CN110267210A - 一种智能快递盒及其位置状态获取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种智能快递盒及其位置状态获取方法，包括服务器、智能快递盒和载具设备，所述智能快递盒和服务器通过移动通信技术进行信号连接，智能快递盒和载具设备通过短距无线通信技术信号连接，载具设备和服务器通过移动通信技术进行信号连接，在运输途中有定位信号时，直接将位置信息和状态信息传送至远程服务器；智能快递盒在载具上定位失效时，利用MQTT协议的SSL认证和AES算法从服务器获取加密的组群识别码，通过短距离无线通信方式自动寻找载具设备，将解密后的组群识别码与载具设备组群识别码匹配成功即可将状态信息发送至载具设备。安全可靠的解决快递货物运输途中位置信息不明确的问题，实现对智能快递盒位置的全程位置追踪。

Description

一种智能快递盒及其位置状态获取方法
技术领域
本发明涉及物流技术领域，尤其涉及一种智能快递盒及其位置状态获取方法。
背景技术
随着物流信息时代飞速发展，快递包裹量每年屡创高峰，而且随着物流运输业的快速发展，人们对实时获取快递货物运输途中的位置和运输状态提出了更高的要求。
现实生活中，用户可以看到的快递货物位置信息，多处于从一个集散中心发往另一个集散中心，在运输途中货物位置信息处于失踪状态。另外，快递状态实时监测也有很大市场需求，一种可以实时获取位置和状态信息的智能快递盒发展潜力巨大。
如申请号201510330643.7，名称为“一种高档智能物流系统”的发明专利，所公开的一种高档智能物流系统，该系统包括核心部分一运送物品的智能“包裹”以及基于物联网的上位机和手机客户端，上位机用于快递运营商追踪快递运行路线和“包裹”实时信息。同时也可以让用户通过手机客户端实时查询“包裹”运行轨迹和状态。智能“包裹”组合，包括传感器系统、GPS系统和GPRS系统，传感器系统用于感知“包裹”内温湿度，监控“包裹”是否被剧烈撞击或者从高处坠落，探知“包裹”是否被打开。GPS系统用于精确定位“包裹”地理位置。GPRS系统用于实时给快递运营商和用户传递“包裹”状态或者异常事故。该系统定位于高报价物品运输，可以针对物流过程中的物品进行实时监控，提高了物流过程的安全性。
如申请号为201721922511.4，名称为“新型快递运输箱体”的实用新型专利，所公开的一种新型快递运输箱体，该结构包括：箱体和设置于所述箱体上的RFID标签识别装置、存储装置、定位装置及控制装置；其中，所述RFID标签识别装置电连接所述存储装置和所述控制装置，用于识别所述箱体内存放货品的RFID标签信息，并将所述RFID标签信息传输至所述存储装置进行存储；所述存储装置电连接所述控制装置，用于存储所述RFID标签信息；所述定位装置电连接所述控制装置，用于获取实时的位置信息；所述控制装置用于上传所述RFID标签信息。本发明提供的新型快递运输箱体可以实时定位每个货品的位置，不需要在每个货品的包装物上设置定位装置，极大的提高了快递的便捷智能性，降低了成本，容易推广应用。
现有的智能快递盒/智能快递箱的技术方案，虽然可以解决状态和位置的问题，但只是实现在有定位信息的情况下的数据采集，没有考虑到现实生活中，快递盒大部分时间都处于载具上。而载具内部由于定位信号弱，快递盒的实时定位便会失效。而且，大量快递盒在载具上，每个快递盒单独定位并远程传输状态信息，浪费通信资源。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的提供一种智能快递盒及其位置状态获取方法，通过用快递盒所在载具位置代替所述快递盒位置，将所述智能快递盒的状态通过短距无线通信来交给所述载具设备，让载具设备进行标记处理后，再转发给服务器，更加有效节能的实时追踪快递盒位置和实时监测快递盒状态。
而且，智能快递盒和载具设备自身带有CPU，有一定的数据处理能力，并且双方也需要进行数据的交互，所以双方可以作为雾计算的节点。智能快递盒状态的简单判定，可以直接在节点终端完成，而不需要将全部数据发送至服务器。由于智能快递盒大量使用的属性，通过雾计算可以大大减轻服务器的负荷能力。
本发明提供一种智能快递盒，包括服务器、智能快递盒和载具设备，所述智能快递盒和服务器通过移动通信技术进行信号连接，智能快递盒和载具设备通过短距无线通信技术信号连接，载具设备和服务器通过移动通信技术进行信号连接，所述智能快递盒上设置有处理器一、定位模块一、传感器组、移动通信模块一、短距无线通讯模块一和电源模块一，所述处理器一分别连接定位模块一，传感器组，移动通信模块一，短距无线通讯模块一和电源模块一，移动通信模块一通过USB口与处理器一相连，定位模块一和短距无线通讯模块一通过串口与处理器一相连，传感器组包括温湿度传感器和加速度传感器，温湿度传感器通过GPIO口与处理器一相连，加速度传感器通过IIC接口与处理器一相连。
进一步改进在于：所述载具设备上设置有处理器二、移动通信模块二、定位模块二、短距无线通讯模块二和电源模块二，处理器二分别连接移动通信模块二、定位模块二、短距无线通讯模块二和电源模块二，移动通信模块二通过USB口与处理器二相连，定位模块二和短距无线通讯模块二通过串口与处理器二相连。
进一步改进在于：所述处理器一负责控制系统的运行，将硬件端的数据采集并转发处理；所述移动通信模块一为其他模块提供底层接口，将快递盒目前的状态和位置信息传送到服务器，接收服务器传来的组群识别码和控制信息，是智能快递盒和服务器通信的通道。
进一步改进在于：所述短距无线通讯模块一在无定位信息时，将快递盒的状态信息和ID通过此模块传至车载设备；所述定位模块一实时获取快递盒的位置信息，并通过所述移动通信模块一传送至服务器。
进一步改进在于：所述传感器组使用温湿度和加速度传感器，感知快递盒状态变化情况，获取到的数据通过移动通信模块一或短距无线通讯模块一送至载具设备或者服务器；所述电源模块一用于为系统供电，采用电池供电，并含电池充电电路。
进一步改进在于：所述定位模块二实时获取载具的位置信息；所述短距无线通讯模块二通过近场无线通信方式和载具设备上的智能快递盒建立连接，获取载具上智能快递盒发送来的状态信息。
进一步改进在于：所述移动通信模块二将获取到的快递盒ID、状态信息与自身的位置信息传送至服务器；所述电源模块二用于为系统供电，采用电池或者外接直流电源供电，并含电池充电电路。
本发明还提供一种智能快递盒位置状态获取方法，所述方法步骤如下：
步骤一：开启自主感知功能，快递盒进入载具设备中，进行GPS信号检测，若是则将位置、状态传送至远程服务器，若否则进入下一步；
步骤二：请求服务器获取组群识别码，进入下一步；
步骤三：短距无线通信自动搜寻车载设备，进入下一步；
步骤四：与车载设备建立近场通信连接，进入下一步；
步骤五：与载具设备族群识别码匹配是否成功，进入下一步；
步骤六：将快递盒id信息、状态信息传送给载具设备，进入下一步；
步骤七：载具设备将受到的数据进行计算，匹配自身位置信息后发送至服务器，完成位置状态获取。
进一步改进在于：在运输途中有定位信号时，直接将位置信息和状态信息传送至远程服务器；智能快递盒在载具上定位失效时，利用MQTT协议的SSL认证和AES算法从服务器获取加密的组群识别码，通过短距离无线通信方式自动寻找载具设备，将解密后的组群识别码与载具设备组群识别码匹配成功即可将状态信息发送至载具设备。
进一步改进在于：所述载具设备利用MQTT协议的SSL认证和AES算法从服务器获取加密的组群识别码，接收载具上每个组群识别码相同的智能快递盒传来的状态信息和ID信息，存储在载具设备中，并将每个快递盒状态信息和载具位置完成绑定后发送至远程服务器。
进一步改进在于：所述远程服务器接收智能快递盒和载具设备传来的数据，并负责为各雾计算节点颁发用于身份认证的组群识别码。
侧重于以短距无线通信技术为基础，以雾计算节点互信任为核心，来完成智能快递盒和载具设备的互信任与通信连接建立，从而在特定情况下用载具位置代替智能快递盒位置，以此安全可靠的实现智能快递盒全程位置追踪和实时状态查询。
而且，在载具设备和智能快递盒进行短距通信时，为避免不法分子利用伪装的智能快递盒硬件节点对系统进行控制和破坏，特别需要一种方法可以完成智能快递盒和载具设备的互信任。
智能快递盒本身采用双层结构，货物放入盒体空腔内，传感器组放入上层隔板，电源模块一放入下层隔板，移动通信模块一和短距无线通讯模块一放入盒体内。
电源模块二，定位模块二，移动通信模块二全部封装放入载具设备的盒中即可。
所述处理器一采用ARM9系列微处理器，负责控制智能快递盒的运行及与外部的通信服务。
所述移动通信模块一采用EM77OW模块，为3GWCDMA模块，为智能快递盒提供互联网接入通道。
所述短距无线通信模块一采用串口蓝牙通信，通过此模块建立智能快递盒和载具设备通信的连接通道。
所述定位模块一采用北斗定位和GPS定位等方式，实时监测智能快递盒的位置。
所述传感器组中，温湿度传感器采用DHT11温湿度传感器通过GPIO口与处理器一相连，可以采集智能快递盒内的温湿度信息；加速度传感器采用MPU6050传感器通过IIC接口与处理器一相连，可以通过判断加速度变化情况判断智能快递盒是否发生碰撞等。
所述处理器二采用ARM9系列微处理器，负责控制载具设备的运行，并对收到智能快递盒的数据进行数据处理和判定。
所述移动通信模块二采用EM77OW模块，为3GWCDMA模块，为载具设备和服务器通信建立通道。
所述定位模块二采用北斗定位和GPS定位等方式，实时获取载具设备的位置。
所述短距无线通信模块二采用串口蓝牙通信，通过此模块建立载具设备和智能快递盒通信的连接通道。
所述服务器，建立在云端，负责接收载具设备和智能快递盒传来的数据，并给智能快递盒和载具设备发送用于身份验证的组群识别码。服务器主要包含两个功能，一是接收村粗智能快递盒和载具设备传来的数据信息，二是下发特定的组群识别码。
本发明的有益效果：采用智能快递盒及其位置状态获取方法，由服务器、载具设备和智能快递盒组成，系统架构简单，安全可靠，节约计算资源。通过利用智能快递盒端和载具设备端的CPU进行数据处理，大大减轻了服务器负载，通过将智能快递盒的位置信息绑定在智能快递盒所处的载具上，用载具的位置信息替代智能快递盒的位置信息，服务器端通过获取载具设备的位置信息来获取快递盒位置信息。通过使用安全可靠的雾计算节点认证方法，避免可能出现的恶意攻击。该套设备可以安全可靠的解决快递货物运输途中位置信息不明确的问题，实现对智能快递盒位置的全程位置追踪。
附图说明
图1是本发明的系统结构图。
图2是本发明的智能快递盒端结构图。
图3是本发明的载具设备结构图。
图4是本发明的智能快递盒结构安装图。
图5是本发明的载具设备结构安装图。
图6是本发明的使用流程图。
其中：1-服务器，2-智能快递盒，3-载具设备，21-处理器一，22-定位模块一，23-传感器组，24-移动通信模块一，25-短距无线通讯模块一，26-电源模块一，31-处理器二，32-移动通信模块二，33-定位模块二，34-短距无线通讯模块二，35-电源模块二。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1-6所述，本实施例提供一种智能快递盒，包括服务器1、智能快递盒2和载具设备3，所述智能快递盒2和服务器1通过移动通信技术进行信号连接，智能快递盒2和载具设备3通过短距无线通信技术信号连接，载具设备3和服务器1通过移动通信技术进行信号连接，所述智能快递盒2上设置有处理器一21、定位模块一22、传感器组23、移动通信模块一24、短距无线通讯模块一25和电源模块一26，所述处理器一21分别连接定位模块一22，传感器组23，移动通信模块一24，短距无线通讯模块一25和电源模块一26，移动通信模块一24通过USB口与处理器一21相连，定位模块一22和短距无线通讯模块一25通过串口与处理器一21相连，传感器组23包括温湿度传感器和加速度传感器，温湿度传感器通过GPIO口与处理器一21相连，加速度传感器通过IIC接口与处理器一21相连。所述载具设备3上设置有处理器二31、移动通信模块二32、定位模块二33、短距无线通讯模块二34和电源模块二35，处理器二31分别连接移动通信模块二32、定位模块二33、短距无线通讯模块二34和电源模块二35，移动通信模块二32通过USB口与处理器二31相连，定位模块二33和短距无线通讯模块二34通过串口与处理器二31相连。所述处理器一21负责控制系统的运行，将硬件端的数据采集并转发处理；所述移动通信模块一24为其他模块提供底层接口，将快递盒目前的状态和位置信息传送到服务器1，接收服务器1传来的组群识别码和控制信息，是智能快递盒2和服务器1通信的通道。所述短距无线通讯模块一25在无定位信息时，将快递盒的状态信息和ID通过此模块传至车载设备；所述定位模块一22实时获取快递盒的位置信息，并通过所述移动通信模块一传送至服务器1。所述传感器组23使用温湿度和加速度传感器，感知快递盒状态变化情况，获取到的数据通过移动通信模块一24或短距无线通讯模块一25送至载具设备3或者服务器1；所述电源模块一26用于为系统供电，采用电池供电，并含电池充电电路。所述定位模块二33实时获取载具的位置信息；所述短距无线通讯模块二34通过近场无线通信方式和载具设备3上的智能快递盒2建立连接，获取载具上智能快递盒2发送来的状态信息。所述移动通信模块二32将获取到的快递盒ID、状态信息与自身的位置信息传送至服务器1；所述电源模块二35用于为系统供电，采用电池或者外接直流电源供电，并含电池充电电路。
本实施例还提供一种智能快递盒位置状态获取方法，所述方法步骤如下：
步骤一：开启自主感知功能，快递盒进入载具设备中，进行GPS信号检测，若是则将位置、状态传送至远程服务器，若否则进入下一步；
步骤二：请求服务器获取组群识别码，进入下一步；
步骤三：短距无线通信自动搜寻车载设备，进入下一步；
步骤四：与车载设备建立近场通信连接，进入下一步；
步骤五：与载具设备族群识别码匹配是否成功，进入下一步；
步骤六：将快递盒id信息、状态信息传送给载具设备，进入下一步；
步骤七：载具设备将受到的数据进行计算，匹配自身位置信息后发送至服务器，完成位置状态获取。
在运输途中有定位信号时，直接将位置信息和状态信息传送至远程服务器；智能快递盒在载具上定位失效时，利用MQTT协议的SSL认证和AES算法从服务器获取加密的组群识别码，通过短距离无线通信方式自动寻找载具设备，将解密后的组群识别码与载具设备组群识别码匹配成功即可将状态信息发送至载具设备。所述载具设备利用MQTT协议的SSL认证和AES算法从服务器获取加密的组群识别码，接收载具上每个组群识别码相同的智能快递盒传来的状态信息和ID信息，存储在载具设备中，并将每个快递盒状态信息和载具位置完成绑定后发送至远程服务器。
进一步改进在于：所述远程服务器接收智能快递盒和载具设备传来的数据，并负责为各雾计算节点颁发用于身份认证的组群识别码。

Claims (11)

1.一种智能快递盒，包括服务器（1）、智能快递盒（2）和载具设备（3），所述智能快递盒（2）和服务器（1）通过移动通信技术进行信号连接，智能快递盒（2）和载具设备（3）通过短距无线通信技术信号连接，载具设备（3）和服务器（1）通过移动通信技术进行信号连接，其特征在于：所述智能快递盒（2）上设置有处理器一（21）、定位模块一（22）、传感器组（23）、移动通信模块一（24）、短距无线通讯模块一（25）和电源模块一（26），所述处理器一（21）分别连接定位模块一（22），传感器组（23），移动通信模块一（24），短距无线通讯模块一（25）和电源模块一（26），移动通信模块一（24）通过USB口与处理器一（21）相连，定位模块一（22）和短距无线通讯模块一（25）通过串口与处理器一（21）相连，传感器组（23）包括温湿度传感器和加速度传感器，温湿度传感器通过GPIO口与处理器一（21）相连，加速度传感器通过IIC接口与处理器一（21）相连。
2.如权利要求1所述的一种智能快递盒，其特征在于：所述载具设备（3）上设置有处理器二（31）、移动通信模块二（32）、定位模块二（33）、短距无线通讯模块二（34）和电源模块二（35），处理器二（31）分别连接移动通信模块二（32）、定位模块二（33）、短距无线通讯模块二（34）和电源模块二（35），移动通信模块二（32）通过USB口与处理器二（31）相连，定位模块二（33）和短距无线通讯模块二（34）通过串口与处理器二（31）相连。
3.如权利要求1所述的一种智能快递盒，其特征在于：所述处理器一（21）负责控制系统的运行，将硬件端的数据采集并转发处理；所述移动通信模块一（24）为其他模块提供底层接口，将快递盒目前的状态和位置信息传送到服务器（1），接收服务器（1）传来的组群识别码和控制信息，是智能快递盒（2）和服务器（1）通信的通道。
4.如权利要求1所述的一种智能快递盒，其特征在于：所述短距无线通讯模块一（25）在无定位信息时，将快递盒的状态信息和ID通过此模块传至车载设备；所述定位模块一（22）实时获取快递盒的位置信息，并通过所述移动通信模块一传送至服务器（1）。
5.如权利要求1所述的一种智能快递盒，其特征在于：所述传感器组（23）使用温湿度和加速度传感器，感知快递盒状态变化情况，获取到的数据通过移动通信模块一（24）或短距无线通讯模块一（25）送至载具设备（3）或者服务器（1）；所述电源模块一（26）用于为系统供电。
6.如权利要求2所述的一种智能快递盒，其特征在于：所述定位模块二（33）实时获取载具的位置信息；所述短距无线通讯模块二（34）通过近场无线通信方式和载具设备（3）上的智能快递盒（2）建立连接，获取载具上智能快递盒（2）发送来的状态信息。
7.如权利要求2所述的一种智能快递盒，其特征在于：所述移动通信模块二（32）将获取到的快递盒ID、状态信息与自身的位置信息传送至服务器（1）；所述电源模块二（35）用于为系统供电。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的智能快递盒位置状态获取方法，其特征在于：所述方法步骤如下：
步骤一：开启自主感知功能，快递盒进入载具设备中，进行GPS信号检测，若是则将位置、状态传送至远程服务器，若否则进入下一步；
步骤二：请求服务器获取组群识别码，进入下一步；
步骤三：短距无线通信自动搜寻车载设备，进入下一步；
步骤四：与车载设备建立近场通信连接，进入下一步；
步骤五：与载具设备族群识别码匹配是否成功，进入下一步；
步骤六：将快递盒id信息、状态信息传送给载具设备，进入下一步；
步骤七：载具设备将受到的数据进行计算，匹配自身位置信息后发送至服务器，完成位置状态获取。
9.如权利要求8所述的一种智能快递盒位置状态获取方法，其特征在于：在运输途中有定位信号时，直接将位置信息和状态信息传送至远程服务器；智能快递盒在载具上定位失效时，利用MQTT协议的SSL认证和AES算法从服务器获取加密的组群识别码，通过短距离无线通信方式自动寻找载具设备，将解密后的组群识别码与载具设备组群识别码匹配成功即可将状态信息发送至载具设备。
10.如权利要求8所述的一种智能快递盒位置状态获取方法，其特征在于：所述载具设备利用MQTT协议的SSL认证和AES算法从服务器获取加密的组群识别码，接收载具上每个组群识别码相同的智能快递盒传来的状态信息和ID信息，存储在载具设备中，并将每个快递盒状态信息和载具位置完成绑定后发送至远程服务器。
11.如权利要求9所述的一种智能快递盒位置状态获取方法，其特征在于：所述远程服务器接收智能快递盒和载具设备传来的数据，并负责为各雾计算节点颁发用于身份认证的组群识别码。
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