基于物联网的智能快递收发系统设计

付先凯（长安大学,西安　710018）

基于物联网的智能快递收发系统设计

付先凯
（长安大学,西安710018）

摘要：在当今网络购物蓬勃发展的消费趋势下，物流配送行业无疑迎来了发展的黄金时期。而运送效率无疑成为物流行业核心竞争力之一。物联网，顾名思义，就是物物互联的网络，它为每个节点赋予智能，通过物品本身对信息的分析与处理从而提高效率，避免不必要的开销并提供便捷的服务。本系统可实现配送人与收件人之间的中介功能，配送人通过身份认证获取权限将快递放于终端邮箱中并设置收件人的移动电话号码，终端将自动向收件人的联系方式发送快递存放的箱柜号及随机密码；收件人通过向终端箱柜输入正确的箱号及密码完成取物。

关键词：物联网；快递收发；智能系统

1　前言

1.1需求分析

随着物流配送行业的飞速发展，业内竞争日益激烈。配送效率成为了消费者选择物流公司的重要因素，更是物流公司的核心竞争力。基于快递配送过程中的时间浪费与效率偏低的问题，需要某种中间介质来起到派件员的配送时间与收件人的签收时间的冲突缓冲功能，使得因等待所消耗的时间最小化，使快递的配送效率得到质的提升。

1.2研发意义

本文所讲述的基于物联网的智能快递收发系统可很好得充当派件员与收件人之间的介质。通过本系统，派送员可将不能及时签收的快递放入终端收发箱中，收件人通过输入正确的密码完成快递的签收工作。本系统的应用将为配送员、收件人提供极大的便捷，使快递配送工作的效率得到极大的提升。

2　智能快递收发系统的设计方案

本系统共包括快递公司服务器端、箱柜控制终端及箱柜三个主要部分，快递公司服务器端与箱柜控制终端采用CS模式，通过互联网传递消息。快递公司服务器端搭载有保存快递相关信息及快递员身份信息的数据库；箱柜控制终端利用MSP430F149单片机作为控制核心；箱柜的开合采用红外对管控制的电磁门禁系统。快递员在快递公司进行注册，并持有用于身份验证的射频卡。快递员在箱柜控制终端通过射频卡验证身份，获取存放快递的相关权限，快递员在空箱中放置快递并输入收件人手机号码后完成存放工作，箱柜会通过无线网络模块将消息传送至箱柜控制终端，箱柜控制终端向其控制的短信模块发送命令，短信模块将向收件人发送取物短信，包含有存放箱柜号码及6位随机密码。收件人通过在箱柜控制终端输入正确的箱柜号及密码获取取物权限，完成签收工作。

3　智能快递收发系统的技术实现

3.1供电模块

在保证系统正常工作的条件下，系统用电需求分析如下：

3.2单片机模块

本系统下位机采用德州仪器MSP430x149单片机。下位机主要任务为接收红外对管消息，监控电磁锁开、合状态；接收射频卡扫描模块消息，验证快递员身份；接收派送员输入的收件人手机号码序列；接收并验证收件人输入的快递存放箱柜号码及取物密码；发送电磁锁开合命令等。对比89C51、52等系列单片机，MSP430系列单片机具有处理能力强、运算速度快、超低功耗、片内资源丰富、方便高效的开发环境等诸多优势。

3.3门禁控制模块

本系统门禁控制模块由电磁继电器、5V直流电磁锁及红外对管组成。红外对管部分：当柜箱关闭时，红外对管信号线输出低电平，反之输出高电平；信号线接入单片机IO端口，以此检测箱柜开、合状态。电磁继电器部分：电磁继电器信号部分由输出常闭端、输出常开端、输出公共端以及控制信号输入端组成。当控制信号输入为低电平时开启继电器，输出公共端与常开端导通，反之关闭继电器，输出公共端与常闭端导通。直流电磁锁部分：本设计采用电磁锁作为箱柜门开、合的物理实现。电磁锁经5V直流电源供电，接入电磁继电器输出公共端与输出常开端，当电磁继电器收到低电平输入信号后，电磁锁处于吸合状态，箱柜门关闭。

3.4射频卡读写模块

射频卡读写模块共分读、写为两部分。射频卡写出部分连接于上位机系统，进行派送员身份卡的发行，用于快递公司进行派送员注册与补办遗失身份卡；射频卡读入部分连接于下位机系统，进行派送员身份验证，用于派送员存入快递时扫描快递员身份卡，验证其身份信息进而授予其操作权限。

3.5Zigbee无线通信模块

本系统采用SCIOT-TCP-232-S型号Zigbee无线通信模块。出于对一台箱柜控制终端控制多个箱柜的考虑，本系统对于箱柜与控制终端之间的组网方式采用Zigbee无线自组网方式。由于Zigbee无线模块在75米的范围内可实现可靠的无线数据传输，符合本系统的工作特点。并且，Zigbee无线传输模块具有低功耗、低成本、时延短、网络容量大、可靠安全等诸多优势。系统采用Zigbee无线组网方式相比于有线网络连接更加自由、相比互联网连接更加独立、安全。

3.6短信模块

本系统中采用崇瀚科技CDMAModem短信模块。使用中国移动138号段SIM卡进行短信发送，连接于上位机（箱柜控制终端）系统。当下位机收到派送员输入的收件人手机号码序列后，经Zigbee无线通信模块传送至箱柜控制终端，由上位机将快递存放箱柜号及生成的随机密码通过短信模块发送至收件人手机，提醒及时取件。

4　总结与提升

通过对市场实际情况的调研，对于派送员派送不能及时领取的情况占到总数的近30%，而派送员因不能成功派送而浪费的工作时间大约为平均1-1.5小时/日。基于如上的市场现状，物流配送行业在派送过程中的巨大的效率提升潜能显而易见。如能把握时机，通过新的快递签收方式提升派送效率，将很有可能引领行业发展，抢占市场份额。本系统的开发与应用将极好地迎合市场，为物流配送行业带来新的发展方向。基于实际的应用，本系统将进一步完善，在进行更多市场需求调研的基础上进行开发与扩展。

参考文献：

[1]姜仲.ZigBee技术与实训教程――基于CC2530的无线传感网技[J].山东工业技术，2014(14):9.

[2]王卫东.压风机加/卸载监测监控设计[J].山东工业技术,2014(14):16.

[3]李国印,张勇.连轧机机架锁紧机构优化设计使用效果显著[J].山东工业技术,2014(14):9.

作者简介：付先凯（1993-），男，山东蓬莱人，本科在读，研究方向：计算机技术。