CN116564011A - 一种基于物联网的通用型智能快递箱及使用方法 - Google Patents

Abstract

一种基于物联网技术的智能快递箱和使用方法，包括盒体和盖体。盖体与盒体之间通过电子锁锁定，所述盖体上部有摄像头、蜂鸣器，盒体内部有微处理器、无线通讯模块、电源、定位模块、震动感应器，盖体内部有照明光源、摄像头、半有源射频卡等组成，使快递在寄、配送、收货、验货过程中均处于管控状态，实现对快递箱的密封、定位、远程定位、远程监控、远程查验，运用区块链技术实现对数据的保存。本设计不仅智能化程度高，而且安全性和通用性都较好。

Description

一种基于物联网的通用型智能快递箱及使用方法

技术领域

本发明涉及一种快递箱，特别涉及一种基于物联网的智能快递箱，属于信息处理与包装行业。

背景技术

通过快递方式邮寄文件、票据、证件、合同、发票、高价值商品是绝大多数商务和高端客户采用的方式。目前快递行业提供的基本为纸质包装袋，而这种方式易损、易拆、被盗现象时有发生。快递企业和快递员由于管理体系和员工素质参差不齐，对商务客户、高端客户、私密性要求高的客户和高价值商品，没有特殊的收寄规格和服务，并且由于商品保险定价流程复杂，或因保险须另支付高昂的保险费，致使因遗失、损失、被盗而发生的纠纷和损失经常发生，同时，寄件人也无法实时关注被邮寄物品的实时状态。

发明内容

为了克服现有商务客户、高端客户、私密性要求高的客户以及高价值商品在快递过程中存在的管理和技术中存在的不足，本发明提供一种基于物联网技术的快递盒和使用方法，使快递的物品在收件、邮寄、运输、收取过程中均处于管控状态，避免快件中途被破拆，实现对快递箱的密封、定位、远程监控、远程查验、破拆报警、现场视频录像并上传，运用区块链技术实现对数据的保存，随时溯源，不可篡改，实现远程开锁，确保邮件安全。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于物联网的智能快递盒及使用方法。

智能快递盒包括盒体和盖体，所述盖体扣合在盒体上，盖体与盒体之间通过电子锁锁定，所述盖体上部有摄像头和蜂鸣器，所述盒体的内部有微处理器和定位模块、无线通讯模块、电源、震动感应器，所述盖体的内侧有照明光源、摄像头和半有源射频卡（RFID）。

所述盒体、盒盖均可采用ABS塑料或者其他材料制成。

所述盒体、盒盖均通过电子锁开、闭。

所述电子锁由无线通信模块接收开启信号，经微处理器发送指令执行开启。

所述盒体上有扫码器，作为收件方扫码提货（开箱）码，作为开锁的方式之一。

所述盒体、盖体摄像头在微处理器接收到电子锁开启信号时，微处理器先行启动盒体、盖体摄像头、盖体内部照明光源的执行指令，延迟1秒后，启动开启电子锁的执行信号。

所述盖体的半有源射频卡和微处理器之间通过串口通信将快件信息储存在RFID中。

所述盒盖外部摄像头为微型鱼眼摄像头，盖体内部的摄像头为微型广角摄像头。

所述盒体外部的警报器为蜂鸣式报警装置和经微处理器发出指令：由无线通讯模块传输信号至服务器端，在中控台和用户移动端同步实施告警。

所述内部电源供电（充电）的方式为有线和无线两种方式，按需求和环境自主选择有线或无线方式充电。

所述盒体的无线通讯模具有WIFI和GPRS数据接收和传输功能，可使用不同的运营商的物联网卡。

所述震动感应器在接收到超过设定的振动值，传输信号至微处理器，并经微处理器发送指令至蜂鸣器和无线通讯模块，在中控台和用户的移动端实施告警动作。

所述电子锁和控制系统（包括微处理器）均设有防电磁干扰装置和防脉冲设计。

所述定位装置由GPS +北斗双模+WIFI定位系统组成。

所述控制系统（微处理器、定位模块、无线通讯模块）有换车装置和盒体底部固定，不包括震动感应器。

所述电源模块由主供电电池、备用电池以及应急充电口（供电）组成。

所述盒体的主电池和备用电池之间有单向电阻。主电池只具有单向对备用电池充电的设计。设备正常状态下，供电流程为由主电池供电，备用电池作为二次供电电源，即应急供电电源，当备用电池电量耗尽时，采用盒体的外接应急（供电）接口紧急供电，保障盒体的应急使用。

所述盒体的应急充电（供电）（开锁）接口为专用定制接口。盒盖关闭时，当应急电源插入专用接口时，首先接通微处理器，并发送指令到无线通讯模块和蜂鸣器。蜂鸣器进行工作，无线通讯模块发送指令，经服务器，在中控台和用户（寄件人）移动端进行告警，盒盖开启时无上述动作，盒体未使用时（租赁）无上述行为。

所述盒体和盖体的内壁和外壁间采用蜂窝状中空设计，用以增强盒体和盒盖的强度，并有效减轻了盒体的重量。

所述盒体侧面有隐藏式提手，便于收寄过程中可以提包裹，从而提高配送的效率和携带的方便性。

所述盒体、盒盖内侧安装有海绵垫，作为缓冲层和加强对快递物品的保护。

所述快递箱的规格，可按具体需求，以不同的尺寸设计制造。

所述快递盒底部4个角部位有楔形支脚，作为箱体支撑。

所述盒盖4个角部有楔形凹槽，作为快递盒堆码时支脚和凹槽卡扣结构，将多个盒起固定作用。

所述盒体和盒盖扣盒处，有磁吸开关，当微处理器未接收到远程开锁指令，盒盖被异常打开，首先触发蜂鸣器，同时微处理器发送指令至服务器，服务器将告警信号推送至中控台和用户端手机，并启动摄像头A和摄像头B，所述视频经无线通讯模块发送至服务器，中控室和寄（收）件人可点击图标获取实时视频图像。

所述微处理器接收到远程开锁指令，磁吸开关电路切断，电子锁正常开启。

所述盒体扣合处设有一圈密封条，当盖体扣合在盒体上时，盖体和密封条作用，起到防水密封功能，密封条可为U型。

本发明的有益效果：为商务、政府、企业等各类高端或特种需求客户在寄送机密性、高价值物品的过程中，货物的分拣、运输、配送等各个环节均处于管控状态，随时关注查阅实时、历史等各类数据，并自动对异常现象进行实时告警，对异常现象的数据进行溯源，有效解决了快递行业在邮寄过程中丢件、损毁、被盗、恶意配送的各种问题，特别解决了机密性、高价值物品在签收过程中的特殊手续问题，将签收过程的所有流程全部电子化，并存档、记录，保障了寄件人和收件人的利益，化解了风险，确保了所寄物品的安全。

附图说明

图1是本发明的通用型智能快递箱的外部结构图。

图2是本发明的通用型智能快递箱的内部结构图。

图3是本发明的蜂窝状内壁剖面图。

图4是本发明的底部楔形支脚和盖板楔形凹槽的剖面图。

图5是本发明的无线充电装置结构图。

图6是本发明的缓冲装置图。

图中：1.盒盖；2.凹槽；3.摄像头；4.楔形凹槽；5.隐藏式拉手；6.蜂鸣器；7.电子锁；8.应急充电（供电）接口；9.有线充电接口；10.摄像头B；11.照明光源；12.半有源射频卡；13.磁性开关；14.密封条；15.主电源；16.备用电源；17.定位模块；18.微处理器；19.无线通讯模块；20.缓冲装置；21.固定螺丝；22.震动感应器；23.无线充电模块；24.控制系统板；25.蜂窝状内壁；26.盖板；27.海绵垫；28.盒体；28-1.箱体内部；29.支脚；30.盖板（垫板）；31.无线充电安装板；32.弹簧A；33.无线充电发射端;34.无线充电发射壳；35.螺丝A；36.螺丝B；37.螺杆；38.盒体底部；39.套管；40.弹簧B；41.防电磁脉冲干扰装置A；42.二维码；43.防电磁脉冲干扰装置B；44.扫码器。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图作进一步说明。

参见图1和图2是通用型智能快递盒的结构图。

优选的、通用型智能快递盒采用ABS工程塑料制成，内壁采用蜂窝状结构，到达减轻重量、增强箱体强度的作用。

进一步，通用型智能快递盒上固定贴附有二维码42，信息中含有通用型智能快递盒的身份信息。

进一步，寄件人使用移动客户端（手机）中的APP的扫描功能，获取通用型智能快递盒的身份信息，系统提醒用户获取使用的提示，经用户确认后，系统读取用户的手机号码，并提醒用户再次确认开锁和收件方联系号码。

进一步，寄件人再次确认同意使用（浏览寄件须知后）。

进一步，寄件人支付通用型智能快递盒的使用或租赁费用。

进一步，系统发送开锁（箱）码至寄件人手机上，作为备用。

进一步，寄件人使用移动端（APP）界面上的开锁键，打开箱体，通过移动端将指令发送至服务器。

进一步，服务器接收到开锁指令，将数据通过网络经无线通讯模块19接收，经微处理器18首先发送指令到摄像头A 3、摄像头B 10、照明光源11，执行开启，延后1秒后，发送指令到电子锁7，执行开启。

进一步，微处理器18发送指令到定位模块17，定位模块17发送定位报文至服务器，地理位置信息在中控台和寄件人的移动端（APP）中显示地理位置。

进一步，寄件人将所寄物品放入快递盒中，扣合盒盖1。

进一步，电子锁7将上锁信息传递至微处理器18，并经无线通讯模块19将信息上传于服务器。

进一步，摄像头B 10、照明光源11、摄像头A 3对盒体28内部和现场进行录制，并将视频数据经无线通讯模块19上传至服务器，摄像头B 10、照明光源11、摄像头A 3关闭。

进一步，寄件人使用移动端设备填写寄件信息，点击提交键，所述寄件信息经移动端设备上传至服务器，服务器将寄件信息经无线通讯模块19接收，经微处理器18经串口将所述信息记录于半有源射频卡12中。

进一步，快递收寄人员利用手持RFID标签识别装置接收到半有源射频卡12的信号，读取快递盒的数据，将数据上传至快递公司数据库，并可利用手持设备打印快递单，完成收寄。

进一步，寄件人使用电话或移动端设备将寄件信息和快递单，自主选择是否推送给收件人（作为开锁码）。

优选的、寄件人使用的客户端（APP）和收件人使用的客户端（APP）是两套不同功能、界面的系统。

进一步，寄件人和收件人在物品交寄后，使用移动端在APP上可随时点击位置查询，定位模块17发送定位信息在寄件人或收件人移动端显示位置信息，或点击查阅物品。摄像头B 10、照明光源11启动，经无线通讯模块23发送数据到服务器，经网络传输，在寄件人或收件人的手机端显示快递箱内部的实时视频。

进一步，快递盒进入分流中心或派送站，半有源射频卡被激活，物流公司或派送员通过RFID阅读器读取快递信息，或通过读取纸质快递单获取快递信息，从而确定分流和配送，同时定位模块17发送定位信息报文。

进一步，快递盒在分流或派送过程中，当派送人员恶意派送，震动感应器感知震动值超过设定范围时，微处理器18发送指令至蜂鸣器6，蜂鸣器6工作，同时无线通讯模块19将所述告警信号发送至服务器，通过网络在中控台和寄件人以及收件人的手机端实施告警动作。

进一步，当快递盒的应急充电（供电）接口8插入应急电源时，微处理器18感知电源插入时，发送指令到蜂鸣器6，蜂鸣器6进行工作，无线通讯模块19发送指令，至服务器，在中控台和（用户）寄件人的移动端进行告警。

进一步，当快递盒受到破拆行为时，盒盖1被异常打开，控制系统未接收到正常开启电子锁的指令，微处理器18不发送磁吸开关13的切断电路的指令，磁吸开关13被开启后，直接接通蜂鸣器6电路，蜂鸣器6进行工作。同时，微处理器18发送告警指令，经无线通讯模块19发送至服务器。服务器将告警信号推送至中控台和用户端（寄件人和收件人）的移动设备以及物流公司的平台。同时，微处理器18发送指令，启动摄像头A 3、摄像头B 10、照明光源11、定位模块17。所述视频、定位报文经无线通讯模块19发送至服务器，经服务器处理、存储，中控室和寄件人、收件人通过移动设备客户端点击获取实时地理位置和现场的实时视频等各种信息。

进一步，微处理器18检测到主电源15电池容量、电压过低时，自动不间断切换到备用电源16供电，同时无线通讯模块19将电池告警信息发送到服务器。服务器推送告警并提示充电信息至物流公司或租赁公司。

进一步，在配送过程中，海绵垫27为快递物品提供减震作用。缓冲装置20利用减震弹簧的弹性，在碰撞、震动过程中，对控制系统的电子设备起到缓冲、减震，从而达到对微处理器18、无线通讯模块19等电子设备的保护作用。

进一步，快递箱在配送过程中，为节省物流车辆空间，增加货运量，并对快递盒起到固定作用，将不同快递箱的支脚29放入另一快递箱的楔形槽中，多层叠放，充分利用配送车辆的空间。

进一步，快递盒进入末端派送站点时，定位模块17发送地理位置信息至服务器，服务器将位置信息通过网络发送至寄件人和收件人的手机端。

进一步，配送人员和收件人的快递盒交接流程：

开锁流程1：收件人在APP客户端点击“申请开锁”键，“申请开锁”键对应接通寄件人方客户端和对应寄件方电话，并自动拨打寄件人电话，通知并请求开锁。其申请同时在寄件方APP客户端显示。寄件方验证同意后，点击“开锁”键，指令经服务器端下发，经快递盒无线通讯模块19接收，由微处理器18先行发送启动摄像头A 3、摄像头B 10、定位模块17、照明光源11、扫码器44的指令，所述视频和定位信息经无线通讯模块19发送至服务器，并在手机客户端界面中显示实时视频，经验证后，点击“确认开锁”键，指令经服务器下发，无线通讯模块19接收，微处理器18发送指令，电子锁7开启，收件人开箱取件验货。期间，摄像头A 3、摄像头B 10、照明光源11、定位模块17继续启动，验收完毕。收件方在APP客户端上点击确认收货，完成整个寄、配送、收货、验货的流程。摄像头A 3、摄像头B 10、照明光源11关闭，微处理18通过串口对半有源射频卡12的快递信息清除。所述寄、配送、收货、验货的整个流程数据信息存储于不同的多个服务器中，便于查询和溯源，扫描二维码42，显示可用状态，并显示快递盒的身份信息；

开锁流程2：寄件方前期推送开锁码交于收件人，收件人在APP客户端感知收件方有开锁码存在，收件人APP客户端显示“扫码开锁”键，即寄件人提前授权收件人具有自主开锁资格。收件人点击“扫码开锁”键，对应数据接通寄件方APP客户端，并显示提示收件人开锁的信息，指令经服务器下发，无线通讯模块19接收。微处理器18先行发送启动摄像头A 3、摄像头B 10、定位模块17、照明光源11、扫码器44的指令。所述视频和定位信息经无线通讯模块19发送至服务器，并在手机客户端显示实时视频，点击“确认扫码”键，收件人将接收到的开锁码对准扫码器44扫描，验证成功后，服务器下发开锁指令，微处理器18发送指令，电子锁7开启，收件人开箱取件验货。期间，摄像头A 3、摄像头B 10、照明光源11、定位模块17继续工作。验收完毕，收件方在APP客户端上点击确认收货，完成整个寄、配送、收货、验货的整个流程。摄像头A 3、摄像头B 10、照明光源11关闭，微处理器18通过串口对半有源射频卡12中的快递信息清除。上述寄、配送、收货、验货的整个流程的数据信息存储于多个不同的服务器中，便于查阅和溯源，扫描二维码42显示可用状态，并显示快递盒的身份信息。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于物联网技术的智能快递箱和使用方法，其特征在于：包括盒体和盒盖，盖体和盒体之间通过电子锁启、闭，所述盖体上部有摄像头A和二维码标签及楔形凹槽，盖体内部有摄像头B、照明光源和半有源射频卡，所述盒体内部有微处理器、定位模块、无线通讯模块、电源和震动感应器，盒体的外部有蜂鸣器、扫码器、有线充电接口、应急充电（供电）接口和隐藏式拉手（提手）。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的智能快递盒体箱盒体和盒盖的材质优先选ABS材质，内壁和外壁间采用蜂窝状中空特征。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的智能快递盒的电子锁启、闭由无线通讯模块接收开启，信号经微处理器发送指令执行开启，和经过盒体上的扫码器扫开箱（提货）码，经微处理器发送指令，执行开启，微处理器接收到电子锁开启信号，先行启动摄像头A、摄像头B和照明光源的执行指令，延后1秒后，再行启动开启电子锁的执行信号。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的智能快递盒的半有源RFID中的信息经微处理器串口连接，进行输入和清除。

5.根据权利要求1所述的蜂鸣器为半隐藏式或外置式，蜂鸣器报警时，中控台和用户移动端同步实施告警。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的智能快递盒，内部电源由主电源和备用电源组合而成，主电源单向充电备用电池，中间有单向电阻，备用电池作为二次供电电源，当备用电池也耗尽时，通过外接应急（供电）接口紧急公共点，充电时会进行告警，并在中控台显示，充电方式包括有线和无线，可按需求和环境自主选择有线或无线充电方式。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网智能快递箱的微处理器和定位模块，无线通讯模块安装于减震器上，盒体、盒盖内侧安装有海绵缓冲垫。

8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能快递盒的盒盖4个角部位有楔形凹槽，盒体底部4个角部位有楔形支脚作为支撑，多个快递盒堆码时，支脚和凹槽卡扣结构，盒体侧面有隐藏式提手。

9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能快递盒的盒体和盒盖扣合处有磁吸开关，当异常打开时，磁吸开关接通和触发蜂鸣器，微处理器将告警信号上传至中控室和用户手机端，同时启动摄像头A、摄像头B、照明光源，录制的视频传输至服务器，中控室和寄收件可点击图标获取实时视频。