“智能驿站”的数据库管理系统的搭建*

魏意烽 ，曾令超 ，魏炆通 ，吴浩昌 ，潭鑫钥 ，詹富城

（广东白云学院，广东 广州 510450）

近年来，随着快递行业的快速发展，快递站在方便人们取快递的同时也难免会出现一些特殊情况，比如快递被拿错、快递取件人信息与真实取件人的信息不符合、找不到快递员的联系方式等问题。基于此，课题组根据这些问题针对性地提出了“智能驿站”的想法，该想法的核心在于拥有一个“大脑”，即数据库[1]。在当前众多的嵌入式数据库中，开源的SQLite 数据库在市场上占据主流。因此，课题组创建的数据库是基于QtCreater 的SQLite3 数据库[2]，其实现了对进出驿站的快件的快速管理以及实时监控，可以有效解决快递在进站和出站时遇到的大部分问题，极大地提高了驿站的安全性和实用性。

1 系统组成与工作原理

“智能驿站”的数据库系统由SQLite3 数据库运用QtCreater 搭建的服务器与客户端，输入设备和输出设备组成，系统的框架如图1 所示。输入设备有特制的扫码枪按键、Rock Pi 4C Plus连接的鼠标、键盘，输出设备有Rock Pi 4C Plus 连接的LCD 显示器。当快件到达驿站后，会由驿站工作人员使用扫码枪对快递包裹上的条形码进行扫描，扫描后的数据将被保存在数据库中[3]。管理员可以随时登录服务器对后台数据库中的数据进行操作，一旦取件人有任何关于快递包裹状态或者快递员联系方式的问题，便可以由服务器向客户端发送快递包裹数据，最后数据会显示在Rock Pi 4C Plus 连接的显示器（项目实验装置，后续便可以利用Qt 和Linux 的可移植性强的特点将客户端移植到任何系统上，比如Android，MAC OS X 等系统）上，取件人便可以实时查看快递包裹的动态。

图1 “智能驿站”系统框架图

2 数据库管理系统的搭建

2.1 数据库与服务器的搭建

通过在QtCreater 环境中新建一个Qt Widget Application 应用程序，并新建一个继承于QWidget 类的Widget 窗口类，设计一个主界面[4]，方便管理员直接操作数据库，对数据的增删改查以及查看储存快递信息的3 张表格进行图形化操作。其中，3 张表分别为快递员与快递公司信息表、快递与取件人信息表、出库信息表与用户账号数据表。

“智能驿站”服务器系统主界面，如图2 所示。通过单击主界面中的“快递与取件人信息表”按钮，图中的QtestBrowser 组件便会显示快递单号、投递时间、取件人姓名、取件人电话、取件地址等信息，并且此信息会一直保留，除非包裹已经被取走，信息才会进入出库信息表。在Qt 中为了实现事件处理及界面跳转，可以通过对快件的信号函数添加槽函数，当单击图2 中的“连接数据库”按钮时[5]，会发出一个click 信号，再在click 信号函数上添加on_Connect_clicked()槽函数，就可以实现与数据库的连接。

一旦建立了与数据库的连接，就可以使用Q S Q L Q u e r y 执行底层数据库支持的S Q L 语句，只需创建一个Q S Q L Q u e r y 对象，然后调用QSQLQuery::exec()函数就可以向数据库提供标准的SQL 语句[6]。

服务器的系统界面还包含另外两个重要的PushButton 控件，分别是快递员与快递公司信息表（Couries_Table）和出库信息表（Out_Table），PushButoon 也都添加了相应的槽函数，其分别对应着一项功能。其中，出库信息表的信息对项目想法的实现具有十分重要的作用，在系统中的作用仅次于主表的“快递与取件人信息表”。

图2 “智能驿站”服务器系统主界面

“智能驿站”管理系统的具体流程，如图3 所示。一旦驿站的接线员收到取错件者的电话，经认定，确认为取错件者之后，工作人员会查找被取错的快件信息，同时让取错件者将快件放在驿站暂留区，最后工作人员会发消息通知原主来取件；如果是未取件者，且快件无法在驿站找到，接线员便可以通知管理员查找快件数据库，调取信息表；如果是非驿站客户端注册人员，则调取该取件人的生物特征（人脸图像），交于警方处理，让警方对其发出警告，归还快件；如果是驿站客户端的注册人员，则短信通知该取件人，取错快件，请在3 天内将快件放至驿站暂留区，不配合者，列入用户黑名单，并交于警方，从此不得入驿站。

2.2 客户端界面搭建

安装QtCreater跟服务器管理界面，类似于创建应用程序窗口等，创建好之后，再创建客户端登录界面，登录界面包含2 个PushButton 控件、2 个LineEdit 控件和1 个Label 控件。其中，2 个PushButton 控件分别对应着登录按钮、注册账号密码按钮，用户登录时在2 个LineEdit 编辑框中分别输入账号（手机电话号码）和密码，输入完成后单击登录按钮，登录按钮会发射clicked()信号，该信号用来调用登录按钮的槽函数。

在槽函数中主要有3个部分：

1）获取LineEdit 编辑框中的内容，判断用户是否输入账号和密码，如果返回值为空，则表示完整地输入了账号和密码，否则将清空LineEdit 编辑框中的内容，提示重新输入。

2）将LineEdit 编辑框中输入的账号和密码与数据库中的“用户信息表”已存信息进行比较。

3）如果LineEdit编辑框输入的信息与数据库中已经注册的信息对应，则登录成功，登录成功后将显示用户主界面；如果输入的信息没有在数据库中找到，则显示登录失败，账号或者密码错误，请重新登录。

主界面是由继承于QWidget 类的Widget 窗口类组成，界面的组件有5 个PushButton 控件、1 个LineEdit 组件、1 个QTextBrower 组件、1 个Combo box 组件和1 个Label 组件。每个按钮都添加了相应的槽函数[5]，分别对应着一项功能[7]。用户一登录主界面，便会在界面正中看到自己的待取件，如果没有待取件便不会显示，方便用户快速查看自己是否存在待取件。

通过以上步骤，编程实现了对“智能驿站”客户端的设计。完成程序编写后，按下载运行，显示无错误也无警告后，以Release 方式编译生成exe 程序，运行成功后，找到项目生成目录，将exe 可执行文件复制到一个新建的空文件夹中，最后在Qt 命令行中使用windeployqt 工具将程序打包发布，得到完整exe可执行程序发布集合，可以在任何一种系统上运行此“智能驿站”的客户端。

3 系统测试

3.1 模拟快件到站，扫描条形码数据入库

当一个快件到站之后，会用扫码枪将快件扫码入库，随后快件的各种数据将自动被导入数据库的表格。如果快件在之后与取件人的交接过程中出现任何问题，“智能驿站”的专业人员可以登录驿站的服务器系统解决出现的问题。项目成员演示了快件进入驿站，通过扫码枪导入数据库的过程，快件信息能够被录入到数据库中，并且反复尝试也没有出现数据丢失的情况，确保了在真实场景中应用的稳定性。

3.2 专业人员登录服务器后的效果展示

专业人员输入账号密码，即可登录服务器查看数据库快件信息的更新情况。比如，驿站来了一个快递单号为“773178563991773”的快递，当它被导入数据库的信息是有取件人姓名、地址、电话等信息时，经测试后，点击服务器的各个按钮均能成功实现操作。

3.3 快件入库后，客户端和数据库更新情况

使用Rock Pi 4C Plus 开发板连接显示器作为客户端，在Rock Pi 4C Plus 开发板中已提前烧进了一个Linux debian 5.10.0-18-amd64 的系统，gcc/g++ version 10.2.1 在此系统上下载好客户端的exe 程序，进行注册之后再登录。Rock Pi 4C Plus 开发板接线实物图如图4 所示，客户端登录界面如图5 所示，客户端主界面如图6 所示。可以在待取件界面看到快件信息，快件信息为快件基本信息（单号、地址等）和取件人信息（若该取件人已注册为本驿站客户端用户，用户库内有其基本信息及生物特征信息，使用①信息；若该取件人未注册为本驿站客户端用户，用户信息库中无此人信息，则调用出件时由OpenCV 配合树莓派读取摄像头[8]进行人脸识别并保存下来取件人的生物特征信息[9]，使用②信息）。取出库信息表不可随意查看，收集的信息也不会用作其他商业用途。数据更新时间为每天24：00，自动封存当天的取出库信息表，封存时间为6 个月。在这期间若无取件人取错快件的情况，系统将会在封存结束当天24：00自动删表；在这期间若有快件取错事件，可通过预留在驿站内的服务热线询问取件情况，调出该当事人的快件状态信息并进行对比[10]，确认快件取错属实，方可调用封存中的信息表。

图4 开发板接线实物图

图5 客户端登录界面

图6 客户端主界面

4 结论

本系统通过使用Qt 应用框架呈现出人机交互界面，采用Qt 信号槽机制实现对快件出入库数据的管理和操作，利用Qt 提供的进程内数据库SQLite3，可用于多种操作系统平台。经过测试，管理员登录服务器后能够使用相应的功能，用户（取件人）成功登录客户端也可以查看快件是否到站，当快件被取走时，客户端和服务器均能对其做出反应，及时更新数据库。课题组模拟了快件出错的多种情况，其都能得到很好的解决，表明该系统能快速解决在快递出站中遇到的各种问题，极大地提高了驿站的可靠性与驿站人员的工作效率，节省了时间和金钱成本，并为传统驿站的创新提供了参考。