃碼開門取件操作與快遞員端雷同。

圖4 用戶取件流程示意圖

3 快遞柜控制服務設計

根據整個系統架構分析得知，快遞柜控制服務為整個系統的核心部分，它負責分別與手機終端、快遞柜終端及數據庫服務器建立連接，并進行數據交互，如圖5所示。快遞柜控制服務程序采用觸發式上線機制，即在沒有任何投遞或者取件操作的時候，系統為空閑狀態，為了避免資源浪費現象，采用觸發式上線機制：當用戶操作的時候，通過掃碼觸發系統上線，建立通信通道，沒有操作的時候，采用輪詢方式，間隔固定周期監測終端是否在線，并返回其終端狀態。

圖5 系統服務拓撲結構圖

快遞員通過手機App下單，將請求發到服務器端，服務器端查找數據庫得到快遞柜相關信息，服務器端將開門指令發到快遞柜控制端，快遞柜控制程序開門命令并將開門狀態返給服務器端，服務器端更新數據庫并將開門信息反饋給用戶。控制端服務流程如圖6所示。

圖6 控制端服務流程圖

4 短信機制

隨著快遞物流量的日益增多，快遞公司負荷量大，典型的是電商的雙11，雙12活動，快遞繁忙堆積一周，不能及時派送的情況越來越常見；派送員根本沒有時間電話聯系每個收件人確認送件時間地址，導致收件人不在時經常重復派送。短信在這一塊發揮其高效價值：EMS和順豐快遞在快遞到達街道派送網點，派送前系統短信通知收件人，如果收件人不在聯系更改派送時間地址，避免單件多次派送，提高派送員工作效率。

為了方便用戶和快遞員投取件操作的順利進行，實時追蹤快件的投取情況和狀態，系統采用了短信方式進行提醒。在快遞員進行投遞操作完畢之后，系統自動觸發短信機制，發送短信給用戶，“您的運單尾號****0189包裹已經投遞至***小區的**0237快遞柜中，請注意查收！”。本系統采用第三方短信平臺，支持可個性化定制短信內容，群發短信等。

5 結語

隨著科技的發展和經濟全球化進程的推動，現代物流的智能化和集成化趨勢日顯突出，智能配送終端系統是現代物流發展的必然產物[6]。目前國內有幾大品牌備受青睞：豐巢科技、1號柜、樂棧、鳥箱、格格貨棧、日日順樂家等，本系統提出的智能配送終端的設計理念，采用云架構模式的軟件平臺，能夠使配送過程簡單、方便、迅速，促進了配送過程智能化發展趨勢，有效提高快遞員投遞效率，降低了物流成本，有效解決了最后一公里難題。本系統的設計已經在遼寧部分中小城市開始推廣使用。

[1]張宏君.一種基于物聯網的智能配送終端系統設計[J].現代電子技術，2014，37（21）

[2]倪明,孫潛.快遞柜運營模式研究[J].北京:北京交通大學學報，2013:49-54.

[3]謝潔杰,賴松林,賴云峰.基于S3C6410的智能快遞投遞箱系統設計[J].微型機與應用，2015:92-94.

[4]張秋燕.關于智能快遞自提柜的研究和分析——以亞馬遜為例[J].科技廣場，2014(10):141-145.

[5]劉穎.智能快遞柜讓末端配送更順利[N].現代物流報，2014:01-17.

[6]陳豐照,姜代紅.基于物聯網的智能物流配送系統設計與實現[J].微電子學與計算機，2011，28（8）：19?21.

[7]周立新,劉琨.智能物流運輸系統[J].同濟大學學報，2002，30（7）：829-832.

[8]王曉博.電子商務下物流配送系統優化模型和算法研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2008.

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[11]高連周.數據時代基于物聯網和云計算的智能物流發展模式研究[J].物流技術，2014

[12]王海燕.居民輸入密碼即可自行取件[J].上海:中國物業管理，2013(12).

[13]胡曉樂.物聯網技術在物流配送中的應用[J].商場現代化，2015(30).

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[15]王麗麗.未來物聯網應用的軟件架構研究[J].信息技術，2015(8):110-112.

Application of Intelligent Express Cabinet Based on Internet of Things

LI Dong-mei，WANG Song，SUI Dong

（Chinese Academy of Sciences Shenyang Institute of Computing Technology Co.,Ltd.,Shenyang 110168）

According to the low efficiency,pick up time dislocation problems in the logistics industry,proposes the design for intelligent express termi?nal system.According to the current situation of deliver the last mile in the logistics industry,all kinds of problems are happened during the delivery,targets to the design of the system structure,software flow chart and functional structure.The last mile problems are effectively solved for the design of intelligent delivery,it effectively improves the efficiency of logistics delivery.

李冬梅（1981-），女，遼寧沈陽人，碩士，研究方向為物流、工業大數據

2017-03-14

2017-05-20

1007-1423（2017）15-0067-05

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.15.018

王嵩（1974-)，男，山東黃縣人,本科，高級工程師，研究方向為物流、工業大數據

隋東（1989-）,男，遼寧鳳城人，本科，實習研究員，研究方向為物流、智慧水務

Internet of Things;Logistics Delivery;Last Mile;Intelligent Terminal