基于RFID的智能快遞箱

徐俊愉,張　鵬,周恒飛（中國礦業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,江蘇　徐州　221116）

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基于RFID的智能快遞箱

徐俊愉,張鵬,周恒飛
（中國礦業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,江蘇徐州221116）

摘 要:本文針對(duì)目前快遞條形碼的掃描方法的可復(fù)制性和易損壞等缺陷，設(shè)計(jì)出了一種基于RFID的智能快遞箱，智能快遞箱和RFID電子標(biāo)簽共同使用，利用 RFID的電子標(biāo)簽的唯一性和加密性，有效提高快遞的投遞，本文詳細(xì)闡述 RFID 智能快遞投遞箱的架構(gòu)及原理。

關(guān)鍵詞：RFID；標(biāo)簽；MSP430；TRF7960；智能快遞投遞箱

1　引言

隨著網(wǎng)購的人越來越多，快遞在生活中越來越重要，快件的配送也越來越成為比較重要的問題，本文提出了文提出一種利用當(dāng)前非接觸式且加密程度高的射頻 RFID 作為快遞的標(biāo)簽，能夠?qū)⑽锲罚旒┻M(jìn)行識(shí)別，暫存，監(jiān)控和管理的智能快遞投遞箱。

2　無線射頻識(shí)別技術(shù)

無線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)是一種利用無線射頻信號(hào)及其空間耦合的傳輸特性，通過非接觸對(duì)附有標(biāo)簽的物體的進(jìn)行辨別的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)在于能夠可實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)下對(duì)特定物品的識(shí)別，且能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)對(duì)多個(gè)附有標(biāo)簽的物體的識(shí)別的目的。已經(jīng)廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)制造、物流管理和公共安全等各個(gè)領(lǐng)域。

RFID 技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：（1）不需要光源，甚至可以透過外部材料讀取快遞數(shù)據(jù)；（2）整個(gè)識(shí)別過程自動(dòng)完成，沒有人為參與；（3）識(shí)別效率高，讀取距離更遠(yuǎn)；（4）適應(yīng)性強(qiáng)，不會(huì)因?yàn)闂l形碼撕裂或污損，無法掃描。

3　硬件架構(gòu)

如圖 1 所示，基本的 RFID 的智能快遞箱硬件由MSP430單片機(jī)、TC35模塊、TRF7960模塊、控制鎖、掃描儀組成。

3.1MSP430單片機(jī)

本文設(shè)計(jì)的智能快遞箱采用美國德州儀器公司推出的MSP43O系列超低功16位混合信號(hào)處理器作為核心控制元件，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的快速采集和顯示功能。

系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：（1）功耗低。元器件耗能低，在全速工作的時(shí)候，其總功率也不到1W；（2）速度高。MSP430單片機(jī)內(nèi)部集成DMA控制器，因此，其運(yùn)行速度快，可以顯著提高系統(tǒng)的速度。

3.2TC35模塊

本文設(shè)計(jì)的智能快遞箱采用的由西門子開發(fā)的TC35模塊，集成了標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口以及SIM卡的模塊，能夠在PC機(jī)上用AT命令通過串口對(duì)它進(jìn)行設(shè)置。 MSP430單片機(jī)和TC35模塊之間采用RS232串行通訊接口。

3.3TRF7960模塊

本文設(shè)計(jì)的智能快遞箱TRF7960是美國德州儀器公司推出的高頻(13.56MHz)多標(biāo)準(zhǔn)射頻識(shí)別(RFID)閱讀器， TRF7960與MSP430單片機(jī)之間通信可以使用8位并行或者串行(SPI)的靈活的通信方式。該芯片還具有寬泛的操作電壓(2.7～5.5 V)。TRF7960采用超小32-pin QFN的高級(jí)封裝設(shè)計(jì)，因此，本設(shè)計(jì)TRF7960非常適用于安全訪問控制，能有效對(duì)快件上的個(gè)人信息進(jìn)行保密，降低快件運(yùn)輸過程中個(gè)人信息泄露的幾率。

3.4控制鎖

本文設(shè)計(jì)的智能快遞箱采用的 是電磁式控制鎖。采用的是一種電磁式鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)，內(nèi)設(shè)2個(gè)線圈，分別用來開啟和鎖閉門鎖，當(dāng)給鎖門線圈通正向電流時(shí)，銜鐵帶動(dòng)桿移動(dòng)，門能夠被鎖??；當(dāng)給開門線圈通反向電流時(shí)，銜鐵帶動(dòng)連桿整體移動(dòng)，門能夠被打開。

3.5掃描儀

本文設(shè)計(jì)的智能快遞箱采用的掃描儀，能夠?qū)π@卡進(jìn)行讀取，過RS232串口實(shí)現(xiàn)同MSP430單片機(jī)的連接，具有更簡(jiǎn)單、穩(wěn)定和低成本的特點(diǎn)。

4　系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

軟件部分以智能快遞箱為主體，其功能為快遞員將包裹放在智能快遞箱后，自動(dòng)掃描讀取信息，由單片機(jī)MSP430控制TC35模塊自動(dòng)發(fā)短信給收件人，收件人持校園卡，在樓下刷卡，讀卡器部分，收到貨后，TC35模塊發(fā)送短信到終端，告知快遞員已取貨。

5　結(jié)束語

本文采用美國德州儀器公司推出的MSP43O單片機(jī)和TRF7960多協(xié)議讀卡芯片以及由西門子開發(fā)的TC35模塊，能夠?qū)⑽锲罚旒┻M(jìn)行識(shí)別，暫存，監(jiān)控和管理的智能快遞投遞箱。快遞員將快件送達(dá)指定地點(diǎn)后，只需將其存入智能快遞投遞箱利用控制鎖鎖上即可，然后利用MSP43O單片機(jī)控制TC35模塊系統(tǒng)給用戶發(fā)送一條短信，包括取件地址和驗(yàn)證碼，用戶在方便的時(shí)間到達(dá)該終端前輸入驗(yàn)證碼或者刷校園卡，即可打開智能控制箱的控制鎖，取出快件。經(jīng)實(shí)際使用證明,本設(shè)計(jì)智能快遞箱，成本較低，操作靈活、方便,產(chǎn)品具有很強(qiáng)的的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,投入使用將會(huì)產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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項(xiàng)目：中國礦業(yè)大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基金立項(xiàng)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目,項(xiàng)目編號(hào)：201510

作者簡(jiǎn)介：徐俊愉（1994-），男，江蘇蘇州人，本科，研究方向：機(jī)械自動(dòng)化，

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.136