CN108256807B - 基于二维码识别的快递员收发件系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于二维码识别的快递员收发件系统及方法,该系统包括主机和与主机连接的服务器,主机通过服务器与收发件人的手机和快递员的手持终端进行通信;该方法包括步骤:一、填写收发件信息;二、建立收发件信息的明文;三、明文加密生成密文;四、生成二维码符号;五、打印二维码粘贴纸;六、邮件物流信息更新;七、二维码识别;八、自动打电话通知收件人并签字确认邮件;九、信息存储。本发明利用二维码存储数字和汉字,实现对客户信息的保密,消除人为干扰的缺点,利用二维码与移动通信的结合实现自动识别客户电话通知客户和实时向总站保存快递信息的功能,节省工作时间,提高工作效率。
Description
技术领域
本发明属于快递员收发件技术领域,具体涉及一种基于二维码识别的快递员收发件系统及方法。
背景技术
随着电子商务的快速发展,特别是电商节的兴起,给快递行业带来了很大机遇。快递行业的蓬勃发展与人们网购习惯的养成息息相关,然而它所带来的不仅仅是快递发展的机遇,也给快递行业带来了巨大的挑战。每年网上购物节所带来的巨大的快递订单量,都会让各地出现不同程度的爆仓现象。快递员拉着快递走街串巷一个一个通知客户取快递,多数快递员反应一个又一个的去看收件人的联系电话,有时候会出现看不清或者是打错电话的情况,一次次的识别数字确实会让人出现烦躁的情况;同时快递员每寄出或收到一个邮件,均需开具两份纸质订单,一份粘贴在邮件上,一份自己保留以便回到总站登记,费时费力,降低工作效率;另外,当前的物流系统在信息存储方面仅使用一维码对快递单号进行存储,而一维码的信息部分只能存储数字,大大限制了其在快递行业的应用,对于快件的寄件人和收件人的信息暴露在外,容易泄露客户信息。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种基于二维码识别的快递员收发件系统,其设计新颖合理,利用二维码存储数字和汉字,实现对客户信息的保密,且二维码不仅具有很强的数据存储能力,而且还有很好的自动识别能力,可以大大提高读取数据的速度和准确率,也可以消除人为干扰的缺点,利用二维码与移动通信的结合实现自动识别客户电话通知客户和实时向总站保存快递信息的功能,节省工作时间,提高工作效率,便于推广使用。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:基于二维码识别的快递员收发件系统,其特征在于:包括主机和与主机连接的服务器,主机通过服务器与收发件人的手机和快递员的手持终端进行通信;所述手持终端包括外壳和设置在所述外壳内的电子电路板,以及设置在所述外壳上用于输入发件信息的输入模块、用于获取发件信息的摄像头和用于获取收件人签收信息的签字屏,所述电子电路板上集成有控制器和供电电源,以及均与控制器连接用于与服务器通信的无线通信模块、用于向收发件人传输邮件信息的短信猫和用于存储收发件邮寄信息的存储器,控制器的信号输出端接有用于打印收发件的二维码粘贴纸的打印机,输入模块的信号输出端、摄像头的信号输出端和签字屏的信号输出端均与控制器的信号输入端连接。
上述的基于二维码识别的快递员收发件系统,其特征在于:所述输入模块为触摸屏或键盘输入模块。
上述的基于二维码识别的快递员收发件系统,其特征在于:所述无线通信模块为4G通信模块。
上述的基于二维码识别的快递员收发件系统,其特征在于:所述打印机为嵌入式微型热敏打印机。
上述的基于二维码识别的快递员收发件系统,其特征在于:所述短信猫为西门子TC35I短信猫。
上述的基于二维码识别的快递员收发件系统,其特征在于:所述摄像头通过图像预处理模块与控制器的信号输入端连接,所述图像预处理模块为DSP图像预处理模块或FPGA图像预处理模块。
上述的基于二维码识别的快递员收发件系统,其特征在于:所述供电电源为太阳能供电电源或可充电锂电池。
同时,本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理、可提高快递收发效率的基于二维码识别的快递员收发件的方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
步骤一、填写收发件信息:利用发件人的手机或输入模块填写收发件信息,并将所述收发件信息通过服务器上传至主机;
所述收发件信息包括发件人姓名、发件人电话、发件人地址、收件人姓名、收件人电话和收件人地址;
所述发件人姓名和所述收件人姓名由汉字组成,所述发件人电话和所述收件人电话由数字组成,所述发件人地址和所述收件人地址由汉字和数字组成;
步骤二、建立收发件信息的明文:主机按照所述收发件信息书写的顺序对所述收发件信息中的汉字采用UTF-8编码方式转换为64位二进制明文,对所述收发件信息中的数字采用二进制转换方式转换为64位二进制明文,并对所有64位二进制明文进行排序;
步骤三、明文加密生成密文:按照64位二进制明文序号,主机对每一个64位二进制明文进行加密,且每一个64位二进制明文的加密方法均相同;
对任一个64位二进制明文进行加密时,过程如下:
步骤301、根据IP置换表对64位二进制明文进行IP置换,得到高32位二进制数据L0和低32位二进制数据R0;
步骤302、根据E扩展置换表对低32位二进制数据R0进行E扩展置换,得到低48位二进制数据R0';
步骤303、主机随机生成64位密钥,并删除所述64位密钥中每个字节的第8位,得到56位密钥,所述64位密钥中每个字节的第8位为奇偶校验位;将56位密钥分为高28位密钥和低28位密钥,对高28位密钥和低28位密钥分别进行循环左移后,得到56位更新密钥,再对56位更新密钥进行压缩置换,得到48位置换密钥M0;
步骤304、主机对低48位二进制数据R0'和48位置换密钥M0进行逐位异或运算,得到低48位二进制密文R0”;
步骤305、利用8个不同的6位输入4位输出S盒对低48位二进制密文R0”进行S盒代替操作,得到低32位二进制代替密文R0”';
步骤306、主机对低32位二进制代替密文R0”'进行P置换,得到低32位二进制置换密文R0””;
步骤307、主机对低32位二进制置换密文R0””和高32位二进制数据L0进行逐位异或运算,得到低32位二进制密文R1;
步骤308、交换步骤301中高32位二进制数据L0和低32位二进制数据R0的位置,重复步骤302至步骤307,得到高32位二进制密文L1;
步骤309、主机将高32位二进制密文L1和低32位二进制密文R1组合,构成64位二进制初始密文;
步骤3010、将64位二进制初始密文视为新的64位二进制明文,7次重复步骤301至步骤309,得到64位二进制最终密文;
步骤四、生成二维码符号:主机采用QR编码方式对64位二进制最终密文进行二维码编码,生成二维码符号;
步骤五、打印二维码粘贴纸:主机通过服务器将生成的二维码符号传输至手持终端中的控制器中,控制器驱动打印机打印二维码粘贴纸,快递员将二维码粘贴纸粘贴在发件上;
步骤六、邮件物流信息更新:邮件在各物流中转站中转时,物流中转站的工作人员通过各自的手持终端中的摄像头扫描邮件的二维码粘贴纸上的二维码信息,并将邮件所在物流中转站信息通过无线通信模块上传至主机,收发件人通过互联网可查看跟踪邮件物流信息;
步骤七、二维码识别,过程如下:
步骤701、二维码图像的获取:负责派送的快速员通过手持终端中的摄像头扫描邮件的二维码粘贴纸上的二维码信息,获取二维码图像,并将二维码图像传输至主机;
步骤702、二维码图像的预处理,过程如下:
步骤a、根据公式主机将二维码图像的长和宽均做λ等分,得到λ2个二维码块图像,其中,a为二维码图像的长,b为二维码图像的宽,h为每个二维码块图像的长,v为每个二维码块图像的宽;
步骤b、根据公式计算二维码块图像的灰度均值m(x,y),其中,(x,y)为二维码块图像的坐标,x和y的取值范围均为1~λ,i为二维码块图像中的所选像素点的横坐标编号,j为二维码块图像中的所选像素点的纵坐标编号,k为所选像素点的间隔数,h'为二维码块图像的长度方向上所选像素点数量且/>v'为二维码块图像的宽度方向上所选像素点数量且/>[·]为取整函数,g(·,·)为二维码块图像中的像素点灰度值;
步骤c、根据公式计算二维码块图像的标准方差s(x,y);
步骤d、根据公式T1(x,y)=m(x,y)+αs(x,y),计算二维码块图像的第一阈值T1(x,y),其中,α为修正系数;
步骤e、根据公式σ2(t)=ω0(t)ω1(t){μ1(t)-μ0(t)}2,计算二维码块图像的类间方差σ2(t),t为二维码块图像中像素点的灰度阈值且1≤t≤l,l为二维码块图像中像素点灰度值的最大值,ω0(t)为二维码块图像中像素点小于灰度阈值的像素点占二维码块图像中总像素点的百分比,ω1(t)为二维码块图像中像素点不小于灰度阈值的像素点占二维码块图像中总像素点的百分比且ω1(t)+ω0(t)=1,μ0(t)为二维码块图像中像素点小于灰度阈值的像素点的灰度均值,μ1(t)为二维码块图像中像素点不小于灰度阈值的像素点的灰度均值;根据公式确定二维码块图像的类间方差σ2(t)最大值对应的二维码块图像中像素点的灰度阈值t,定义二维码块图像的类间方差σ2(t)最大值对应的二维码块图像中像素点的灰度阈值t为二维码块图像的第二阈值T2(x,y);
步骤f、根据公式T(x,y)=δT1(x,y)+(1-δ)T2(x,y),计算二维码块图像的实际阈值T(x,y),其中,δ为加权系数且0≤δ≤1;
步骤g、根据公式逐个对二维码块图像二值化,得到二维码块图像内像素点的二值化数值b{k(i-1)+1,k(j-1)+1},识别二值化后的二维码图像;
步骤703、QR解码:主机采用QR解码方式对二值化后的二维码图像进行二进制数据位流解码,得到多个64位二进制解码密文;
步骤704、64位二进制解码密文的解密:主机对每一个64位二进制解码密文进行解密,且每一个解密的解密方法均相同;
对任一个64位二进制解码密文进行解密时,过程如下:
步骤I、主机将64位二进制解码密文分为高32位二进制解码密文和低32位二进制解码密文,并将低32位二进制解码密文与高32位二进制解码密文进行异或运算后再进行P置换,得到低32位二进制解码置换密文;
步骤II、利用8个不同的6位输入4位输出S盒对低32位二进制解码置换密文进行S盒反代替操作,得到低48位二进制解码代替密文;
步骤III、主机调取64位密钥,并删除64位密钥中每个字节的第8位,得到56位密钥;将56位密钥分为高28位密钥和低28位密钥,对高28位密钥和低28位密钥分别进行循环左移后,得到56位解密密钥,再对56位解密密钥进行压缩置换,得到48位解密置换密钥;
步骤IV、主机对低48位二进制解码代替密文和48位解密置换密钥进行逐位异或运算,得到低48位二进制解密密文;
步骤V、主机调取E扩展置换表对低48位二进制解密密文进行反E扩展置换,得到低32位二进制解密数据;
步骤VI、主机调取IP置换表对低32位二进制解密数据进行反IP置换,得到32位二进制初始明文;
步骤VII、交换步骤I中高32位二进制解码密文和低32位二进制解码密文的位置,重复步骤I至步骤VI,得到另外32位二进制初始明文;
步骤VIII、主机将32位二进制初始明文和另外32位二进制初始明文合成,构成64位二进制初始明文;
步骤IX、主机将64位二进制初始明文视为新的64位二进制解码密文,7次重复步骤I至步骤VIII,得到64位二进制最终明文,再将64位二进制最终明文中对应的汉字经UTF-8解码器转换为汉字,将64位二进制最终明文中对应的数字经十进制转换方式转换为数字后传输至手持终端中的控制器中;
步骤八、自动打电话通知收件人并签字确认邮件:控制器调取收件人姓名和收件人电话,通过短信猫自动向收件人手机电话通知收件人取件,收件人利用签字屏签收邮件;
步骤九、信息存储:手持终端中的存储器存储该手持终端处理的每一个邮件的物流信息,并将邮件的物流信息通过无线通信模块上传至主机保存数据。
上述的方法,其特征在于:步骤303中56位更新密钥进行压缩置换的压缩置换规则为:首先删除56位更新密钥中的第9位、第18位、第22位、第25位、第35位、第38位、第43位和第54位;然后分别将第14位、第17位、第11位、第24位、第1位、第5位、第3位、第28位、第15位、第6位、第21位、第10位、第23位、第19位、第12位、第4位、第26位、第8位、第16位、第7位、第27位、第20位、第13位、第2位、第41位、第52位、第31位、第37位、第47位、第55位、第30位、第40位、第51位、第45位、第33位、第48位、第44位、第49位、第39位、第56位、第34位、第53位、第46位、第42位、第50位、第36位、第29位和第32位调整为第1位、第2位、第3位、第4位、第5位、第6位、第7位、第8位、第9位、第10位、第11位、第12位、第13位、第14位、第15位、第16位、第17位、第18位、第19位、第20位、第21位、第22位、第23位、第23位、第25位、第26位、第27位、第28位、第29位、第30位、第31位、第32位、第33位、第34位、第35位、第36位、第37位、第38位、第39位、第40位、第41位、第42位、第43位、第44位、第45位、第46位、第47位和第48位;
步骤303中对高28位密钥和低28位密钥分别进行循环左移时,高28位密钥和低28位密钥循环左移的位数为1~3位。
上述的方法,其特征在于:所述2≤k≤8,修正系数α满足:0.2≤α≤10。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明采用的快递员收发件系统,通过设置手机和输入模块满足发件人发件需求,客户通过各自的手机连接网络直接向主机发送收发件的快递信息,满足多个邮件同时申请的需求,避免客户排队耽误客户时间,客户还可通过快递员手中的手持终端输入收发件的快递信息,避免由于客户忘拿手机而无法寄件的需求,手机和输入模块均可避免传统的纸质填写信息,避免由于无法找到支撑物导致的填写的信息难以辨认的问题,实现无纸化操作,绿色环保,功能完备,便于推广使用。
2、本发明采用的快递员收发件系统,通过手机或输入模块与主机的通信,实现二维码符号的生成和存储,利用手持终端中的打印机快速打印每个邮件对应的二维码粘贴纸;利用摄像头扫描二维码符号,利用无线通信模块与主机通信识别二维码符号并通过短信猫自动向客户拨打电话通知取件,二维码不仅具有很强的数据存储能力,而且还有很好的自动识别能力,可以大大提高读取数据的速度和准确率,也可以消除人为干扰的缺点,可靠稳定,使用效果好。
3、本发明采用的快递员收发件方法,步骤简单,通过对收发件信息加密后生成二维码符号,避免客户信息暴露在邮件上,实现对客户信息的保密,利用二维码与移动通信的结合方式实现对邮件在物流线上进行实时数据保存与上传,跟踪客户邮件,出错率小,通过自动识别客户电话通知客户和实时向总站保存快递信息,节省工作时间,提高工作效率,便于推广使用。
综上所述,本发明设计新颖合理,利用二维码存储数字和汉字,实现对客户信息的保密,且二维码不仅具有很强的数据存储能力,而且还有很好的自动识别能力,可以大大提高读取数据的速度和准确率,也可以消除人为干扰的缺点,利用二维码与移动通信的结合实现自动识别客户电话通知客户和实时向总站保存快递信息的功能,节省工作时间,提高工作效率,便于推广使用。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明采用的快递员收发件系统的电路原理框图。
图2为本发明快递员收发件系统中手持终端的电路原理框图。
图3为本发明采用的快递员收发件方法的方法流程框图。
附图标记说明:
1—手机; 2—服务器; 3—手持终端;
3-1—输入模块; 3-2—摄像头; 3-3—签字屏;
3-4—控制器; 3-5—供电电源; 3-6—无线通信模块;
3-7—打印机; 3-8—短信猫; 3-9—存储器;
4—主机。
具体实施方式
如图1和图2所示,本发明所述的基于二维码识别的快递员收发件系统,包括主机4和与主机4连接的服务器2,主机4通过服务器2与收发件人的手机1和快递员的手持终端3进行通信;所述手持终端3包括外壳和设置在所述外壳内的电子电路板,以及设置在所述外壳上用于输入发件信息的输入模块3-1、用于获取发件信息的摄像头3-2和用于获取收件人签收信息的签字屏3-3,所述电子电路板上集成有控制器3-4和供电电源3-5,以及均与控制器3-4连接用于与服务器2通信的无线通信模块3-6、用于向收发件人传输邮件信息的短信猫3-8和用于存储收发件邮寄信息的存储器3-9,控制器3-4的信号输出端接有用于打印收发件的二维码粘贴纸的打印机3-7,输入模块3-1的信号输出端、摄像头3-2的信号输出端和签字屏3-3的信号输出端均与控制器3-4的信号输入端连接。
需要说明的是,设置服务器2满足主机4与收发件人的手机1通信,同时在手持终端3中设置输入模块3-1与主机4的通信的目的是满足发件人发件需求,客户通过各自的手机4连接网络直接向主机4发送收发件的快递信息,满足多个邮件同时申请的需求,避免客户排队耽误客户时间,客户还可通过快递员手中的手持终端3输入收发件的快递信息,避免由于客户忘拿手机4而无法寄件的需求,手机4和输入模块3-1均可避免传统的纸质填写信息,避免由于无法找到支撑物导致的填写的信息难以辨认的问题,实现无纸化操作,绿色环保,功能完备,本实施例中,所述输入模块3-1为触摸屏或键盘输入模块;手机4或输入模块3-1与主机4的通信,实现客户信息的输入,便于主机4生成二维码符号并信息存储,利用手持终端3中设置打印机3-7的目的是实现现场二维码粘贴纸的打印,直接将二维码粘贴纸粘贴在对应的邮件上,本实施例中,所述打印机3-7为嵌入式微型热敏打印机,体积小,打印二维码粘贴纸快速便捷;利用摄像头3-2扫描二维码符号,利用无线通信模块3-6与主机4通信识别二维码符号并通过短信猫3-8自动向客户拨打电话通知取件,二维码不仅具有很强的数据存储能力,而且还有很好的自动识别能力,可以大大提高读取数据的速度和准确率,也可以消除人为干扰的缺点,可靠稳定,使用效果好;签字屏3-3可输入电子签名,快速生成签字图片,利用存储器3-9存储备案或利用无线通信模块3-6向主机4上传备案,避免纸质化操作,使用效果好。
本实施例中,所述无线通信模块3-6为4G通信模块,4G通信模块具有通信速度快、网络频谱宽、通信灵活的优点,保证通信稳定。
本实施例中,所述短信猫3-8为西门子TC35I短信猫,西门子TC35I短信猫不但可实现打电话,还可实现发送短信的功能,实际使用时,手持终端3可预先给客户短信提示邮件送至的具体时间,以便客户安排时间。
本实施例中,所述摄像头3-2通过图像预处理模块与控制器3-4的信号输入端连接,所述图像预处理模块为DSP图像预处理模块或FPGA图像预处理模块。
本实施例中,所述供电电源3-5为太阳能供电电源或可充电锂电池。
实际使用时,供电电源3-5采用可充电锂电池稳定可靠,实现反复使用,周期时间长;供电电源3-5采用太阳能供电电源可实现手持终端持续供电,避免忘记预先充电导致手持终端3无法使用的情况。
如图3所示的一种基于二维码识别的快递员收发件的方法,包括以下步骤:
步骤一、填写收发件信息:利用发件人的手机1或输入模块3-1填写收发件信息,并将所述收发件信息通过服务器2上传至主机4;
所述收发件信息包括发件人姓名、发件人电话、发件人地址、收件人姓名、收件人电话和收件人地址;
所述发件人姓名和所述收件人姓名由汉字组成,所述发件人电话和所述收件人电话由数字组成,所述发件人地址和所述收件人地址由汉字和数字组成;
步骤二、建立收发件信息的明文:主机4按照所述收发件信息书写的顺序对所述收发件信息中的汉字采用UTF-8编码方式转换为64位二进制明文,对所述收发件信息中的数字采用二进制转换方式转换为64位二进制明文,并对所有64位二进制明文进行排序;
步骤三、明文加密生成密文:按照64位二进制明文序号,主机4对每一个64位二进制明文进行加密,且每一个64位二进制明文的加密方法均相同;
对任一个64位二进制明文进行加密时,过程如下:
步骤301、根据IP置换表对64位二进制明文进行IP置换,得到高32位二进制数据L0和低32位二进制数据R0;
实际使用时,IP置换表的作用是将64位二进制明文按位重新组合,IP置换表如下所示:
58 | 50 | 42 | 34 | 26 | 18 | 10 | 2 |
60 | 52 | 44 | 36 | 28 | 20 | 12 | 4 |
62 | 54 | 46 | 38 | 30 | 22 | 14 | 6 |
64 | 56 | 48 | 40 | 32 | 24 | 16 | 8 |
57 | 49 | 41 | 33 | 25 | 17 | 9 | 1 |
59 | 51 | 43 | 35 | 27 | 19 | 11 | 3 |
61 | 53 | 45 | 37 | 29 | 21 | 13 | 5 |
63 | 55 | 47 | 39 | 31 | 23 | 15 | 7 |
IP置换表中数字代表原数据中此位置的数据在新数据中的位置,即原数据的第1位放到新数据的第58位,以此类推。
步骤302、根据E扩展置换表对低32位二进制数据R0进行E扩展置换,得到低48位二进制数据R0';
实际使用时,E扩展置换的作用是对32位数据进行扩展,生成与密钥相同长度的数据以进行异或运算,提供更长的结果,在后续的替代运算中可以进行压缩,E扩展置换规则如下所示:
32 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |
20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 |
28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 1 |
表中的数据表示位数,第1列和第6列为扩展的列,第1列为第2列中的数据向前取一位数据,第6列为第5列中的数据向后取一位数据。
步骤303、主机4随机生成64位密钥,并删除所述64位密钥中每个字节的第8位,得到56位密钥,所述64位密钥中每个字节的第8位为奇偶校验位;将56位密钥分为高28位密钥和低28位密钥,对高28位密钥和低28位密钥分别进行循环左移后,得到56位更新密钥,再对56位更新密钥进行压缩置换,得到48位置换密钥M0;
本实施例中,步骤303中56位更新密钥进行压缩置换的压缩置换规则为:首先删除56位更新密钥中的第9位、第18位、第22位、第25位、第35位、第38位、第43位和第54位;然后分别将第14位、第17位、第11位、第24位、第1位、第5位、第3位、第28位、第15位、第6位、第21位、第10位、第23位、第19位、第12位、第4位、第26位、第8位、第16位、第7位、第27位、第20位、第13位、第2位、第41位、第52位、第31位、第37位、第47位、第55位、第30位、第40位、第51位、第45位、第33位、第48位、第44位、第49位、第39位、第56位、第34位、第53位、第46位、第42位、第50位、第36位、第29位和第32位调整为第1位、第2位、第3位、第4位、第5位、第6位、第7位、第8位、第9位、第10位、第11位、第12位、第13位、第14位、第15位、第16位、第17位、第18位、第19位、第20位、第21位、第22位、第23位、第23位、第25位、第26位、第27位、第28位、第29位、第30位、第31位、第32位、第33位、第34位、第35位、第36位、第37位、第38位、第39位、第40位、第41位、第42位、第43位、第44位、第45位、第46位、第47位和第48位;
步骤303中对高28位密钥和低28位密钥分别进行循环左移时,高28位密钥和低28位密钥循环左移的位数为1~3位。
步骤304、主机4对低48位二进制数据R0'和48位置换密钥M0进行逐位异或运算,得到低48位二进制密文R0”;
步骤305、利用8个不同的6位输入4位输出S盒对低48位二进制密文R0”进行S盒代替操作,得到低32位二进制代替密文R0”';
步骤306、主机4对低32位二进制代替密文R0”'进行P置换,得到低32位二进制置换密文R0””;
实际使用时,P置换的作用是将S盒输出的数据进一步加密按位重新组合,P置换规则如下所示:
16 | 7 | 20 | 21 | 29 | 12 | 28 | 17 |
1 | 15 | 23 | 26 | 5 | 18 | 31 | 10 |
2 | 8 | 24 | 14 | 32 | 27 | 3 | 9 |
19 | 13 | 30 | 6 | 22 | 11 | 4 | 25 |
上表中数字代表原数据中此位置的数据在新数据中的位置,即原数据的第16位放到新数据的第1位,以此类推。
步骤307、主机4对低32位二进制置换密文R0””和高32位二进制数据L0进行逐位异或运算,得到低32位二进制密文R1;
步骤308、交换步骤301中高32位二进制数据L0和低32位二进制数据R0的位置,重复步骤302至步骤307,得到高32位二进制密文L1;
需要说明的是,对高32位二进制密文L1采用与低32位二进制数据R0相同的处理方式进行加密,此处不再赘述;
步骤309、主机4将高32位二进制密文L1和低32位二进制密文R1组合,构成64位二进制初始密文;
步骤3010、将64位二进制初始密文视为新的64位二进制明文,7次重复步骤301至步骤309,得到64位二进制最终密文;
需要说明的是,对一个64位二进制明文采用8轮相同的方式加密,增加数据的可靠性。
步骤四、生成二维码符号:主机4采用QR编码方式对64位二进制最终密文进行二维码编码,生成二维码符号;
步骤五、打印二维码粘贴纸:主机4通过服务器2将生成的二维码符号传输至手持终端3中的控制器3-4中,控制器3-4驱动打印机3-7打印二维码粘贴纸,快递员将二维码粘贴纸粘贴在发件上;
步骤六、邮件物流信息更新:邮件在各物流中转站中转时,物流中转站的工作人员通过各自的手持终端3中的摄像头3-2扫描邮件的二维码粘贴纸上的二维码信息,并将邮件所在物流中转站信息通过无线通信模块3-6上传至主机4,收发件人通过互联网可查看跟踪邮件物流信息;
步骤七、二维码识别,过程如下:
步骤701、二维码图像的获取:负责派送的快速员通过手持终端3中的摄像头3-2扫描邮件的二维码粘贴纸上的二维码信息,获取二维码图像,并将二维码图像传输至主机4;
步骤702、二维码图像的预处理,过程如下:
步骤a、根据公式主机4将二维码图像的长和宽均做λ等分,得到λ2个二维码块图像,其中,a为二维码图像的长,b为二维码图像的宽,h为每个二维码块图像的长,v为每个二维码块图像的宽;
步骤b、根据公式计算二维码块图像的灰度均值m(x,y),其中,(x,y)为二维码块图像的坐标,x和y的取值范围均为1~λ,i为二维码块图像中的所选像素点的横坐标编号,j为二维码块图像中的所选像素点的纵坐标编号,k为所选像素点的间隔数,h'为二维码块图像的长度方向上所选像素点数量且/>v'为二维码块图像的宽度方向上所选像素点数量且/>[·]为取整函数,g(·,·)为二维码块图像中的像素点灰度值;
本实施例中,所述2≤k≤8。
需要说明的是,二维码是通过在二维平面上排列黑白相间的正方形来记录数据信息,在对二维码图像二值化的时候可以选择性的选取一些像素点来运算,针对二维码图像特征的特点,来减少对图像的像素点灰度值的采样点,以达到减少算法所需时间的目的,当k为1时,则选取所有的像素点进行运算,所耗时长,可增大k的取值,被选取的像素点之间的间距增大,从而使得选取像素点的个数大大减少,算法所需时间也大幅缩短,然而随着k的增大,则对光照不均等干扰因素处理效果差,因此,本实施例中,优选的k取5,数据处理消耗时间小且数据处理稳定。
步骤c、根据公式计算二维码块图像的标准方差s(x,y);
步骤d、根据公式T1(x,y)=m(x,y)+αs(x,y),计算二维码块图像的第一阈值T1(x,y),其中,α为修正系数;
本实施例中,修正系数α满足:0.2≤α≤10,实际使用中,优选的修正系数α取0.8。
步骤e、根据公式σ2(t)=ω0(t)ω1(t){μ1(t)-μ0(t)}2,计算二维码块图像的类间方差σ2(t),t为二维码块图像中像素点的灰度阈值且1≤t≤l,l为二维码块图像中像素点灰度值的最大值,ω0(t)为二维码块图像中像素点小于灰度阈值的像素点占二维码块图像中总像素点的百分比,ω1(t)为二维码块图像中像素点不小于灰度阈值的像素点占二维码块图像中总像素点的百分比且ω1(t)+ω0(t)=1,μ0(t)为二维码块图像中像素点小于灰度阈值的像素点的灰度均值,μ1(t)为二维码块图像中像素点不小于灰度阈值的像素点的灰度均值;根据公式确定二维码块图像的类间方差σ2(t)最大值对应的二维码块图像中像素点的灰度阈值t,定义二维码块图像的类间方差σ2(t)最大值对应的二维码块图像中像素点的灰度阈值t为二维码块图像的第二阈值T2(x,y);/>
步骤f、根据公式T(x,y)=δT1(x,y)+(1-δ)T2(x,y),计算二维码块图像的实际阈值T(x,y),其中,δ为加权系数且0≤δ≤1;
需要说明的是,二维码块图像阈值的选取可消除光照等因素带来的噪声,采用第一阈值T1(x,y)和第二阈值T2(x,y)结合的方式,有效的降低光照强度的变化所带来的影响,提高了抵抗噪声的能力,且提高了数据处理速度。
步骤g、根据公式逐个对二维码块图像二值化,得到二维码块图像内像素点的二值化数值b{k(i-1)+1,k(j-1)+1},识别二值化后的二维码图像;
步骤703、QR解码:主机4采用QR解码方式对二值化后的二维码图像进行二进制数据位流解码,得到多个64位二进制解码密文;
步骤704、64位二进制解码密文的解密:主机4对每一个64位二进制解码密文进行解密,且每一个解密的解密方法均相同;
对任一个64位二进制解码密文进行解密时,过程如下:
步骤I、主机4将64位二进制解码密文分为高32位二进制解码密文和低32位二进制解码密文,并将低32位二进制解码密文与高32位二进制解码密文进行异或运算后再进行P置换,得到低32位二进制解码置换密文;
步骤II、利用8个不同的6位输入4位输出S盒对低32位二进制解码置换密文进行S盒反代替操作,得到低48位二进制解码代替密文;
步骤III、主机4调取64位密钥,并删除64位密钥中每个字节的第8位,得到56位密钥;将56位密钥分为高28位密钥和低28位密钥,对高28位密钥和低28位密钥分别进行循环左移后,得到56位解密密钥,再对56位解密密钥进行压缩置换,得到48位解密置换密钥;
步骤IV、主机4对低48位二进制解码代替密文和48位解密置换密钥进行逐位异或运算,得到低48位二进制解密密文;
步骤V、主机4调取E扩展置换表对低48位二进制解密密文进行反E扩展置换,得到低32位二进制解密数据;
步骤VI、主机4调取IP置换表对低32位二进制解密数据进行反IP置换,得到32位二进制初始明文;
步骤VII、交换步骤I中高32位二进制解码密文和低32位二进制解码密文的位置,重复步骤I至步骤VI,得到另外32位二进制初始明文;
步骤VIII、主机4将32位二进制初始明文和另外32位二进制初始明文合成,构成64位二进制初始明文;
步骤IX、主机4将64位二进制初始明文视为新的64位二进制解码密文,7次重复步骤I至步骤VIII,得到64位二进制最终明文,再将64位二进制最终明文中对应的汉字经UTF-8解码器转换为汉字,将64位二进制最终明文中对应的数字经十进制转换方式转换为数字后传输至手持终端3中的控制器3-4中;
需要说明的是,64位二进制解码密文的解密的过程为明文加密生成密文的反过程,实际操作中,主机对每一个64位二进制明文加密时,均配备存储位置存储该64位二进制明文加密是采用的密钥,以备解密时调取,防止出错。
步骤八、自动打电话通知收件人并签字确认邮件:控制器3-4调取收件人姓名和收件人电话,通过短信猫3-8自动向收件人手机电话通知收件人取件,收件人利用签字屏3-3签收邮件;
步骤九、信息存储:手持终端3中的存储器3-9存储该手持终端3处理的每一个邮件的物流信息,并将邮件的物流信息通过无线通信模块3-6上传至主机4保存数据。
本发明使用时,利用二维码存储数字和汉字,实现对客户信息的保密,且二维码不仅具有很强的数据存储能力,而且还有很好的自动识别能力,可以大大提高读取数据的速度和准确率,也可以消除人为干扰的缺点,利用二维码与移动通信的结合实现自动识别客户电话通知客户和实时向总站保存快递信息的功能,节省工作时间,提高工作效率。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于二维码识别的快递员收发件的方法,利用基于二维码识别的快递员收发件系统进行收发件,其特征在于:所述基于二维码识别的快递员收发件系统包括主机(4)和与主机(4)连接的服务器(2),主机(4)通过服务器(2)与收发件人的手机(1)和快递员的手持终端(3)进行通信;所述手持终端(3)包括外壳和设置在所述外壳内的电子电路板,以及设置在所述外壳上用于输入发件信息的输入模块(3-1)、用于获取发件信息的摄像头(3-2)和用于获取收件人签收信息的签字屏(3-3),所述电子电路板上集成有控制器(3-4)和供电电源(3-5),以及均与控制器(3-4)连接用于与服务器(2)通信的无线通信模块(3-6)、用于向收发件人传输邮件信息的短信猫(3-8)和用于存储收发件邮寄信息的存储器(3-9),控制器(3-4)的信号输出端接有用于打印收发件的二维码粘贴纸的打印机(3-7),输入模块(3-1)的信号输出端、摄像头(3-2)的信号输出端和签字屏(3-3)的信号输出端均与控制器(3-4)的信号输入端连接;
该方法包括以下步骤:
步骤一、填写收发件信息:利用发件人的手机(1)或输入模块(3-1)填写收发件信息,并将所述收发件信息通过服务器(2)上传至主机(4);
所述收发件信息包括发件人姓名、发件人电话、发件人地址、收件人姓名、收件人电话和收件人地址;
所述发件人姓名和所述收件人姓名由汉字组成,所述发件人电话和所述收件人电话由数字组成,所述发件人地址和所述收件人地址由汉字和数字组成;
步骤二、建立收发件信息的明文:主机(4)按照所述收发件信息书写的顺序对所述收发件信息中的汉字采用UTF-8编码方式转换为64位二进制明文,对所述收发件信息中的数字采用二进制转换方式转换为64位二进制明文,并对所有64位二进制明文进行排序;
步骤三、明文加密生成密文:按照64位二进制明文序号,主机(4)对每一个64位二进制明文进行加密,且每一个64位二进制明文的加密方法均相同;
对任一个64位二进制明文进行加密时,过程如下:
步骤301、根据IP置换表对64位二进制明文进行IP置换,得到高32位二进制数据L0和低32位二进制数据R0;
步骤302、根据E扩展置换表对低32位二进制数据R0进行E扩展置换,得到低48位二进制数据R0';
步骤303、主机(4)随机生成64位密钥,并删除所述64位密钥中每个字节的第8位,得到56位密钥,所述64位密钥中每个字节的第8位为奇偶校验位;将56位密钥分为高28位密钥和低28位密钥,对高28位密钥和低28位密钥分别进行循环左移后,得到56位更新密钥,再对56位更新密钥进行压缩置换,得到48位置换密钥M0;
步骤304、主机(4)对低48位二进制数据R0'和48位置换密钥M0进行逐位异或运算,得到低48位二进制密文R0”;
步骤305、利用8个不同的6位输入4位输出S盒对低48位二进制密文R0”进行S盒代替操作,得到低32位二进制代替密文R0”';
步骤306、主机(4)对低32位二进制代替密文R0”'进行P置换,得到低32位二进制置换密文R0””;
步骤307、主机(4)对低32位二进制置换密文R0””和高32位二进制数据L0进行逐位异或运算,得到低32位二进制密文R1;
步骤308、交换步骤301中高32位二进制数据L0和低32位二进制数据R0的位置,重复步骤302至步骤307,得到高32位二进制密文L1;
步骤309、主机(4)将高32位二进制密文L1和低32位二进制密文R1组合,构成64位二进制初始密文;
步骤3010、将64位二进制初始密文视为新的64位二进制明文,7次重复步骤301至步骤309,得到64位二进制最终密文;
步骤四、生成二维码符号:主机(4)采用QR编码方式对64位二进制最终密文进行二维码编码,生成二维码符号;
步骤五、打印二维码粘贴纸:主机(4)通过服务器(2)将生成的二维码符号传输至手持终端(3)中的控制器(3-4)中,控制器(3-4)驱动打印机(3-7)打印二维码粘贴纸,快递员将二维码粘贴纸粘贴在发件上;
步骤六、邮件物流信息更新:邮件在各物流中转站中转时,物流中转站的工作人员通过各自的手持终端(3)中的摄像头(3-2)扫描邮件的二维码粘贴纸上的二维码信息,并将邮件所在物流中转站信息通过无线通信模块(3-6)上传至主机(4),收发件人通过互联网可查看跟踪邮件物流信息;
步骤七、二维码识别,过程如下:
步骤701、二维码图像的获取:负责派送的快速员通过手持终端(3)中的摄像头(3-2)扫描邮件的二维码粘贴纸上的二维码信息,获取二维码图像,并将二维码图像传输至主机(4);
步骤702、二维码图像的预处理,过程如下:
步骤a、根据公式主机(4)将二维码图像的长和宽均做λ等分,得到λ2个二维码块图像,其中,a为二维码图像的长,b为二维码图像的宽,h为每个二维码块图像的长,v为每个二维码块图像的宽;
步骤b、根据公式计算二维码块图像的灰度均值m(x,y),其中,(x,y)为二维码块图像的坐标,x和y的取值范围均为1~λ,i为二维码块图像中的所选像素点的横坐标编号,j为二维码块图像中的所选像素点的纵坐标编号,k为所选像素点的间隔数,h'为二维码块图像的长度方向上所选像素点数量且v'为二维码块图像的宽度方向上所选像素点数量且/>[·]为取整函数,g(·,·)为二维码块图像中的像素点灰度值;
步骤c、根据公式计算二维码块图像的标准方差s(x,y);
步骤d、根据公式T1(x,y)=m(x,y)+αs(x,y),计算二维码块图像的第一阈值T1(x,y),其中,α为修正系数;
步骤e、根据公式σ2(t)=ω0(t)ω1(t){μ1(t)-μ0(t)}2,计算二维码块图像的类间方差σ2(t),t为二维码块图像中像素点的灰度阈值且1≤t≤l,l为二维码块图像中像素点灰度值的最大值,ω0(t)为二维码块图像中像素点小于灰度阈值的像素点占二维码块图像中总像素点的百分比,ω1(t)为二维码块图像中像素点不小于灰度阈值的像素点占二维码块图像中总像素点的百分比且ω1(t)+ω0(t)=1,μ0(t)为二维码块图像中像素点小于灰度阈值的像素点的灰度均值,μ1(t)为二维码块图像中像素点不小于灰度阈值的像素点的灰度均值;根据公式确定二维码块图像的类间方差σ2(t)最大值对应的二维码块图像中像素点的灰度阈值t,定义二维码块图像的类间方差σ2(t)最大值对应的二维码块图像中像素点的灰度阈值t为二维码块图像的第二阈值T2(x,y);
步骤f、根据公式T(x,y)=δT1(x,y)+(1-δ)T2(x,y),计算二维码块图像的实际阈值T(x,y),其中,δ为加权系数且0≤δ≤1;
步骤g、根据公式逐个对二维码块图像二值化,得到二维码块图像内像素点的二值化数值b{k(i-1)+1,k(j-1)+1},识别二值化后的二维码图像;
步骤703、QR解码:主机(4)采用QR解码方式对二值化后的二维码图像进行二进制数据位流解码,得到多个64位二进制解码密文;
步骤704、64位二进制解码密文的解密:主机(4)对每一个64位二进制解码密文进行解密,且每一个解密的解密方法均相同;
对任一个64位二进制解码密文进行解密时,过程如下:
步骤I、主机(4)将64位二进制解码密文分为高32位二进制解码密文和低32位二进制解码密文,并将低32位二进制解码密文与高32位二进制解码密文进行异或运算后再进行P置换,得到低32位二进制解码置换密文;
步骤II、利用8个不同的6位输入4位输出S盒对低32位二进制解码置换密文进行S盒反代替操作,得到低48位二进制解码代替密文;
步骤III、主机(4)调取64位密钥,并删除64位密钥中每个字节的第8位,得到56位密钥;将56位密钥分为高28位密钥和低28位密钥,对高28位密钥和低28位密钥分别进行循环左移后,得到56位解密密钥,再对56位解密密钥进行压缩置换,得到48位解密置换密钥;
步骤IV、主机(4)对低48位二进制解码代替密文和48位解密置换密钥进行逐位异或运算,得到低48位二进制解密密文;
步骤V、主机(4)调取E扩展置换表对低48位二进制解密密文进行反E扩展置换,得到低32位二进制解密数据;
步骤VI、主机(4)调取IP置换表对低32位二进制解密数据进行反IP置换,得到32位二进制初始明文;
步骤VII、交换步骤I中高32位二进制解码密文和低32位二进制解码密文的位置,重复步骤I至步骤VI,得到另外32位二进制初始明文;
步骤VIII、主机(4)将32位二进制初始明文和另外32位二进制初始明文合成,构成64位二进制初始明文;
步骤IX、主机(4)将64位二进制初始明文视为新的64位二进制解码密文,7次重复步骤I至步骤VIII,得到64位二进制最终明文,再将64位二进制最终明文中对应的汉字经UTF-8解码器转换为汉字,将64位二进制最终明文中对应的数字经十进制转换方式转换为数字后传输至手持终端(3)中的控制器(3-4)中;
步骤八、自动打电话通知收件人并签字确认邮件:控制器(3-4)调取收件人姓名和收件人电话,通过短信猫(3-8)自动向收件人手机电话通知收件人取件,收件人利用签字屏(3-3)签收邮件;
步骤九、信息存储:手持终端(3)中的存储器(3-9)存储该手持终端(3)处理的每一个邮件的物流信息,并将邮件的物流信息通过无线通信模块(3-6)上传至主机(4)保存数据。
2.按照权利要求1所述的一种基于二维码识别的快递员收发件的方法,其特征在于:所述输入模块(3-1)为触摸屏或键盘输入模块。
3.按照权利要求1所述的一种基于二维码识别的快递员收发件的方法,其特征在于:所述无线通信模块(3-6)为4G通信模块。
4.按照权利要求1所述的一种基于二维码识别的快递员收发件的方法,其特征在于:所述打印机(3-7)为嵌入式微型热敏打印机。
5.按照权利要求1所述的一种基于二维码识别的快递员收发件的方法,其特征在于:所述短信猫(3-8)为西门子TC35I短信猫。
6.按照权利要求1所述的一种基于二维码识别的快递员收发件的方法,其特征在于:所述摄像头(3-2)通过图像预处理模块与控制器(3-4)的信号输入端连接,所述图像预处理模块为DSP图像预处理模块或FPGA图像预处理模块。
7.按照权利要求1所述的一种基于二维码识别的快递员收发件的方法,其特征在于:所述供电电源(3-5)为太阳能供电电源或可充电锂电池。
8.按照权利要求1所述的一种基于二维码识别的快递员收发件的方法,其特征在于:步骤303中56位更新密钥进行压缩置换的压缩置换规则为:首先删除56位更新密钥中的第9位、第18位、第22位、第25位、第35位、第38位、第43位和第54位;然后分别将第14位、第17位、第11位、第24位、第1位、第5位、第3位、第28位、第15位、第6位、第21位、第10位、第23位、第19位、第12位、第4位、第26位、第8位、第16位、第7位、第27位、第20位、第13位、第2位、第41位、第52位、第31位、第37位、第47位、第55位、第30位、第40位、第51位、第45位、第33位、第48位、第44位、第49位、第39位、第56位、第34位、第53位、第46位、第42位、第50位、第36位、第29位和第32位调整为第1位、第2位、第3位、第4位、第5位、第6位、第7位、第8位、第9位、第10位、第11位、第12位、第13位、第14位、第15位、第16位、第17位、第18位、第19位、第20位、第21位、第22位、第23位、第23位、第25位、第26位、第27位、第28位、第29位、第30位、第31位、第32位、第33位、第34位、第35位、第36位、第37位、第38位、第39位、第40位、第41位、第42位、第43位、第44位、第45位、第46位、第47位和第48位;
步骤303中对高28位密钥和低28位密钥分别进行循环左移时,高28位密钥和低28位密钥循环左移的位数为1~3位。
9.按照权利要求1所述的一种基于二维码识别的快递员收发件的方法,其特征在于:2≤k≤8,修正系数α满足:0.2≤α≤10。
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