基于樹莓派的校園智能共享箱柜系統

徐曉萍 王碧 謝丹艷

摘要：隨著生產力水平的不斷提高與“互聯網+”時代的全面來臨，我國的共享產業經濟也蓬勃發展。基于樹莓派的校園智能共享箱柜作為一種聯網的儲物系統，在傳統快遞柜的基礎上，利用樹莓派、云計算、互聯網和物聯網等技術，添加智能模塊，采用B/S服務架構和微信小程序，實現用戶與阿里云Linux的交互式服務。智能共享箱柜系統主要面向大學生群體提供定時定溫、無菌保鮮等臨時存儲功能，采用分時段租用服務的共享方式，旨在提供一個更加便捷、一體化的臨時儲物平臺。

關鍵詞：智能箱柜;共享模式;微信小程序;樹莓派;資源配置

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）26-0156-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Intelligent Sharing Cabinet System Based on Raspberry PI on Campus

XU Xiao-ping， WANG Bi， XIE Dan-yan

（Taizhou University， Taizhou 225300， China）

Abstract： With the continuous improvement of productivity and the advent of the "Internet +" era， China's sharing industry economy is also booming. As a kind of networked storage system， the campus intelligent sharing cabinet based on Raspberry Pi， cloud computing， Internet and Internet of Things technologies are used on the basis of the traditional express cabinet. Intelligent modules are added， and B/S service architecture and WeChat applet are adopted to realize the interactive service between users and Ali Cloud Linux. The intelligent sharing cabinet system mainly provides temporary storage functions such as fixed temperature timing and aseptic preservation for college students. It adopts the sharing mode of renting service by time， aiming to provide a more convenient and integrated temporary storage platform.

Key words： intelligent cabinet; sharing mode; weChat applet; raspberry pie; resource allocation

1 引言

近年來，“互聯網+”時代、移動終端、物聯網和云計算的迅猛發展，為共享模式創新與應用提供了更多的可能。共享單車、共享雨傘等一系列實物共享市場的興起，給人們生活提供更多便捷的同時，社會資源配置也進一步得到優化。但是對于不同的社會群體，共享物品的適用面和不同需求問題還有待進一步優化、改善。

在大學校園中，部分學校出于安全考慮，對宿舍用電存在一定的限制，無法完全滿足學生對食物、藥物等特殊的存儲條件要求。本系統是針對高校學生的特殊需求，設計開發的一款自存自取，統一管理的租用小型儲物系統。在滿足傳統儲物柜功能的同時，進一步采用恒溫箱處理、負離子殺菌、保鮮等技術，對智能共享箱柜進行功能設計，旨在解決在校大學生臨時物品存儲的不同時長、不同溫度等需求問題，進一步優化資源配置。

2 總體設計

本智能共享箱柜系統由前臺硬件設備、安卓客戶端和云服務器組成。

硬件部分有智能箱柜柜體、與箱柜相連并載有4G模塊的樹莓派。利用樹莓派通過WIFI網絡通信模塊獲取智能箱柜使用情況的相關數據，并傳輸信號至云端服務器。此外，在物品存放過程中，基于CPU控制器采用不同的溫控算法，調節存儲環境，保障存儲物品的安全與質量。

軟件部分主要與云端服務器進行通信，當信號由路由器發射之后，系統通過API接口訪問，得到關于用戶的箱柜訂單時間、放置位置等數據，對各個箱柜投遞的物品統一化管理，并整合分析處理各種信息。用戶可通過登錄安卓客戶端訪問數據庫，查詢相關信息以及進行后續的預訂箱柜操作，后臺進行數據的采集與記錄，保證該用戶可以正常掃碼開柜[1]。系統整體結構設計圖如下：

3 硬件部分實現

3.1 箱柜主機控制系統

選用4B+型號的樹莓派作為共享箱柜的核心控制系統，其功耗小，豐富的外設引腳可用來開發外圍電路，同時支持Python、C、C++等多種編程語言，支持各種硬件嵌入。智能箱柜利用樹莓派外設接口、操作系統、通信模塊完成主要控制功能。

采用安卓系統的主機端方案，主要實現對箱柜體門鎖的開關檢測及控制、人機界面交互以及與后臺服務器的通信，系統將通過CPU控制器來實現對信息處理傳輸等控制，通過將柜門的關閉與開啟的狀態轉化為數字信號進行程序分析處理，實現箱柜狀態的顯示，并通過柜內基站及時向微信后臺發送智能存儲箱柜狀態，實現信息匯總并連通主機系統[2]。