CN106096893A - 基于射频与定位技术的物流邮寄系统和控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及物流传输技术领域，尤其涉及基于射频与定位技术的物流邮寄系统和控制方法，本发明采用物流货物加设GPS定位模块的技术方法，解决了用户无法准确得知货物位置的技术问题，达到了精准定位物流货物方位的技术效果；采用射频IC卡技术方法，解决了需人工填写快递信息麻烦且不容易电子识别的技术问题，达到了IC卡直接包含快递信息并可重复使用的技术效果；采用单片机控制技术设计，达到了本发明控制方式简单直接、传输方式便捷的技术效果；采用了GPRS技术与蓝牙技术方法，解决了快递员用控制设备功能单一的技术问题，达到了快递员可使用控制设备直接连接用户移动设备而获取物流信息并连接GPRS网络传输信息的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及物流传输技术领域，尤其涉及基于射频与定位技术的物流邮寄系统和控制方法。
背景技术
物流是物品从供应地向接收地的实体流动过程中，根据实际需要，将运输、储存、采购、装卸搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等功能有机结合起来实现用户要求的过程，物流业是融合运输业、仓储业、货代业和信息业等的复合型服务产业，是国民经济的重要组成部分，涉及领域广，吸纳就业人数多，促进生产、拉动消费作用大，在促进产业结构调整、转变经济发展方式和增强国民经济竞争力等方面发挥着重要作用。实际上，生活的每一个环节，都有物流的存在。通过国际间的运输，可以让世界名牌出现在不同肤色的人身上；通过先进的储藏技术，可以让新鲜的果蔬在任何季节亮相；搬家公司周到的服务，可以让人们轻松地乔迁新居；多种形式的行李托运业务，可以让人们在旅途中享受舒适的情趣。
物流过程中，人们需要填写快递单，快递单包含了物流快件的详细信息，通常由数字和字母组成，是快递包裹的唯一标识代码。快递单方便快递公司、发件人以及收件人识别并跟踪快件信息。
而在日常生活的快递中，物流过程中快递单需要手写，并在录入时还需人工录入到计算机网络中，造成了大量的人工浪费，而且快递单使用纸质材料，不能重复利用的特性也不符合可持续发展的政策，也造成了纸张的浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了基于射频与定位技术的物流邮寄系统和控制方法，采用物流货物加设GPS定位模块的技术方法，解决了用户无法准确得知货物位置的技术问题，达到了精准定位物流货物方位的技术效果；采用射频IC卡技术方法，解决了需人工填写快递信息麻烦不容易电子识别的技术问题，达到了IC卡直接包含快递信息并可重复使用的技术效果；采用单片机控制技术设计，达到了本发明控制方式简单直接、传输方式便捷的技术效果；采用了GPRS技术与蓝牙技术方法，解决了快递员用控制设备功能单一的技术问题，达到了快递员可使用控制设备直接连接用户移动设备而获取物流信息并连接GPRS网络传输信息的技术效果。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：基于射频与定位技术的物流邮寄系统和控制方法，其特征在于：基于射频与定位技术的物流邮寄系统包括快递卡控制设备、物流货物、GPRS网络、Internet网络与快递中心服务器；物流货物上附着有快递卡，快递卡控制设备一端射频控制快递卡，快递卡控制设备一端蓝牙连接有用户移动设备；快递中心服务器连接Internet网络，Internet网络与GPRS网络交互，快递卡控制设备、快递卡和用户移动设备与GPRS网络连接；
快递卡控制设备包括单片机单元、电源模块与射频读写器；单片机单元SPI方式连接射频读写器，单片机单元一端连接有蓝牙模块与GPRS模块，单片机单元通过蓝牙模块与用户移动设备连接，单片机单元通过GPRS模块连接GPRS网络；单片机单元另一端连接有显示屏与操作键盘；射频读写器输出端连接有天线；电源模块为单片机单元、显示屏、蓝牙模块、GPRS模块与射频读写器提供电源；
快递卡内部包括RFID标签卡与GPS定位模块，快递卡通过GPS定位模块连接GPRS网络，GPS定位模块一端连接电池，GSP定位模块插有GSM卡。
基于射频与定位技术的物流邮寄系统和控制方法，其中系统控制方法步骤为：
A、用户通过用户移动设备录入物流信息，并通过蓝牙网络将物流信息传输至快递卡控制设备；
B、快递卡控制设备接收物流信息，快递员选定信息并通过射频读写器写入快递卡中，快递员使用快递卡控制设备对快递卡进行锁定，则快递卡内信息不能修改，并将快递卡附着在物流货物中；
C、物流货物开始快递，快递卡中GPS定位模块启动，随时随地定位，并将位置发送至快递中心服务器，用户可通过GPRS网络查询物流货物位置；
D、物流货物到达，快递员通过快递卡控制设备对物流货物验收，用户通过用户移动设备确认收货并电子签字，快递卡解锁并取下，物流过程完成；
进一步优化本技术方案，所述的用户移动设备为自带蓝牙功能与可下载APP软件功能的便携手机或Ipad，GSM卡为联通卡或移动卡；
进一步优化本技术方案，所述的单片机单元为ATmega128单片机，蓝牙模块为HC-06模块，GPRS模块为EM310 GSM模块，射频读写器为MF RC522模块，GPS定位模块为M160芯片；
进一步优化本技术方案，所述的射频读写器的IRQ引脚与单片机单元ATmega128单片机的PB0口连接，射频读写器的NSS引脚与单片机单元ATmega128单片机的PB1口连接，射频读写器的SCK引脚与单片机单元ATmega128单片机的PB2口连接，射频读写器的MOSI引脚与单片机单元ATmega128单片机的PB3口连接，射频读写器的MISO引脚与单片机单元ATmega128单片机的PB4口连接；
进一步优化本技术方案，所述的电源模块包括78L12芯片、LM2576芯片与LM117芯片，电源模块输出端包括+12V、+5V、+3.3V三个电压等级，电源模块为单片机单元提供+5V稳定电压，电源模块为蓝牙模块、GPRS模块和射频读写器提供+3.3V稳定电压，电源模块为显示屏提供+3.3V稳定电压；
进一步优化本技术方案，所述的GPRS模块EM310的TXD管脚连接单片机单元ATmega128的RXD0管脚，GPRS模块EM310的RXD管脚连接单片机单元ATmega128的TXD0管脚；
进一步优化本技术方案，所述的蓝牙模块HC-O6的UART-TXD管脚连接单片机单元ATmega128的RXD1管脚，蓝牙模块HC-O6的UART-RXD管脚连接单片机单元ATmega128的TXD1管脚。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、使用ATmega128单片机作为主控单元，集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路,具有极高性能价格比；2、使用HC-06蓝牙模块作为通信模块，保障了通信性能的稳定性、可靠性与安全性；3、MF RC522 是应用于13.56MHz 非接触式通信中高集成度读写卡系列芯片中的一员,是一款低 电压、低成本、体积小的非接触式读写卡芯片，是智能仪表和便携式手持设备研发的较好选择,使本发明实用型得到提高。；4、EM310芯片内嵌TCP/IP协议；支持多链接，提供ACK 应答，提供大容量缓存；5、M160芯片支持基站定位，GPRS数据传输。超微型体积，室内外都可以定位，无缝隙覆盖，超低功耗，信号接收强，接口固定标准程序操作简单易懂，稳定性高。功能强大，为物流货物的定位提供了有效保证；6、用户、快递员与物流货物三者各自对应有各自设备，系统分工明确，控制流程精简。
附图说明
图1是本发明信息传输流程图；
图2是快递卡控制设备内部结构图；
图3是快递卡内部结构图；
图4是本发明控制流程图；
图5是单片机电路结构图；
图6是射频读写器电路结构图；
图7是GPRS模块电路结构图；
图8是蓝牙模块电路结构图；
图9是电源模块电路结构图；
图10是显示屏电路结构图。
图中，1、快递卡控制设备；2、物流货物；3、GPRS网络；4、Internet网络；5、快递中心服务器；6、快递卡；7、用户移动设备；101、单片机单元；102、电源模块；103、射频读写器；104、蓝牙模块；105、GPRS模块；106、显示屏；107、操作键盘；108、天线；601、RFID标签卡；602、GPS定位模块；603、电池；604、GSM卡。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
具体实施方式一：基于射频与定位技术的物流邮寄系统和控制方法，其中基于射频与定位技术的物流邮寄系统包括快递卡控制设备1、物流货物2、GPRS网络3、Internet网络4与快递中心服务器5；物流货物2上附着有快递卡6，快递卡控制设备1一端射频控制快递卡6，快递卡控制设备1一端蓝牙连接有用户移动设备7；快递中心服务器5连接Internet网络4，Internet网络4与GPRS网络5交互，快递卡控制设备1、快递卡6和用户移动设备7与GPRS网络3连接；
快递卡控制设备1包括单片机单元101、电源模块102与射频读写器103；单片机单元101SPI方式连接射频读写器103，单片机单元101一端连接有蓝牙模块104与GPRS模块105，单片机单元101通过蓝牙模块104与用户移动设备7连接，单片机单元101通过GPRS模块105连接GPRS网络3；单片机单元101另一端连接有显示屏106与操作键盘107；射频读写器103输出端连接有天线108；电源模块102为单片机单元101、显示屏106、蓝牙模块104、GPRS模块105与射频读写器103提供电源；
快递卡6内部包括RFID标签卡601与GPS定位模块602，快递卡通过GPS定位模块602连接GPRS网络3，GPS定位模块602一端连接有电池603，GSP定位模块604内部插有GSM卡604；
系统控制方法步骤为：
A、用户通过用户移动设备7录入物流信息，并通过蓝牙网络将物流信息传输至快递卡控制设备1；
B、快递卡控制设备1接收物流信息，快递员选定信息并通过射频读写器103写入快递卡6中，快递员使用快递卡控制设备1对快递卡6进行锁定，则快递卡6内信息不能修改，并将快递卡6附着在物流货物2中；
C、物流货物2开始快递，快递卡6中GPS定位模块602启动，随时随地定位，并将位置发送至快递中心服务器5，用户可通过GPRS网络3查询物流货物2位置；
D、物流货物2到达，快递员通过快递卡控制设备1对物流货物2验收，用户通过用户移动设备7确认收货并电子签字，快递卡6解锁并取下，物流过程完成；
进一步优化本技术方案，所述的用户移动设备7为自带蓝牙功能与可下载APP软件功能的便携手机或Ipad，GSM卡为联通卡或移动卡；
进一步优化本技术方案，所述的单片机单元101为ATmega128单片机，蓝牙模块104为HC-06模块，GPRS模块105为EM310 GSM模块，射频读写器103为MF RC522模块，GPS定位模块602为M160芯片；
进一步优化本技术方案，所述的射频读写器103的IRQ引脚与单片机单元101ATmega128单片机的PB0口连接，射频读写器103的NSS引脚与单片机单元101ATmega128单片机的PB1口连接，射频读写器103的SCK引脚与单片机单元101ATmega128单片机的PB2口连接，射频读写器103的MOSI引脚与单片机单元101ATmega128单片机的PB3口连接，射频读写器103的MISO引脚与单片机单元101ATmega128单片机的PB4口连接；
进一步优化本技术方案，所述的电源模块102包括78L12芯片、LM2576芯片与LM117芯片，电源模块102输出端包括+12V、+5V、+3.3V三个电压等级，电源模块102为单片机单元101提供+5V稳定电压，电源模块102为蓝牙模块104、GPRS模块105和射频读写器103提供+3.3V稳定电压，电源模块102为显示屏106提供+3.3V稳定电压；
进一步优化本技术方案，所述的GPRS模块105EM310的TXD管脚连接单片机单元101ATmega128的RXD0管脚，GPRS模块105EM310的RXD管脚连接单片机单元101ATmega128的TXD0管脚；
进一步优化本技术方案，所述的蓝牙模块104HC-O6的UART-TXD管脚连接单片机单元101ATmega128的RXD1管脚，蓝牙模块104HC-O6的UART-RXD管脚连接单片机单元101ATmega128的TXD1管脚。
图1为本发明的信息传输图，快递卡6附着在物流货物2上，可拆卸即可重复利用，快递卡6通过GPS定位模块602连接GPRS网络3来实现其定位功能，快递卡控制设备1对快递卡6进行识别与修改；用户移动设备7则为快递卡控制设备1提供物流信息，即寄件人、地址与收件人等信息，方便操作；快递卡控制设备1连接GPRS网络3进而连接到快递中心服务器5，发送快递物流信息，而用户移动设备7可以通过GPRS网络3查询物流货物2位置；
图2中，快递卡控制设备1的内部结构主要核心为单片机单元101，通信单元为蓝牙模块104与GPRS模块105，电源为电源模块102，单片机单元101通过通信单元接收快递物流信息并向快递中心服务器5发送，通过显示屏106显示，操作键盘107对其进行具体操作，最后通过射频读写器103对快递卡6识别并修改，天线108的作用是增大感知范围；
图3为快递卡6的内部结构图，RFID标签卡601记载了物流信息，可以更改与锁定，并设置密码保护防止信息泄露；GPS定位模块602通过电池603得到运行电源，通过GSM卡604获取上网认可，为快递卡6提供定位服务；
图4为本系统流程图，首先用户使用用户移动设备7编写物流信息，通过快递卡控制设备1存入快递卡2中并锁定快递卡2，快递中心服务器5也接收并记录；物流过程开始，快递卡6通过GPS定位模块602定位使用户与快递中心服务器5得知；最后物流货物2到达，用户通过用户移动设备1接收，快递卡6完成任务收回进行下一次运输过程；
图5为单片机单元101电路结构图；单片机单元101为ATmage128单片机，包括单片机最小系统，图中电源地线已经隐去，其它为串口接线与I/O接线，ATmage128单片机集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路,具有极高性能价格比，使本发明具有较高的实用性能与稳定可行性；
图6中，RFID射频读写器103主要是对快递卡进行识别并更改快递物流信息，并通过SPI方式与单片机单元101进行通信，起到感知识别的作用，而本发明使用的MFRC522读卡器是应用于13.56MHz非接触式通信中高集成度读写卡系列芯片中的一员，是NXP公司推出的一款低电压、低成本、体积小的非接触式读写卡芯片；
图7为GPRS模块105的电路示意图，本发明选用EM310 GSM芯片与GPRS网络3连接，并通过串行方式与单片机单元101相连，实现本发明控制设备实现与GPRS网络3的连接，继而连接快递中心服务器5，随时更新快递信息的功能；
图8为蓝牙模块104的电路示意图，蓝牙模块106为HC-06芯片，设置工作显示灯LED，配对成功输出高电平，未成功输出低电平；KEY管脚的电平状态决定HC-06芯片的工作状态，高电平进入AT状态，低电平或者悬空则进入正常状态，本发明设置悬空，图中电源与地线也隐去了；
图9给出电源电路102的具体电路图，如图，电源电路102将电池电压整流变压后产生+12V、+5V、+3.3三种电压等级，为单片机单元101等芯片提供了稳定电压
图10为显示屏106的电路结构图，图3已叙述了显示屏106的固定位置，单片机单元101通过程序直接控制显示屏102显示内容。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (9)
1.基于射频与定位技术的物流邮寄系统和控制方法，其特征在于：基于射频与定位技术的物流邮寄系统包括快递卡控制设备(1)、物流货物(2)、GPRS网络(3)、Internet网络(4)与快递中心服务器(5)；物流货物(2)上附着有快递卡(6)，快递卡控制设备(1)一端射频控制快递卡(6)，快递卡控制设备(1)一端蓝牙连接有用户移动设备(7)；快递中心服务器(5)连接Internet网络(4)，Internet网络(4)与GPRS网络(5)交互，快递卡控制设备(1)、快递卡(6)和用户移动设备(7)与GPRS网络(3)连接；
快递卡控制设备(1)包括单片机单元(101)、电源模块(102)与射频读写器(103)；单片机单元(101)SPI方式连接射频读写器(103)，单片机单元(101)一端连接有蓝牙模块(104)和GPRS模块(105)，单片机单元(101)通过蓝牙模块(104)与用户移动设备(7)连接，单片机单元(101)通过GPRS模块(105)连接GPRS网络(3)；单片机单元(101)另一端连接有显示屏(106)和操作键盘(107)；射频读写器(103)输出端连接有天线(108)；电源模块(102)为单片机单元(101)、显示屏(106)、蓝牙模块(104)、GPRS模块(105)和射频读写器(103)提供电源；
快递卡(6)内部包括RFID标签卡(601)与GPS定位模块(602)，快递卡通过GPS定位模块(602)连接GPRS网络(3)，GPS定位模块(602)一端连接有电池(603)，GSP定位模块(604)内部插有GSM卡(604)。
2.基于射频与定位技术的物流邮寄系统和控制方法，其特征在于：系统控制方法步骤为：
A、用户通过用户移动设备(7)录入物流信息，并通过蓝牙网络将物流信息传输至快递卡控制设备(1)；
B、快递卡控制设备(1)接收物流信息，快递员选定信息并通过射频读写器(103)写入快递卡(6)中，快递员使用快递卡控制设备(1)对快递卡(6)进行锁定，则快递卡(6)内信息不能修改，并将快递卡(6)附着在物流货物(2)中；
C、物流货物(2)开始快递，快递卡(6)中GPS定位模块(602)启动，随时随地定位，并将位置发送至快递中心服务器(5)，用户可通过GPRS网络(3)查询物流货物(2)位置；
D、物流货物(2)到达，快递员通过快递卡控制设备(1)对物流货物(2)验收，用户通过用户移动设备(7)确认收货并电子签字，快递卡(6)解锁并取下，物流过程完成。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的基于射频与定位技术的物流邮寄系统和控制方法，其特征在于：用户移动设备（7）为自带蓝牙功能与可下载APP软件功能的便携手机或Ipad。
4.根据权利要求1所述的基于射频与定位技术的物流邮寄系统，其特征在于：GSM卡（604）为联通GSM卡或移动GSM卡。
5.根据权利要求1所述的基于射频与定位技术的物流邮寄系统和控制方法，其特征在于：单片机单元（101）为ATmega128单片机，蓝牙模块（104）为HC-06模块，GPRS模块（105）为EM310 GSM模块，射频读写器（103）为MF RC522模块，GPS定位模块（602）为M160芯片。
6.根据权利要求1所述的基于射频与定位技术的物流邮寄系统和控制方法，其特征在于：射频读写器（103）的IRQ引脚与单片机单元（101）ATmega128单片机的PB0口连接，射频读写器（103）的NSS引脚与单片机单元（101）ATmega128单片机的PB1口连接，射频读写器（103）的SCK引脚与单片机单元（101）ATmega128单片机的PB2口连接，射频读写器（103）的MOSI引脚与单片机单元（101)ATmega128单片机的PB3口连接，射频读写器（103）的MISO引脚与单片机单元(101)ATmega128单片机的PB4口连接。
7.根据权利要求1所述的基于射频与定位技术的物流邮寄系统和控制方法，其特征在于：电源模块(102)包括78L12芯片、LM2576芯片与LM117芯片，电源模块(102)输出端包括+12V、+5V、+3.3V三个电压等级，电源模块(102)为单片机单元(101)提供+5V稳定电压，电源模块（102）为蓝牙模块(104）、GPRS模块（105）和射频读写器（103）提供+3.3V稳定电压，电源模块（102）为显示屏（106）提供+3.3V稳定电压。
8.根据权利要求1或5所述的基于射频与定位技术的物流邮寄系统，其特征在于：GPRS模块（105）EM310的TXD管脚连接单片机单元（101）ATmega128的RXD0管脚，GPRS模块（105）EM310的RXD管脚连接单片机单元（101）ATmega128的TXD0管脚。
9.根据权利要求1或3所述的基于射频与定位技术的物流邮寄系统，其特征在于：蓝牙模块（104）HC-O6的UART-TXD管脚连接单片机单元（101）ATmega128的RXD1管脚，蓝牙模块（104）HC-O6的UART-RXD管脚连接单片机单元（101）ATmega128的TXD1管脚。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20161109 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |