CN107621812A - 一种基于物联网的智能硬件控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于物联网的智能硬件控制方法及系统，方法包括步骤：A、采集快递柜运行时的硬件参数信息，并上传给后台服务器；B、后台服务器接收到所述硬件参数信息后，将所述硬件参数信息信息存储在数据库中；C、对收集到的各项硬件参数信息进行统计、分析和聚合运算，判断快递柜是否存在异常，当存在异常时发出告警信息；D、根据所述告警信息向快递柜下发对应的修正指令，使快递柜对异常进行修正。本发明基于物联网对快递柜运行时各项参数进行收集、统计、分析，并对出现的异常进行及时修正，极大地减少了快递柜日常运行中需要人工干预的行为，降低了快递柜的运维成本，提高了运维效率。

Description

一种基于物联网的智能硬件控制方法及系统

技术领域

本发明涉及物联网领域，尤其涉及一种基于物联网的智能硬件控制方法及系统。

背景技术

2014年全国包裹完成总量为140亿件，2015年206.7亿件，2016全年我国快递包裹全年完成分发313.5亿件，业务量规模居世界第一。据统计，2014年年底，我国快递业企业直接从业人员超过120万人，日均服务7600万人次以上，日最高处理量超过1亿件，通过快递服务实现的国内网络零售交易额突破两万亿元。另一方面，由于起步晚、增长快，同质化竞争加剧等原因，我国快递业目前也存在着成本高利润低，“最后一公里”难打通，高峰期用工荒频现等问题。

快递“最后100米”运营成本一直居高不下，成为制约快递业务发展的难题，物流产业作为国家支柱型产业，近年来为了优化快递最后一百米的配送难题、平衡快递员和用户的时间差、保护用户信息安全，越来越多的公司推出了智能快递柜。截止到2016年6月全国铺设的智能快递柜总数已经超过12万组(数据来源：互联网、兴业证券研究所)。

智能快递柜数量越来越多，随着使用年限的增加快递柜配套的硬件设备也开始逐渐折旧，铺设后的运维成本也将越来越高，现有快递柜运营公司都有一大批运维团队对快递柜日常的运行做维修和保养工作，这一块的成本占据了公司日常成本常大的一块，若没有好的解决方案这一块的运维成本还将越来越高。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于物联网的智能硬件控制方法及系统，旨在解决现有技术中快递柜运维成本高、效率低等问题。

本发明的技术方案如下：

一种基于物联网的智能硬件控制方法，其中，包括步骤：

A、采集快递柜运行时的硬件参数信息，并上传给后台服务器；

B、后台服务器接收到所述硬件参数信息后，将所述硬件参数信息信息存储在数据库中；

C、对收集到的各项硬件参数信息进行统计、分析和聚合运算，判断快递柜是否存在异常，当存在异常时发出告警信息；

D、根据所述告警信息向快递柜下发对应的修正指令，使快递柜对异常进行修正。

所述的基于物联网的智能硬件控制方法，其中，所述硬件参数信息包括路由器的流量信息、电表的电量信息、光敏传感器的光亮度信息、风扇的开关信息、温湿度传感器的温度信息和湿度信息、照明灯的灯光亮度信息。

所述的基于物联网的智能硬件控制方法，其中，所述步骤A具体包括：

A1、通过参数采集工具包采集快递柜运行时的硬件参数信息；

A2、快递柜向后台服务器发送请求；

A3、对所述请求进行鉴权，鉴权通过后向后台服务器发送硬件参数信息。

所述的基于物联网的智能硬件控制方法，其中，所述步骤C具体包括：

C1、对各项硬件参数信息进行统计；

C2、将各快递柜的统计结果进行对比分析；

C3、若对比结果超出警戒线，则判定相应快递柜存在异常。

一种基于物联网的智能硬件控制系统，其中，包括：快递柜、后台服务器、数据库；

快递柜用于采集运行时的硬件参数信息，并上传给后台服务器；并根据修正指令进行修正；

后台服务器接收到所述硬件参数信息后，将所述硬件参数信息信息存储在数据库中；对收集到的各项硬件参数信息进行统计、分析和聚合运算，判断快递柜是否存在异常，当存在异常时发出告警信息；并根据告警信息向快递柜下发对应的修正指令。

所述的基于物联网的智能硬件控制系统，其中，所述快递柜包括：

总控板，用于向各个硬件发出指令并收集各个硬件执行指令后的反馈信息；

路由器，用于通过网线或4G无线SIM网卡连接互联网，实现和后台服务器的通信和数据交互，并上传流量信息；

电表，用于收集并上传快递柜运行过程中所消耗的电量信息；

照明灯，用于根据接收到的指令调整灯光的亮度；

光敏传感器，用于收集并上传快递柜周围环境的光亮度信息；

温湿度传感器，用于监测并上传周围环境的温度和湿度信息；

陀螺仪，用于监测快递柜是否倾斜，如果监测到快递柜发生倾斜，则上传快递柜的倾斜角度；

风扇，用于通过快递柜设置的温度阀值自动开启或关闭风扇实现对快递柜内的温度进行调节，或者接收后台服务器下发的开关指令来开启或关闭风扇；

加热器，用于通过自动开启或关闭加热器实现对快递柜内的温度进行调节，或者接收后台服务器下发的开关指令来开启或关闭加热器；

所述路由器、电表、照明灯、温湿度传感器、光敏传感器、陀螺仪、风扇、加热器均连接于所述总控板。

所述的基于物联网的智能硬件控制系统，其中，所述快递柜还包括：工控机、连接于所述工控机的打印机、扫描仪和陀螺仪，所述工控机连接于所述总控板。

所述的基于物联网的智能硬件控制系统，其中，所述快递柜还包括开门板，所述开门板通过拨码开关控制当前单柜上每个格口的门锁。

有益效果：本发明基于物联网对快递柜运行时各项参数进行收集、统计、分析，并对出现的异常进行及时修正，极大地减少了快递柜日常运行中需要人工干预的行为，降低了快递柜的运维成本，提高了运维效率。

附图说明

图1为本发明一种基于物联网的智能硬件控制方法较佳实施例的流程图。

图2为本发明一种基于物联网的智能硬件控制方法较佳实施例的结构框图。

具体实施方式

本发明提供一种基于物联网的智能硬件控制方法及系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图1为本发明一种基于物联网的智能硬件控制方法较佳实施例的流程图，如图所示，其包括步骤：

S1、采集快递柜运行时的硬件参数信息，并上传给后台服务器；

S2、后台服务器接收到所述硬件参数信息后，将所述硬件参数信息信息存储在数据库中；

S3、对收集到的各项硬件参数信息进行统计、分析和聚合运算，判断快递柜是否存在异常，当存在异常时发出告警信息；

S4、根据所述告警信息向快递柜下发对应的修正指令，使快递柜对异常进行修正。

本发明中，收集快递柜运行时的各项硬件参数信息，上传给管理后台(后台服务器)。后台服务器接收到这些参数信息后，将这些硬件参数信息存储在数据库中，通过对收集到的快递柜运行参数进行统计、分析和聚合运算就可以很直观地发现快递柜运行过程中的异常，存在异常时通过后台服务器向快递柜下发对应的修正指令即可恢复这些异常中的大多数，极大地降低了快递柜日常的运维成本。

进一步，所述步骤S1具体包括：

S11、通过参数采集工具包采集快递柜运行时的硬件参数信息；

S12、快递柜向后台服务器发送请求；

S13、对所述请求进行鉴权，鉴权通过后向后台服务器发送硬件参数信息。

在所述步骤S11中，通过参数采集工具包(SDK)，来采集快递柜各种硬件运行时的参数信息(即硬件参数信息)，所述参数信息包括路由器的流量信息、电表的电量信息、光敏传感器的光亮度信息、风扇的开关信息、温湿度传感器的温度信息和湿度信息、照明灯的灯光亮度信息。

在所述步骤S12中，快递柜向后台服务器发送请求，即请求上传硬件参数信息。

在所述步骤S13中，快递柜和后台服务器进行通信之前，需要先通过鉴权模块(即图2中的鉴权模块300)来判断当前请求是否有权限访问后台服务器，如果没有权限则屏蔽当前请求，以免快递柜运行过程中受到恶意请求的攻击。鉴权通过后向后台服务器发送硬件参数信息。

在所述步骤S2中，将硬件参数信息保存在数据库中，即所述数据库用于存储快递柜运行过程中产生的各种需要持久化的数据信息。

进一步，所述步骤S3具体包括：

S31、对各项硬件参数信息进行统计；

S32、将各快递柜的统计结果进行对比分析；

S33、若对比结果超出警戒线，则判定相应快递柜存在异常。

通过对搜集到的快递柜柜运行过程中的各项参数进行分析，判断快递柜是否存在异常，若存在异常并向管理员发出告警信息。

在所述步骤S4中，通过后台服务器向快递柜发出修正快递柜运行时参数的指令。

本发明还提供一种基于物联网的智能硬件控制系统，如图2所示，其包括：快递柜100、后台服务器200、数据库201；

快递柜100用于采集运行时的硬件参数信息，并上传给后台服务器200；并根据修正指令进行修正；所述快递柜100还提供快件的存放空间，提供其他各类快递柜元器件安装的空间位置。

后台服务器200接收到所述硬件参数信息后，将所述硬件参数信息信息存储在数据库201中；对收集到的各项硬件参数信息进行统计、分析和聚合运算，判断快递柜100是否存在异常，当存在异常时发出告警信息；并根据告警信息向快递柜100下发对应的修正指令。后台服务器200还对快递柜100运行过程中的异常发出预警，通过短信、邮件通知到管理员400；管理员400可根据具体的快递柜100异常情况向快递柜100发出具体的修正指令，使快递柜100恢复到正常运行状态，当然也可以后台服务器200根据异常自动生成修正指令，并发送给快递柜100。

在快递柜100上安装有快递柜软件(快递柜app 101)，作为快递柜100的控制中枢，控制用户使用快递柜100进行派件、寄件和取件，并向后台服务器200传输各种来自快递柜100的数据信息，同时接收来自后台服务器200的各种指令。

进一步，所述快递柜100包括：

总控板(未示出)，用于向各个硬件发出指令并收集各个硬件执行指令后的反馈信息；所述总控板还控制通过UDP请求发送指令来进行操作的硬件设备，如加热器、光敏传感器、风扇等；

路由器103，用于通过网线或4G无线SIM网卡连接互联网，实现和后台服务器200的通信和数据交互，并上传流量信息；

电表104，用于收集并上传快递柜100运行过程中所消耗的电量信息；

照明灯108，用于根据接收到的指令调整灯光的亮度；

光敏传感器105，用于收集并上传快递柜100周围环境的光亮度信息；

温湿度传感器(未示出)，用于监测并上传周围环境的温度和湿度信息；

陀螺仪(未示出)，用于监测快递柜100是否倾斜，如果监测到快递柜100发生倾斜，则上传快递柜100的倾斜角度；

风扇106，用于通过快递柜100设置的温度阀值自动开启或关闭风扇实现对快递柜100内的温度进行调节，或者接收后台服务器200下发的开关指令来开启或关闭风扇；

加热器107，用于通过自动开启或关闭加热器实现对快递柜100内的温度进行调节，或者接收后台服务器200下发的开关指令来开启或关闭加热器；

所述路由器103、电表104、照明灯108、光敏传感器105、温湿度传感器、陀螺仪、风扇106、加热器107等硬件设备均连接于所述总控板。这些硬件设备可通过UDP请求发送指令给总控板，或者总控板通过UDP请求发送指令给硬件设备。

一个具体案例如下，“某区域电信4G网络大面积异常”导致快递柜运行异常且大面积告警，具体描述如下：

a1、某年某日晚上管理员持续接到某地区快递柜网络异常且不能正常使用的告警信息；

b1、管理员登录后台服务器，查看该地区快递柜运行情况；

c1、网络聚合图显示该地区的快递柜运行时网络呈现大面积红色告警；

d1、管理员根据网络聚合图分析很有可能是当地的电信网络发生了故障；

e1、管理员通过后台服务器向该地区的快递柜推送“变更4G网络到移动4G”的指令。

f1、快递柜接收到变更4G网络的指令后，向路由器发出“变更4G网络到移动4G”的指令。

g1、路由器接收到“变更4G网络到移动4G”的指令后，把快递柜的4G网络从电信切换到移动。

h1、指令发出后，管理员通过网络聚合图看到该地区从异常告警的红色渐变成了正常运行的绿色，快递柜运行时网络故障恢复。

按现有技术若需处理上述情况，就必须当地的运维人员携带移动SIM卡，到每一台快递柜前，手动将柜机路由器的“电信4G卡”替换成“移动4G”卡，才可以解决快递柜运行时的网络异常。这样的处理方式耗时、耗力成本非常之高。而通过本发明，只需要管理员在收到运行时的网络告警信息后，登录后台服务器确认该地区快递柜运行时网络异常，并向该地区快递柜下发切换4G网络的指令，即可解决该问题，大大降低了成本，也提高了处理效率。

另一个具体案例如下，智能调节快递柜的亮灯时间段以及灯光的亮度，具体描述如下：

a2、在快递柜运行一段时间之后，后台服务器积累了庞大的用户数据；

b2、通过分析用户使用快递柜的情况，发现不同地域的用户使用快递柜的主要时间段；

c2、根据不同地区的用户使用快递柜的主要时间段，把不同地区快递柜的亮灯时间分别设置成该地区用户在夜间使用快递柜的高峰时间段；

d2、夜间的非使用高峰时间段，快递柜的灯光亮度则被调整到比较低的亮度，在白天快递柜周边亮度足够的情况下快递柜的照明灯则被直接设置成关闭；

e2、通过快递柜上的光敏传感器，搜集到时间段是白天，但是快递柜周边环境是黑夜的快递柜(此种情况一般都是快递柜被安装在地下停车场等自然光源比较缺乏的地段)，这种情况下就将这些柜机的亮灯时间设置成全天长亮。

按现有技术如需要处理上述情况，需要当地运维人员到不同的快递柜跟前去手动设置柜机灯光的亮度，成本非常之高。而通过本发明，只需要管理员根据快递柜使用情况的大数据分析结果，将不同地区的快递柜根据用户在夜间使用的高峰时间段调整成相应的时间段灯光亮度高亮，而使用低峰期调低快递柜的照明灯光亮度即可，极大地降低了管理成本。

通过本发明，可以很直观地发现快递柜运行过程中的异常信息，例如快递柜运行网络不稳定，快递柜运行电量明显超出附近快递柜，快递柜运行温湿度异常等告警信息，并且根据相应的告警信息，通过后台服务器向快递柜下发对应的修正指令即可恢复这些异常中的大多数，极大地降低了快递柜日常的运维成本。

进一步，所述快递柜100还包括格口109，用于存储用户的快件，可用于用户寄件和收件，用于快递员的派件和收取滞留件等。

进一步，所述快递柜100还包括还包括：工控机、连接于所述工控机的打印机、扫描仪和陀螺仪，所述工控机连接于所述总控板。工控机可控制打印机、扫描仪、陀螺仪这些通过串口和工控机相连的硬件设备。

进一步，所述快递柜100还包括开门板，所述开门板通过拨码开关控制当前单柜上每个格口的门锁，当接收到开门指令时就打开开门指令中要求开门的门锁。

所述后台服务器具有如下功能或模块：

(1)快递柜运行参数收集(即图2中的参数采集工具包102)：接收快递柜收集到的快递柜运行过程中的各项硬件参数信息，并将接收到的硬件参数信息持久化落库到数据库集群；

(2)快递柜运行参数预警：通过对收集到的快递柜运行过程中的各项硬件参数信息进行统计、分析和聚合运算，并在出现异常时向管理员发出告警通知；

(3)快递柜运行参数修正：管理员接收到告警信息时，通过后台服务器向快递柜发出修正指令如：将快递柜4G网络从移动切换到电信；

(4)获取柜机格口状态明细：接收快递柜发送的相应格口的状态信息；通过格口当前的状态信息可以直观了解到快递柜格口当前所处的场景；

(5)获取柜机格口明细历史：接收快递柜发送的相应格口的历史状态信息；所述历史状态信息如：派件入柜、用户取件、取件成功。

(6)发送用户取件通知：接收快递柜发送到后台服务器的快递员派件成功的指令后，向对应的客户(即用户)发送取件通知信息，通知用户到快递柜所处的具体位置去取件。

(7)寄件：接收到快递柜发送到后台服务器的寄件成功的指令后，向对负责该快递柜APP的快递员发出揽收通知，通知快递员到具体的柜机位置揽收用户寄存的快件；

(8)寄件结果通知：快递员揽收成功后向用户发送快递员已揽收通知；

(9)取件结果通知：用户取件成功后向用户发送已取件通知。

综上所述，本发明基于物联网对快递柜运行时各项参数进行收集、统计、分析，并对出现的异常进行及时修正，极大地减少了快递柜日常运行中需要人工干预的行为，降低了快递柜的运维成本，提高了运维效率。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于物联网的智能硬件控制方法，其特征在于，包括步骤：

A、采集快递柜运行时的硬件参数信息，并上传给后台服务器；

B、后台服务器接收到所述硬件参数信息后，将所述硬件参数信息信息存储在数据库中；

C、对收集到的各项硬件参数信息进行统计、分析和聚合运算，判断快递柜是否存在异常，当存在异常时发出告警信息；

D、根据所述告警信息向快递柜下发对应的修正指令，使快递柜对异常进行修正。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的智能硬件控制方法，其特征在于，所述硬件参数信息包括路由器的流量信息、电表的电量信息、光敏传感器的光亮度信息、风扇的开关信息、温湿度传感器的温度信息和湿度信息、照明灯的灯光亮度信息。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的智能硬件控制方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：

A1、通过参数采集工具包采集快递柜运行时的硬件参数信息；

A2、快递柜向后台服务器发送请求；

A3、对所述请求进行鉴权，鉴权通过后向后台服务器发送硬件参数信息。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的智能硬件控制方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：

C1、对各项硬件参数信息进行统计；

C2、将各快递柜的统计结果进行对比分析；

C3、若对比结果超出警戒线，则判定相应快递柜存在异常。

5.一种基于物联网的智能硬件控制系统，其特征在于，包括：快递柜、后台服务器、数据库；

快递柜用于采集运行时的硬件参数信息，并上传给后台服务器；并根据修正指令进行修正；

后台服务器接收到所述硬件参数信息后，将所述硬件参数信息信息存储在数据库中；对收集到的各项硬件参数信息进行统计、分析和聚合运算，判断快递柜是否存在异常，当存在异常时发出告警信息；并根据告警信息向快递柜下发对应的修正指令。

6.根据权利要求5所述的基于物联网的智能硬件控制系统，其特征在于，所述快递柜包括：

总控板，用于向各个硬件发出指令并收集各个硬件执行指令后的反馈信息；

路由器，用于通过网线或4G无线SIM网卡连接互联网，实现和后台服务器的通信和数据交互，并上传流量信息；

电表，用于收集并上传快递柜运行过程中所消耗的电量信息；

光敏传感器，用于收集并上传快递柜周围环境的光亮度信息；

照明灯，用于根据接收到的指令调整灯光的亮度；

温湿度传感器，用于监测并上传周围环境的温度和湿度信息；

陀螺仪，用于监测快递柜是否倾斜，如果监测到快递柜发生倾斜，则上传快递柜的倾斜角度；

风扇，用于通过快递柜设置的温度阀值自动开启或关闭风扇实现对快递柜内的温度进行调节，或者接收后台服务器下发的开关指令来开启或关闭风扇；

加热器，用于通过自动开启或关闭加热器实现对快递柜内的温度进行调节，或者接收后台服务器下发的开关指令来开启或关闭加热器；

所述路由器、电表、照明灯、温湿度传感器、光敏传感器、陀螺仪、风扇、加热器均连接于所述总控板。

7.根据权利要求6所述的基于物联网的智能硬件控制系统，其特征在于，所述快递柜还包括：工控机、连接于所述工控机的打印机、扫描仪和陀螺仪，所述工控机连接于所述总控板。

8.根据权利要求6所述的基于物联网的智能硬件控制系统，其特征在于，所述快递柜还包括开门板，所述开门板通过拨码开关控制当前单柜上每个格口的门锁。