基于GSM與單片機的智能快遞箱系統設計

陳卓++湯莉莉

摘 要：由于快遞模式的傳統性越來越難滿足未來的網購、電商等強大的需求，急切的需要快遞行業更新為現代化的快遞系統。基于以上情況，研究設計出了使用無人投放快遞的一套半自動化快遞系統。該設計采用STC89C52單片機作為最小控制系統，由4×4矩陣鍵盤，GSM通信模塊，LCD1602液晶顯示，快遞箱實體和電控鎖等幾部分組成，可以實現接收短信驗證碼來進行操作快遞箱的自取快遞服務，可以大幅減少配送快件所需花費的時間，可以增強取件安全性，可以個性化定制。

關鍵詞：網購 快遞箱 自助服務

中圖分類號：TN98 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）05（c）-0017-02

在當前，快遞市場在中國分為海外、國內和快遞三級市場的細化，外資、國有和民營三塊區域。民營快遞企業提供傳統的郵政服務不符合它的商業文件，包裹遞送內容，采取“門到門”的服務，以靈活的機制，成本相對較低，方便的服務，許多主要的從業者和其他多數集中在業務同城快遞。

在高額利潤的蠱惑下，國外快遞巨擘漸漸涌入中國，趨之若鶩，國內的民營企業更是出現了。按照比賽兩邊郵政中國和國外快遞巨擘，中國的自民營快遞企業面對著劇烈的比拼。跟隨快遞行業的飛快發展，少許深層次的沖突和波折逐步顯現，進一步制約了快遞業的迅速健康發展。

智能快遞箱是一款集自助快遞全天24 h自助服務設備。快遞是為收件人的權限，可以快遞到智能快遞箱，系統會自動發送出貨信息，并采取代碼發送給收件人，收件人可以采取代碼的智能快遞箱自助餐，這種自助收集設備，改變人們的生活習慣，如快遞方式，而不是采用更靈活和方便的方式來表達，在提高交付效率的同時，也給收件人帶來了更方便的自我體驗[1]。

1 總體硬件系統設計方案

該系統的設計主要由硬件系統和軟件系統組成，硬件系統是由系統時鐘、4×4矩陣按鍵，蜂鳴器、GSM模塊，LCD1602顯示，電控鎖快遞箱等幾大部分組成，以STC89C52單片機作為最小控制系統，該設計使用的GSM模塊是插入移動聯通手機卡，支持2G以上的手機卡，快遞員可以通過矩陣鍵盤輸入模塊進行開鎖，并且可以通過矩陣鍵設置用戶的手機號進行發送短信發送[2]。系統結構如圖1所示。

該設計可以實現快遞員和客戶輸入密碼，單片機進行密碼判斷，如果密碼輸入正確柜門打開，按鍵每次按下都會有聲音提示。當快遞員放好物品后單片機自動會發送短息驗證碼到客戶的手機上。

2 系統軟件流程

該設計的主要程序是在KEIL軟件上用C語言編寫的，通過刻錄軟件刻錄到STM89C52微控制器[3]。程序設計流程如圖2所示。

GSM模塊工作原理流程如圖3所示。

3 方案難點及關鍵技術

3.1 方案難點

（1）完成矩陣鍵盤對6位驗證碼及11位手機號碼的輸入。

（2）能根據輸入取件人號碼，通過GSM模塊自動向取件人發送驗證碼。

（3）驗證碼輸入正確后，由單片機控制電控鎖進行正確打開。

3.2 關鍵技術

（1）單片機和GSM模塊的接口電路設計及GSM網絡的短消息發送程序設計。

（2）外部儲存設備與單片機的接線及必要信息的寫入保存。

（3）驗證碼的生成，記錄，核對及消除。

（4）單片機內部程序的編制，要求各界面切換流暢，且程序精簡效率高。

（5）用戶輸入模塊的設計，要求按鍵盡量少，且能滿足系統輸入要求。

4 系統的測試結果分析

（1）在設定用戶手機號之后，GSM模塊成功向該用戶發送了正確的驗證碼，輸入之后柜門能正常的打開。

（2）當輸入錯誤的驗證碼時，連接于單片機上的蜂鳴器能正常的發出報警信號，提醒用戶輸入錯誤以便重新輸入。

（3）在快遞員輸入手機號或者用戶輸入驗證碼時，蜂鳴器都會正常發出聲響，而且LCD1602顯示屏也能正常顯示，說明輸入正確。

（4）通過制作PCB板、木質的柜門，智能快遞箱更加穩定。

5 結語

該智能快遞箱是采用基于STC89C52單片機的存儲方式設計的儲物柜控制設計，通過KEIL軟件進行程序編寫及控制，從總體結果上看設計的電路和編寫的程序已基本實現該控制系統的控制要求，從實際應用來看，應選用更為高級的單片機，例如STM32，來做主芯片，設計系統還可以添加語音模塊，檢測柜門是否關緊的傳感器，以及使用效果更好的觸摸屏等，在投入使用之前應進一步完善和修改。

該系統的主要應用方向是快遞儲物柜，在國外發達國家已開始普及，但中國只有少數幾個城市投入使用中，相信快遞儲物柜會不斷的完善擴展，遲早有一天快遞儲物柜會在中國普及，該系統將會極大地改變快遞物流業發件效率和改變人們的生活方式。

參考文獻

[1] 張先震，黃山，李寧，等.自動儲物柜控制系統設計[J].微計算機信息，2009.

[2] 王東鋒，陳園園，郭向陽.單片機C語言應用100例[M].2版.北京：電子工業出版社，2013.

[3] 陳海宴.51單片機原理及應用[M].北京：北京航空航天大學出版社，2010.