基于GSM與單片機(jī)的智能快遞箱系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陳卓++湯莉莉

摘 要：由于快遞模式的傳統(tǒng)性越來越難滿足未來的網(wǎng)購、電商等強(qiáng)大的需求，急切的需要快遞行業(yè)更新為現(xiàn)代化的快遞系統(tǒng)?；谝陨锨闆r，研究設(shè)計(jì)出了使用無人投放快遞的一套半自動(dòng)化快遞系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)采用STC89C52單片機(jī)作為最小控制系統(tǒng)，由4×4矩陣鍵盤，GSM通信模塊，LCD1602液晶顯示，快遞箱實(shí)體和電控鎖等幾部分組成，可以實(shí)現(xiàn)接收短信驗(yàn)證碼來進(jìn)行操作快遞箱的自取快遞服務(wù)，可以大幅減少配送快件所需花費(fèi)的時(shí)間，可以增強(qiáng)取件安全性，可以個(gè)性化定制。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)購 快遞箱 自助服務(wù)

中圖分類號(hào)：TN98 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）05（c）-0017-02

在當(dāng)前，快遞市場(chǎng)在中國(guó)分為海外、國(guó)內(nèi)和快遞三級(jí)市場(chǎng)的細(xì)化，外資、國(guó)有和民營(yíng)三塊區(qū)域。民營(yíng)快遞企業(yè)提供傳統(tǒng)的郵政服務(wù)不符合它的商業(yè)文件，包裹遞送內(nèi)容，采取“門到門”的服務(wù)，以靈活的機(jī)制，成本相對(duì)較低，方便的服務(wù)，許多主要的從業(yè)者和其他多數(shù)集中在業(yè)務(wù)同城快遞。

在高額利潤(rùn)的蠱惑下，國(guó)外快遞巨擘漸漸涌入中國(guó)，趨之若鶩，國(guó)內(nèi)的民營(yíng)企業(yè)更是出現(xiàn)了。按照比賽兩邊郵政中國(guó)和國(guó)外快遞巨擘，中國(guó)的自民營(yíng)快遞企業(yè)面對(duì)著劇烈的比拼。跟隨快遞行業(yè)的飛快發(fā)展，少許深層次的沖突和波折逐步顯現(xiàn)，進(jìn)一步制約了快遞業(yè)的迅速健康發(fā)展。

智能快遞箱是一款集自助快遞全天24 h自助服務(wù)設(shè)備?？爝f是為收件人的權(quán)限，可以快遞到智能快遞箱，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)送出貨信息，并采取代碼發(fā)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(shè)備，改變?nèi)藗兊纳盍?xí)慣，如快遞方式，而不是采用更靈活和方便的方式來表達(dá)，在提高交付效率的同時(shí)，也給收件人帶來了更方便的自我體驗(yàn)[1]。

1 總體硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成，硬件系統(tǒng)是由系統(tǒng)時(shí)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(jī)作為最小控制系統(tǒng)，該設(shè)計(jì)使用的GSM模塊是插入移動(dòng)聯(lián)通手機(jī)卡，支持2G以上的手機(jī)卡，快遞員可以通過矩陣鍵盤輸入模塊進(jìn)行開鎖，并且可以通過矩陣鍵設(shè)置用戶的手機(jī)號(hào)進(jìn)行發(fā)送短信發(fā)送[2]。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

該設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)快遞員和客戶輸入密碼，單片機(jī)進(jìn)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(huì)有聲音提示。當(dāng)快遞員放好物品后單片機(jī)自動(dòng)會(huì)發(fā)送短息驗(yàn)證碼到客戶的手機(jī)上。

2 系統(tǒng)軟件流程

該設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)

3.1 方案難點(diǎn)

（1）完成矩陣鍵盤對(duì)6位驗(yàn)證碼及11位手機(jī)號(hào)碼的輸入。

（2）能根據(jù)輸入取件人號(hào)碼，通過GSM模塊自動(dòng)向取件人發(fā)送驗(yàn)證碼。

（3）驗(yàn)證碼輸入正確后，由單片機(jī)控制電控鎖進(jìn)行正確打開。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)

（1）單片機(jī)和GSM模塊的接口電路設(shè)計(jì)及GSM網(wǎng)絡(luò)的短消息發(fā)送程序設(shè)計(jì)。

（2）外部?jī)?chǔ)存設(shè)備與單片機(jī)的接線及必要信息的寫入保存。

（3）驗(yàn)證碼的生成，記錄，核對(duì)及消除。

（4）單片機(jī)內(nèi)部程序的編制，要求各界面切換流暢，且程序精簡(jiǎn)效率高。

（5）用戶輸入模塊的設(shè)計(jì)，要求按鍵盡量少，且能滿足系統(tǒng)輸入要求。

4 系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果分析

（1）在設(shè)定用戶手機(jī)號(hào)之后，GSM模塊成功向該用戶發(fā)送了正確的驗(yàn)證碼，輸入之后柜門能正常的打開。

（2）當(dāng)輸入錯(cuò)誤的驗(yàn)證碼時(shí)，連接于單片機(jī)上的蜂鳴器能正常的發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒用戶輸入錯(cuò)誤以便重新輸入。

（3）在快遞員輸入手機(jī)號(hào)或者用戶輸入驗(yàn)證碼時(shí)，蜂鳴器都會(huì)正常發(fā)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(zhì)的柜門，智能快遞箱更加穩(wěn)定。

5 結(jié)語

該智能快遞箱是采用基于STC89C52單片機(jī)的存儲(chǔ)方式設(shè)計(jì)的儲(chǔ)物柜控制設(shè)計(jì)，通過KEIL軟件進(jìn)行程序編寫及控制，從總體結(jié)果上看設(shè)計(jì)的電路和編寫的程序已基本實(shí)現(xiàn)該控制系統(tǒng)的控制要求，從實(shí)際應(yīng)用來看，應(yīng)選用更為高級(jí)的單片機(jī)，例如STM32，來做主芯片，設(shè)計(jì)系統(tǒng)還可以添加語音模塊，檢測(cè)柜門是否關(guān)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(yīng)進(jìn)一步完善和修改。

該系統(tǒng)的主要應(yīng)用方向是快遞儲(chǔ)物柜，在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已開始普及，但中國(guó)只有少數(shù)幾個(gè)城市投入使用中，相信快遞儲(chǔ)物柜會(huì)不斷的完善擴(kuò)展，遲早有一天快遞儲(chǔ)物柜會(huì)在中國(guó)普及，該系統(tǒng)將會(huì)極大地改變快遞物流業(yè)發(fā)件效率和改變?nèi)藗兊纳罘绞健?/p>

參考文獻(xiàn)

[1] 張先震，黃山，李寧，等.自動(dòng)儲(chǔ)物柜控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].微計(jì)算機(jī)信息，2009.

[2] 王東鋒，陳園園，郭向陽.單片機(jī)C語言應(yīng)用100例[M].2版.北京：電子工業(yè)出版社，2013.

[3] 陳海宴.51單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2010.