CN110708687A - 基于NB-IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信系统及其通信控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于NB‑IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信系统，解决了现有技术的不足，技术方案为：适用于自动控制的快递邮筒终端，包括微控制器、GPS模组、用于检测振动的三轴加速度传感器、NB‑IoT模组、红外检测电路、门锁控制电路、语音驱动电路、作为近距离通信使用的蓝牙通信模块和按键复位电路，所述GPS模组、三轴加速度传感器、NB‑IoT模组、红外检测电路、门锁控制电路、语音驱动电路、蓝牙通信模块和按键复位电路均与所述的微控制器连接，微控制器通过NB‑IoT模组与NB‑IoT基站连接，NB‑IoT基站与IOT核心网连接，数据通过IOT核心网传输到商用IOT平台，商用IOT平台再把数据推送到快递运营公司的服务器，用户手机APP通过互联网连接服务器。
Description
技术领域
本发明涉及快递邮筒双模通信系统及其通信控制方法，尤其涉及一种基于NB-IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信系统及其通信控制方法。
背景技术
随着信息技术的快速发展，快递物流产业也出现了快速增长的趋势。快递行业的寄件和收件一直存在很多问题，快递员和用户在时间上有冲突，尤其是上班的人群和上学的人群，用户不方便寄包裹，快递员不方便取包裹。随着各种智能快递柜出现，也解决了一些问题，但是在用户和快递员使用体验上，还是存在一些不足。
针对目前已经存在的一些智能快递柜在功能不足和用户体验不佳，无法通过手机APP用户端通信来操作快递邮筒方便快捷地寄包裹和取包裹，无法获取就近获取快递柜或快递邮筒位置，快递员无法知道快递邮筒是否有包裹，或者功能不全面,系统不稳定等。现在急需一种基于NB-IOT与蓝牙双模通信的快递邮筒系统，其包含有NB-IOT模组和蓝牙模组，两种通信方式都具有快速稳定的通信链路，通过两种通信方式均可以与手机APP用户端连接，用户和快递员可以使用手机APP用户端方便快捷的操作，弥补和完善了一些智能快递柜的功能。
发明内容
为解决上述技术存在无法通过手机APP用户端通信来操作快递邮筒方便快捷地寄包裹和取包裹，无法获取就近获取快递柜或快递邮筒位置，快递员无法知道快递邮筒是否有包裹的问题，本发明设计了一种包含有NB-IOT模组和蓝牙模组，两种通信方式都具有快速稳定的通信链路，通过两种通信方式均可以与手机APP用户端连接的基于NB-IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信系统及其通信控制方法。
本发明采用如下技术方案：一种基于NB-IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信系统，适用于自动控制的快递邮筒终端，包括微控制器、GPS模组、用于检测振动的三轴加速度传感器、NB-IoT模组、红外检测电路、门锁控制电路、语音驱动电路、当NB-IoT网络断开的情况下作为近距离通信使用的蓝牙通信模块和按键复位电路，所述GPS模组、三轴加速度传感器、NB-IoT模组、红外检测电路、门锁控制电路、语音驱动电路、蓝牙通信模块和按键复位电路均与所述的微控制器连接，微控制器通过NB-IoT模组与NB-IoT基站连接，NB-IoT基站与IOT核心网连接，数据通过IOT核心网传输到商用IOT平台，商用IOT平台再把数据推送到快递运营公司的服务器，用户手机APP通过互联网连接服务器,实现服务器和手机APP端与快递邮筒终端双向数据通信。
本发明基于NB-IoT与蓝牙双模通信的快递邮筒系统, 包含有NB-IoT模组，NB-IoT模组模组通过NB-IoT网络与NB-IoT基站，NB-IoT基站与IOT核心网连接，数据通过IOT核心网传输到电信商用IOT平台，电信商用IOT平台再把数据推送到快递运营公司企业服务器，用户手机APP通过互联网连接企业服务器,实现企业服务器和手机APP端与快递邮筒终端双向数据通信。基于NB-IoT与蓝牙双模通信的快递邮筒,包含有NB-IoT模组和蓝牙模组，两种通信方式都具有快速稳定的通信链路，可以通过两种通信方式与手机用户端连接，当NB-IoT网络断开的情况下，用户手机APP 用户端可以通过蓝牙通信近距离与快递邮筒直接连接进行双向数据交互。高效便捷的实现用户寄包裹，和快递员取包裹。系统硬件主要包括STM32L471微控制器，电源管理模块，太阳能充电模块，NB-IoT模组，蓝牙模组，GPS模组，语音驱动电路，打印机驱动电路，门锁控制电路，红外对管检测电路，电池电压检测电路，看门狗电路，UART-RS232转换模块，三轴加速度传感器，照明灯控制电路等外设。太阳能充电部分采用专用太阳能充放电管理芯片CN3795设计，CN3795是一款可使用太阳能板供电的PWM降压模式多节电池充电管理集成电路，独立对多节电池充电进行管理，具有封装外形小，外围元器件少和使用简单等优点。CN3795具有涓流，恒流和恒压充电模式，非常适合锂电池，磷酸铁锂电池和钛酸锂电池充电管理。当用太阳能板供电时，内部电路能够自动跟踪太阳能板的最大功率点，用户不需要考虑最坏情况，可最大限度的利用太阳板板的输出功率，非常适合利用太阳能板供电的应用。在本项目中，在有太阳光照的情况下，持续给+12V电池充电，保障系统可以长时间运行。NB-IoT模组采用利尔达NB-86G模组，该模组是基于华为海思Boudica芯片组开发的，该模块为全球领先的窄带物联网无线通信模块，符合3GPP标准中的频段要求。其具有体积小、功耗低、传输距离远、抗干扰能力强等特点。模组一方面就有广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力；另一方面具备支撑海量连接的能力，NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。使用该模块，可以方便用户快速、灵活的进行产品设计。语音驱动电路支持多断语音录制，并且拥有接近1W输出功率的D类数字音频驱动芯片ISD2360。ISD2360是一款3通道数字ChipCorder，可提供单芯片存储和高质量音频播放。该器件具有数字解压缩，全面的存储器管理，闪存，集成音频信号路径，最多3通道并发播放和D类扬声器驱动器，能够提供0.95W的功率，适用于单芯片音频播放解决方案。GPS模组支持北斗、GPS、GLONASS、GALILEO 导航系统，GPS模组整合灵敏度高，功耗低，GPS芯片组解决方案，在紧凑的设计里。可将同时追踪多达20颗卫星，并迅速确定，1 Hz导航更新。在本系统中使用MOS管做GPS模组电源开关控制，不用时将GPS模组关闭，已达到节省功耗的目的。蓝牙模组采用基于Bluetooth SIG发布的BluetoothLow Energy标准设计的BLE透传模块，蓝牙模组是基于低功耗蓝牙SOC芯片研发的一款高性能蓝牙模组，模组采用邮票型和测插式接口，精致小巧，全端口引出，方便使用，帮助用户绕过繁琐的射频硬件设计开发与生产，用户可以在此基础上轻松实现蓝牙应用的开发，缩短研发周期。在本系统中使用MOS管做蓝牙模组电源开关控制，不用时将蓝牙模组关闭，已达到节省功耗的目的。本发明两种通信方式都具有快速稳定的通信链路，通过两种通信方式均可以与手机APP用户端连接，实现稳定的网络连接，可以获取就近获取快递柜或快递邮筒位置，快递员可以知道快递邮筒是否有包裹。
作为优选，所述微控制器为STM32L471微控制器，所述NB-IoT模组为NB86-G通信模组，所述蓝牙模组为L74BLE通信模组，所述GPS模组为UC6226定位模组。
作为优选，还包括照明灯控制电路和状态指示电路，所述照明灯控制电路和状态指示电路分别与微控制器电连接。
作为优选，还包括打印机驱动电路和RS232转换模块，所述微处理器通过RS232转换模块与打印机驱动电路电连接。
作为优选，所述微控制器由电源电路供电，所述电源电路包括电路检测电路、蓄电池、太阳能充电控制电路、太阳能电池板、电源管理电路和看门狗电路，所述太阳能电池板的输出端与所述太阳能充电控制电路的输入端连接，太阳能充电控制电路的输出端与蓄电池连接，所述蓄电池通过电量检测电路与微控制器电连接，所述蓄电池还通过电源管理电路与微控制器电连接，所述看门狗电路的输入端与电源管理电路连接，所述看门狗电路的输出端与微控制器连接。
一种基于NB-IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信控制方法，适用使用基于NB-IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信控制系统与手机APP端通信，包括以下步骤，
S1.用户通过手机APP通过NB-IoT网络或作为备份的蓝牙通信方式与快递邮筒终端联通，下发打印快递单标签和打开投件门锁指令,当快递邮筒终端收到用户的指令后，提醒用户取走快递单标签，若用户在60秒超时时间内，未取走快递单标签，则不打开投件门锁，然后并上报终端事件数据包到服务器，若用户在60秒时间内已取走快递单标签，则开启门锁控制电路，并打开投件门锁；
S2.提醒用户正在打开投件门，待用户投递完包裹，并关闭投件门，然后上报信息到快递运营公司服务器，发送信息通知快递员前往取件；S3.快递员到达快递邮筒所在位置后，快递员用手机APP通过NB-IoT网络或蓝牙通信与快递邮筒终端联通，下发指令打开取件门锁，取走包裹；
S4.快递邮筒终端检测到包裹被取走后上报信息到快递运营公司服务器；
S5.当这上述操作或指令执行完之后，快递邮筒会关闭处于空闲状态的各种外设，减少电池功耗，进去低功耗运行状态。
作为优选，快递邮筒终端每次上电重启，默认发送登录信息数据包到快递公司服务器，登录信息数据主要包含终端版本信息，协议版本信息，终端ID，SIM卡号，等信息，等待服务器确认，服务器返回响应信息确认。
作为优选，快递邮筒会定时检测或有操作和指令产生是检测设备的设备状态信息，定时开启ADC检测电路检测电池电压，快递邮筒终端，报警监测频率1分钟，如果有异常报警和发生终端事件则上报报警信息数据包到服务器，异常报警如果未消除，每半小时上报一次。
作为优选，在步骤S3中，服务器下发指令控制快递邮筒的寻筒铃声响起，当快递邮筒收到指令后，上电开启语音驱动模块，通过SPI通信接口驱动语音驱动模块，然后喇叭播放提示快递邮筒的位置的铃声。
作为优选，所述快递邮筒终端上电后启动GPS定位功能，定位成功后发送GPS包，如果GPS未定位，经纬度填写0，如果获取了基站信息则填写到GPS包，3分钟后，上报GPS数据包，关闭GPS，重新上电或24小时后或震动传感器响应后自动重启GPS定位，连续震动或移动时，GPS是在未震动移动后5分钟后停止，所述GPS信息数据包中至少包含有日期、时间、纬度、经度、速度、航向、NB-IoT基站信息、定位状态、设备状态、电池电压和信号强度中的一种信息。
本发明的有益效果是：本发明基于NB-IoT与蓝牙双模通信的快递邮筒系统，开辟了一种新的寄件和收件模式，运用NB-IoT模组和蓝牙模组，两种通信方式都具有快速稳定的通信链路，均可以与手机APP用户端连接，用户和快递员可以使用手机APP用户端方便快捷的操作，用户可以快速地寻找到快递邮筒的位置，然后寄包裹，快递员可以快速的知道有包裹放到了快递邮筒，然后及时前往取走包裹，节约了很多时间，提供了快递行业效率。另外还有本系统的其他功能等，弥补和完善了一些智能快递柜的功能。
附图说明
图1是本发明的一种整体电路结构示意图；
图2是本发明中微控制器部分的电路原理图；
图3是本发明中语音驱动部分的电路原理图；
图4是本发明中NB-IoT模组部分的电路原理图；
图5是本发明中蓝牙模组部分的电路原理图；
图6是本发明中GPS模组部分的电路原理图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
实施例1：
一种基于NB-IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信系统（参见附图1-6），适用于自动控制的快递邮筒终端，包括微控制器、GPS模组、用于检测振动的三轴加速度传感器、NB-IoT模组、红外检测电路、门锁控制电路、语音驱动电路、当NB-IoT网络断开的情况下作为近距离通信使用的蓝牙通信模块和按键复位电路，所述GPS模组、三轴加速度传感器、NB-IoT模组、红外检测电路、门锁控制电路、语音驱动电路、蓝牙通信模块和按键复位电路均与所述的微控制器连接，微控制器通过NB-IoT模组与NB-IoT基站连接，NB-IoT基站与IOT核心网连接，数据通过IOT核心网传输到商用IOT平台，商用IOT平台再把数据推送到快递运营公司的服务器，用户手机APP通过互联网连接服务器,实现服务器和手机APP端与快递邮筒终端双向数据通信。还包括照明灯控制电路和状态指示电路，所述照明灯控制电路和状态指示电路分别与微控制器电连接。还包括打印机驱动电路和RS232转换模块，所述微处理器通过RS232转换模块与打印机驱动电路电连接。所述微控制器由电源电路供电，所述电源电路包括电路检测电路、蓄电池、太阳能充电控制电路、太阳能电池板、电源管理电路和看门狗电路，所述太阳能电池板的输出端与所述太阳能充电控制电路的输入端连接，太阳能充电控制电路的输出端与蓄电池连接，所述蓄电池通过电量检测电路与微控制器电连接，所述蓄电池还通过电源管理电路与微控制器电连接，所述看门狗电路的输入端与电源管理电路连接，所述看门狗电路的输出端与微控制器连接。所述微控制器为STM32L471微控制器，所述所述NB-IoT模组为NB86-G通信模组，所述GPS模组为UC6226芯片模组，所述通信模块为L74BLE通信模块。本实施例中公布其中部分的电路图，为公布部分也均属现有技术或常用技术，本实施例不做电路的具体展开，也不限定任何电路的方式，本实施例只对微控制器、GPS模组、用于检测振动的三轴加速度传感器、NB-IoT模组、红外检测电路、门锁控制电路、语音驱动电路、当NB-IoT网络断开的情况下作为近距离通信使用的蓝牙通信模块和按键复位电路在快递邮筒双模通信中的应用做出限定和表述。特别是对基于NB-IoT与蓝牙通信，尤其是所述NB-IoT模组为NB86-G通信模组，所述GPS模组为UC6226芯片模组，所述通信模块为L74BLE通信模块的通信系统做出限定。
本发明基于NB-IoT与蓝牙双模通信的快递邮筒系统, 包含有NB-IoT模组，NB-IoT模组模组通过NB-IoT网络与NB-IoT基站，NB-IoT基站与IOT核心网连接，数据通过IOT核心网传输到电信商用IOT平台，电信商用IOT平台再把数据推送到快递运营公司企业服务器，用户手机APP通过互联网连接企业服务器,实现企业服务器和手机APP端与快递邮筒终端双向数据通信。基于NB-IoT与蓝牙双模通信的快递邮筒,包含有NB-IoT模组和蓝牙模组，两种通信方式都具有快速稳定的通信链路，可以通过两种通信方式与手机用户端连接，当NB-IoT网络断开的情况下，用户手机APP 用户端可以通过蓝牙通信近距离与快递邮筒直接连接进行双向数据交互。高效便捷的实现用户寄包裹，和快递员取包裹。系统硬件主要包括STM32L471微控制器，电源管理模块，太阳能充电模块，NB-IoT模组，蓝牙模组，GPS模组，语音驱动电路，打印机驱动电路，门锁控制电路，红外对管检测电路，电池电压检测电路，看门狗电路，UART-RS232转换模块，三轴加速度传感器，照明灯控制电路等外设。太阳能充电部分采用专用太阳能充放电管理芯片CN3795设计，CN3795是一款可使用太阳能板供电的PWM降压模式多节电池充电管理集成电路，独立对多节电池充电进行管理，具有封装外形小，外围元器件少和使用简单等优点。CN3795具有涓流，恒流和恒压充电模式，非常适合锂电池，磷酸铁锂电池和钛酸锂电池充电管理。当用太阳能板供电时，内部电路能够自动跟踪太阳能板的最大功率点，用户不需要考虑最坏情况，可最大限度的利用太阳板板的输出功率，非常适合利用太阳能板供电的应用。在本项目中，在有太阳光照的情况下，持续给+12V电池充电，保障系统可以长时间运行。NB-IoT模组采用利尔达NB-86G模组，该模组是基于华为海思Boudica芯片组开发的，该模块为全球领先的窄带物联网无线通信模块，符合3GPP标准中的频段要求。其具有体积小、功耗低、传输距离远、抗干扰能力强等特点。模组一方面就有广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力；另一方面具备支撑海量连接的能力，NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。使用该模块，可以方便用户快速、灵活的进行产品设计。语音驱动电路支持多断语音录制，并且拥有接近1W输出功率的D类数字音频驱动芯片ISD2360。ISD2360是一款3通道数字ChipCorder，可提供单芯片存储和高质量音频播放。该器件具有数字解压缩，全面的存储器管理，闪存，集成音频信号路径，最多3通道并发播放和D类扬声器驱动器，能够提供0.95W的功率，适用于单芯片音频播放解决方案。GPS模组支持北斗、GPS、GLONASS、GALILEO 导航系统，GPS模组整合灵敏度高，功耗低，GPS芯片组解决方案，在紧凑的设计里。可将同时追踪多达20颗卫星，并迅速确定，1 Hz导航更新。在本系统中使用MOS管做GPS模组电源开关控制，不用时将GPS模组关闭，已达到节省功耗的目的。蓝牙模组采用基于Bluetooth SIG发布的BluetoothLow Energy标准设计的BLE透传模块，蓝牙模组是基于低功耗蓝牙SOC芯片研发的一款高性能蓝牙模组，模组采用邮票型和测插式接口，精致小巧，全端口引出，方便使用，帮助用户绕过繁琐的射频硬件设计开发与生产，用户可以在此基础上轻松实现蓝牙应用的开发，缩短研发周期。在本系统中使用MOS管做蓝牙模组电源开关控制，不用时将蓝牙模组关闭，已达到节省功耗的目的。本发明两种通信方式都具有快速稳定的通信链路，通过两种通信方式均可以与手机APP用户端连接，实现稳定的网络连接，可以获取就近获取快递柜或快递邮筒位置，快递员可以知道快递邮筒是否有包裹。
一种基于NB-IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信控制方法，适用使用基于NB-IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信控制系统与手机APP端通信，包括以下步骤，
用户通过手机APP通过NB-IoT网络或蓝牙通信与快递邮筒终端联通，下发打印快递单标签和打开投件门锁指令,当快递邮筒终端收到用户的指令后，快递邮筒终端上电启动打印机设备，通过串口通信接口驱动打印机工作，打印快递单标签，并同时上电开启语音驱动模块，通过SPI通信接口驱动语音驱动模块，伴随喇叭播放提示语音，提醒用户取走快递单标签，若用户在60秒超时时间内，未取走快递单标签，则不打开投件门锁，然后会立即检测到这一终端事件，并上报终端事件数据包到企业服务器。若用户在60秒时间内已取走快递单标签，则开启门锁控制电路，并打开投件门锁，同时开启照明灯控制电路，打开投件口照明灯，然后伴随喇叭播放提示语音，提醒用户正在打开投件门，请投递包裹后关闭投件门，待用户投递完包裹，并关闭投件门，快递邮筒检测投件门锁状态，然后开启红外对管检测电路，当检测到有包裹投放，然后上报信息到快递运营公司企业服务器，当服务器收到有投放包裹信息后，然后发送信息通知快递员前往取件。让快递员到达快递邮筒所在位置后，快递员用手机APP通过NB-IoT网络或蓝牙通信与快递邮筒终端联通，下发指令打开取件门锁，取走包裹。快递邮筒终端检测取件门锁的状态，红外对管检测到包裹被取走，然后上报信息到快递运营公司企业服务器。当这一系列操作或指令执行完之后，快递邮筒会关闭处于空闲状态的各种外设，减少电池功耗，进去低功耗运行状态。
快递邮筒终端每次上电重启，默认发送登录信息数据包到快递公司企业服务器，登录信息数据主要包含终端版本信息，协议版本信息，终端ID，SIM卡号，等信息，等待服务器确认，服务器返回响应信息确认。
本实施例中，快递邮筒终端部署到现场后，需要远程升级固件，固件的升级采用了如下方法：通过差分工具，对新旧两个固件版本的差异进行比较并生成差分包，独特的算法使得生成的差分包尺寸更小，再通过差分打包工具，生成差分升级包，把差分升级包上传到电信IOT平台，在平台上创建升级任务，并对快递邮筒终端下发升级固件命令，经过NB-IoT网络传输，快递邮筒终端接收到差分升级包数据后，开始下载并存储差分升级包数据，然后差分升级包下载完成后，跳转至Bootloader程序区运行，通过差分恢复算法基于旧版本固件，从而在终端侧生成新版本的固件，然后跳转至新版本固件程序去运行。
快递邮筒终端重新上电，或每隔24小时系统后，或三轴加速度传感器检测到振动后，自动上电开启GPS模组，待定位成功后，发送GPS信息数据包到服务器。如果从开启GPS定位开始，3分钟后，未定位成功，GPS定位信息默认0，并关闭GPS模组，然后发送GPS信息数据包上报服务器。GPS信息数据包主要包含有，日期，时间，纬度，经度，速度，航向，NB-IoT基站信息，定位状态，设备状态，电池电压，信号强度等信息。
快递邮筒终端，为了保证连接的有效性，来确认终端和服务器的连接是否正常，固定间隔时间发送心跳数据包到服务器，服务器返回响应数据包。第一个心跳数据在登录信息数据响应确认成功后3-5秒发送到服务器，受NB-IoT网络通信影响除外。心跳数据包主要包括设备状态信息，例如，GPS定位状态，投件、取件、维护门锁的关闭或打开状态，快递邮筒是否空筒或筒满，电池电压等信息。 快递邮筒会定时检测或有操作和指令产生是检测设备的设备状态信息，定时开启ADC检测电路检测电池电压。
快递邮筒终端，报警监测频率1分钟，如果有异常报警则上报报警信息数据包到服务器，没有异常报警则不上报，异常报警如果未消除，每半小时上报一次。在如下情况下，会发生报警事件，报警类型有，检测到外部电池电压过低报警，检测到振动报警，投件门锁、取件门锁、维护门锁被非法打开报警，投件门锁、取件门锁、维护门锁正常开启后一段时间内超时未关闭门锁则报警。报警信息数据包主要包含，日期，时间，纬度，经度，速度，航向，NB-IoT基站信息，定位状态，设备状态，电池电压，信号强度，报警事件类型等信息。
快递邮筒终端实时监测终端的运行状态，当发生终端事件，会立即上报终端事件数据包到服务器。终端事件类型包括，投件门锁、取件门锁、维护门锁关闭，打印快递单标签失败，超时未取走快递单标签。
快递公司企业服务器平台,可以下发指令设置快递邮筒终端的终端ID，可以下发指令设置快递邮筒的心跳信息数据包上报的时间间隔，可以下发指令设置快递邮筒的三轴加速度灵敏度等级和喇叭报警持续时间。
快递公司企业服务器平台,可以下发指令控制快递邮筒重启系统，可以下发指令控制快递邮筒恢复出厂设置，可以下发指令控制快递邮筒远程程序升级，更新快递邮筒终端的程序版本，
可以下发指令控制快递邮筒的寻筒铃声响起，当快递邮筒收到指令后，上电开启语音驱动模块，通过SPI通信接口驱动语音驱动模块，然后喇叭播放提示铃声，用户听到铃声可以知道快递邮筒的位置。
快递公司企业服务器平台,可以下发指令查询快递邮筒的软件版本号，心跳信息数据包上报的时间间隔，三轴加速度灵敏度等级和喇叭报警持续时间，快递邮筒状态。
本实施例开辟了一种新的寄件和收件模式，运用NB-IoT模组和蓝牙模组，两种通信方式都具有快速稳定的通信链路，均可以与手机APP用户端连接，用户和快递员可以使用手机APP用户端方便快捷的操作，用户可以快速地寻找到快递邮筒的位置，然后寄包裹，快递员可以快速的知道有包裹放到了快递邮筒，然后及时前往取走包裹，节约了很多时间，提供了快递行业效率。另外还有本系统的其他功能等，弥补和完善了一些智能快递柜的功能。
本实施例中的部分通信协议中上行数据包总长度合计 9+N bytes，上行数据包均采用此数据包帧结构。依次包括2 Byte的信息头、1 Byte的协议主版本号、1 Byte的协议次版本号、1 Byte的协议号、2 Byte的包长度、2 Byte的信息序列号和N Byte的信息内容。下行数据包总长度合计 7+N bytes，下行数据包均采用此数据包帧结构。依次包括2 Byte的信息头、1 Byte的协议号、2 Byte的包长度、2 Byte的信息序列号和N Byte的信息内容。协议号占用 1 字节，协议号与数据包的关系，参照下表：
| 协议号 | 数据包描述 | 是否要响应 |
| 0x01 | 登录数据包 | 是 |
| 0x02 | GPS 数据包 | 否 |
| 0x03 | 心跳数据包 | 是 |
| 0x04 | 报警数据包 | 否 |
| 0x05 | 终端事件数据包 | 是 |
| 0x06 | 短信指令上传数据包 | 是 |
| 0x80 | 短信指令/互动消息下发数据包 | 是 |
| 0x81 | 普通消息下发数据包 | 否 |
| 0x82 | 文件传输包 | 是 |
表1协议号与数据包的关系
实施例2：
本实施例中，快递邮筒终端部署到现场后，需要远程升级固件，固件的升级采用了如下方法：通过差分工具，对新旧两个固件版本的差异进行比较并生成差分包，独特的算法使得生成的差分包尺寸更小，再通过差分打包工具，生成差分升级包，把差分升级包上传到服务器，在服务器上创建升级任务，并对快递邮筒终端下发升级固件命令，经过移动网络传输，传输至具有相应权限的快递员的手机APP端进行存储，当快递员近距离靠近快递邮筒后，快递员的手机APP端与快递邮筒终端通过蓝牙方式连接，经过近端蓝牙通信的方式，快递邮筒终端接收到差分升级包数据后，开始下载并存储差分升级包数据，然后差分升级包下载完成后，跳转至Bootloader程序区运行，通过差分恢复算法基于旧版本固件，从而在终端侧生成新版本的固件，然后跳转至新版本固件程序去运行。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (10)
1.一种基于NB-IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信系统，适用于自动控制的快递邮筒终端，其特征在于：包括微控制器、GPS模组、用于检测振动的三轴加速度传感器、NB-IoT模组、红外检测电路、门锁控制电路、语音驱动电路、当NB-IoT网络断开的情况下作为近距离通信使用的蓝牙通信模块和按键复位电路，所述GPS模组、三轴加速度传感器、NB-IoT模组、红外检测电路、门锁控制电路、语音驱动电路、蓝牙通信模块和按键复位电路均与所述的微控制器连接，微控制器通过忙时作为首选通信模块闲时休眠节电的NB-IoT模组与NB-IoT基站连接，NB-IoT基站与IOT核心网连接，数据通过IOT核心网传输到商用IOT平台，商用IOT平台再把数据推送到快递运营公司的服务器，用户手机APP通过互联网连接服务器,实现服务器和手机APP端与快递邮筒终端双向数据通信。
2.根据权利要求1所述的基于NB-IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信系统，其特征在于，所述微控制器为STM32L471微控制器，所述NB-IoT模组为NB86-G通信模组，所述蓝牙模组为L74BLE通信模组，所述GPS模组为UC6226定位模组。
3.根据权利要求1所述的基于NB-IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信系统，其特征在于，还包括照明灯控制电路和状态指示电路，所述照明灯控制电路和状态指示电路分别与微控制器电连接。
4.根据权利要求1所述的基于NB-IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信系统，其特征在于，还包括打印机驱动电路和RS232转换模块，所述微处理器通过RS232转换模块与打印机驱动电路电连接。
5.根据权利要求1所述的基于NB-IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信系统，其特征在于，所述微控制器由电源电路供电，所述电源电路包括电路检测电路、蓄电池、太阳能充电控制电路、太阳能电池板、电源管理电路和看门狗电路，所述太阳能电池板的输出端与所述太阳能充电控制电路的输入端连接，太阳能充电控制电路的输出端与蓄电池连接，所述蓄电池通过电量检测电路与微控制器电连接，所述蓄电池还通过电源管理电路与微控制器电连接，所述看门狗电路的输入端与电源管理电路连接，所述看门狗电路的输出端与微控制器连接。
6.一种基于NB-IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信控制方法，适用使用基于NB-IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信控制系统与手机APP端通信，其特征在于：包括以下步骤，
S1.用户通过手机APP通过NB-IoT网络或作为备份的蓝牙通信方式与快递邮筒终端联通，下发打印快递单标签和打开投件门锁指令,当快递邮筒终端收到用户的指令后，提醒用户取走快递单标签，若用户在60秒超时时间内，未取走快递单标签，则不打开投件门锁，然后并上报终端事件数据包到服务器，若用户在60秒时间内已取走快递单标签，则开启门锁控制电路，并打开投件门锁；
S2.提醒用户正在打开投件门，待用户投递完包裹，并关闭投件门，然后上报信息到快递运营公司服务器，发送信息通知快递员前往取件；S3.快递员到达快递邮筒所在位置后，快递员用手机APP通过NB-IoT网络或蓝牙通信与快递邮筒终端联通，下发指令打开取件门锁，取走包裹；
S4.快递邮筒终端检测到包裹被取走后上报信息到快递运营公司服务器；
S5.当这上述操作或指令执行完之后，快递邮筒会关闭处于空闲状态的各种外设，减少电池功耗，进去低功耗运行状态。
7.根据权利要求6所述的基于NB-IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信控制方法，其特征在于，
快递邮筒终端每次上电重启，默认发送登录信息数据包到快递公司服务器，登录信息数据主要包含终端版本信息，协议版本信息，终端ID，SIM卡号，等信息，等待服务器确认，服务器返回响应信息确认。
8.根据权利要求6所述的基于NB-IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信控制方法，其特征在于，快递邮筒会定时检测或有操作和指令产生是检测设备的设备状态信息，定时开启ADC检测电路检测电池电压，快递邮筒终端，报警监测频率1分钟，如果有异常报警和发生终端事件则上报报警信息数据包到服务器，异常报警如果未消除，每半小时上报一次。
9.根据权利要求6所述的基于NB-IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信控制方法，其特征在于，在步骤S3中，服务器下发指令控制快递邮筒的寻筒铃声响起，当快递邮筒收到指令后，上电开启语音驱动模块，通过SPI通信接口驱动语音驱动模块，然后喇叭播放提示快递邮筒的位置的铃声。
10.根据权利要求6所述的基于NB-IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信控制方法，其特征在于，所述快递邮筒终端上电后启动GPS定位功能，定位成功后发送GPS包，如果GPS未定位，经纬度填写0，如果获取了基站信息则填写到GPS包，3分钟后，上报GPS数据包，关闭GPS，重新上电或24小时后或震动传感器响应后自动重启GPS定位，连续震动或移动时，GPS是在未震动移动后5分钟后停止，所述GPS信息数据包中至少包含有日期、时间、纬度、经度、速度、航向、NB-IoT基站信息、定位状态、设备状态、电池电压和信号强度中的一种信息。
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| CN201910031673.6A CN110708687A (zh) | 2019-01-14 | 2019-01-14 | 基于NB-IoT与蓝牙的快递邮筒双模通信系统及其通信控制方法 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111416850A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-07-14 | 上海桑锐电子科技股份有限公司 | 一种nb-iot计量表固件升级系统及升级方法 |
| CN111417113A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-07-14 | 上海桑锐电子科技股份有限公司 | 一种双路径低功耗nb-iot计量表及其固件升级方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104850980A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-08-19 | 中科富创（北京）科技有限公司 | 基于蓝牙的投递方法、代取件方法和系统 |
| CN105354785A (zh) * | 2015-09-29 | 2016-02-24 | 中科富创（北京）科技有限公司 | 基于微信平台实现的开箱方法及装置 |
| CN105938587A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-09-14 | 于江涛 | 基于物联网和二维码技术的智能快件寄送存取系统及解决方案 |
| CN107730760A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-02-23 | 合肥诺优信息科技有限公司 | 快递发收装置及方法 |
| CN108665645A (zh) * | 2018-06-14 | 2018-10-16 | 上海未几网络科技有限公司 | 一种基于移动终端交互的无人收货柜系统 |
-
2019
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104850980A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-08-19 | 中科富创（北京）科技有限公司 | 基于蓝牙的投递方法、代取件方法和系统 |
| CN105354785A (zh) * | 2015-09-29 | 2016-02-24 | 中科富创（北京）科技有限公司 | 基于微信平台实现的开箱方法及装置 |
| CN105938587A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-09-14 | 于江涛 | 基于物联网和二维码技术的智能快件寄送存取系统及解决方案 |
| CN107730760A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-02-23 | 合肥诺优信息科技有限公司 | 快递发收装置及方法 |
| CN108665645A (zh) * | 2018-06-14 | 2018-10-16 | 上海未几网络科技有限公司 | 一种基于移动终端交互的无人收货柜系统 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111416850A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-07-14 | 上海桑锐电子科技股份有限公司 | 一种nb-iot计量表固件升级系统及升级方法 |
| CN111417113A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-07-14 | 上海桑锐电子科技股份有限公司 | 一种双路径低功耗nb-iot计量表及其固件升级方法 |
| CN111417113B (zh) * | 2020-03-13 | 2023-02-17 | 上海桑锐电子科技股份有限公司 | 一种双路径低功耗nb-iot计量表及其固件升级方法 |
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