CN204066228U - 一种智能快递签收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能快递签收系统。本实用新型中的存件箱配有电阻式压力应变片模块及电子锁，实现对快递重量检测、存件箱门控制；中央处理模块与存储模块连接，实现存/取件操作时间、快件重量、取件密码存储，中央处理模块与电子锁控制模块连接，通过电子锁控制模块控制存件箱内的电子锁；中央处理模块与重量检测模块连接，实现快件重量自动检测；中央处理模块与身份认证模块连接，实现快递员身份识别。本实用新型有效地解决了快递快件总量大、投送时间集中、存放地点分散等特点导致的投送效率低、寻件时间长、人力开销大等问题。

Description

一种智能快递签收系统

技术领域

本实用新型检测控制技术领域，尤其涉及一种智能快递签收系统。

背景技术

目前，校园快递的配送方式主要有两种，一种是快递员送货到校，并等待收件人取件；另一种是快递公司在高校设立代理点，代理点负责联系收件人完成签收。第一种方式效率低下，既浪费了快递员工作时间，又由于高校学生取件时间的局限性，给收件人带来不必要的麻烦。第二种方式虽然在一定程度上提高快递公司工作效率，但仍存在一些不足：快递公司需要向代理点付费，增加了快递公司配送成本；由于快递数量多、代理点空间有限，大部分代理点堆积存放货物，收件人寻件困难；校园快件的取件人多且时间集中，工作人员由于繁忙而使实名签收环节敷衍了事，快件安全性得不到保障。

总之，目前校园快递配送方式存在投送效率低、寻件时间长、快递公司人力开销大等问题。本实用新型设计了一种智能快递签收系统，可实现快件方便、快捷、有序、安全的投送和收取，系统具有良好实用性和推广性。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种智能快递签收系统。

本实用新型包括存件箱和主控装置，其中，主控装置包括：电源模块、中央处理模块、电子锁控制模块、重量检测模块、身份认证模块、人机交互模块、短信发送模块、报警模块、时钟管理模块、存储模块。

存件箱配有电阻式压力应变片模块及电子锁，实现对快递重量检测、存件箱门控制；中央处理模块与存储模块连接，实现存/取件操作时间、快件重量、取件密码存储，中央处理模块与电子锁控制模块连接，通过电子锁控制模块控制存件箱内的电子锁；中央处理模块与重量检测模块连接，实现快件重量自动检测；中央处理模块与身份认证模块连接，实现快递员身份识别；中央处理模块与人机交互模块连接，人机交互模块由LCD液晶显示器及4×4矩阵薄膜按键构成；中央处理模块与短信发送模块连接，实现短信自动发送功能；中央处理模块与报警模块连接，实现系统故障、快件异动的警示；中央处理模块与时钟管理模块连接，实现快件存取时刻的确定；电源模块与其它各模块分别连接，为各模块供电，中央处理模块采用意法半导体公司STM32F103RBT6芯片。

存储模块由2G容量SD Card及其自弹式卡座构成；SD Card的2脚分别与电阻R18的一端、中央处理模块中单片机的PA4引脚相连接，电阻R18的另一端与3.3V电源连接，SD Card的3脚分别与电阻R19的一端、中央处理模块2-1中单片机的PA7引脚相连接，电阻R19的另一端与3.3V电源连接，SD Card的5脚与地线、电容C16的一端连接，SD Card的6脚与3.3V电源、电容C16的另一端连接，SD Card的7脚与电阻R20的一端、中央处理模块2-1中单片机的PA5引脚相连接，电阻R20的另一端与3.3V电源连接，SD Card的8脚与地线连接，SD Card的9脚与电阻R21的一端、中央处理模块2-1中单片机的PA6引脚连接，电阻R21的另一端与3.3V电源连接。

电子锁控制模块由光耦芯片PC817和N沟道MOS管SI2302构成；电阻Rs1的一端与中央处理模块2-1中单片机的PA15引脚连接，电阻Rs1另一端与光耦芯片PC817的1脚连接，光耦芯片PC817的2脚与地线连接，光耦芯片PC817的3脚与N沟道MOS管SI2302的2脚共同连接到地线，光耦芯片PC817的4脚分别与电阻Rx1的一端、N沟道MOS管SI2302的1脚连接，电阻Rx1的另一端与4V电源连接，N沟道MOS管SI2302的3脚与接插件LOCK1的1脚连接，接插件LOCK1的2脚与12V电源连接。

重量检测模块由电阻式压力应变片模块与仪用差分运算放大器INA333芯片构成；电阻式压力应变片模块的IN-脚与仪用差分运算放大器INA333芯片的2脚连接，电阻式压力应变片模块的+5脚连接至5.0V电源，电阻式压力应变片模块的IN+脚与仪用差分运算放大器INA333芯片的3脚相连，电阻式压力应变片模块的GND脚与地线连接，仪用差分运算放大器INA333芯片的1脚与滑动变阻器R0的1脚和2脚连接，滑动变阻器的3脚与仪用差分运算放大器INA333的8脚连接，仪用差分运算放大器INA333芯片的4脚与5脚共同连接到地线，仪用差分运算放大器INA333芯片的6脚与中央处理模块2-1中单片机的PB1引脚连接，仪用差分运算放大器INA333芯片的7脚与5.0V电源连接。

身份认证模块由射频识别模块RC522构成；射频识别模块RC522的1脚与中央处理模块中单片机的PB15引脚连接，射频识别模块RC522的2脚与中央处理模块中单片机的PB14引脚连接，射频识别模块RC522的3脚与中央处理模块中单片机的PB13引脚连接，射频识别模块RC522的4脚与中央处理模块中单片机的PB12引脚连接，射频识别模块RC522的6脚分别与电容C11的一端、地线连接，电容C11的另一端与射频识别模块RC522的8脚共同连接到3.3V电源；射频识别模块RC522的7脚与中央处理模块中单片机的PC7引脚连接。

人机交互模块由显示模块LCD12864和接插件JP构成，该接插件用来连接外部键盘；显示模块LCD12864的1脚与地线连接，显示模块LCD12864的2脚与3.3V电源连接，显示模块LCD12864的4脚与中央处理模块中单片机的PA12引脚连接，显示模块LCD12864的6脚与中央处理模块中单片机的PC6脚连接，显示模块LCD12864的15脚与中央处理模块中单片机的PB0脚连接，显示模块LCD12864的16脚与中央处理模块中单片机的PC5脚连接，显示模块LCD12864的17脚与中央处理模块中单片机的PC4脚连接，显示模块LCD12864的19脚连接3.3V电源，显示模块LCD12864的20脚与地线连接，接插件JP的1~8个脚分别与中央处理模块中单片机的PC0、PC1、PC2、PC3、PA0、PA1、PA2、PA3连接。

短信发送模块由SIM900A模块构成，SIM900A模块的1脚与电容C20的一端共同与4V电源连接，电容C20的另一端与SIM900A模块的5脚共同连接到地线，SIM900A模块的2脚与中央处理模块中单片机的PA10引脚连接，SIM900A模块的3脚与中央处理模块中单片机的PA9引脚连接，SIM900A模块的4脚与中央处理模块中单片机的PA8引脚连接。

时钟管理模块由时钟芯片DS1302构成，时钟芯片DS1302的1脚接电池BT1的正极，电池BT1的负极与地线连接，时钟芯片DS1302的2脚分别与晶振Y3的一端、电容C22的一端连接，晶振Y3的另一端分别与时钟芯片DS1302的3脚、电容C21的一端连接，电容C21的另一端与电容C22的另一端共同与地线相连，时钟芯片DS1302的4脚连接到地线，时钟芯片DS1302的5脚与中央处理模块中单片机的PC8引脚、电阻R24的一端相连，电阻R24的另一端与3.3V电源连接，时钟芯片DS1302的6脚与中央处理模块中单片机的PB11引脚及电阻R23的一端相连，电阻R23的另一端与3.3V电源连接，时钟芯片DS1302的7脚与中央处理模块中单片机的PB10引脚及电阻R22的一端相连，电阻R22的另一端与3.3V电源连接，时钟芯片DS1302的8脚与3.3V电源连接。

本实用新型有效地解决了快递快件总量大、投送时间集中、存放地点分散等特点导致的投送效率低、寻件时间长、人力开销大等问题。优化了收件人的取件流程，提高了快递员的工作效率，降低了快递公司的人力资源消耗，实现了快递的智能签收。

附图说明

图1 为本实用新型原理结构示意图；

图2 为图1中主控装置原理结构示意图；

图3 存储模块原理图；

图4 电子锁控制模块原理图；

图5 重量检测模块原理图；

图6 身份认证模块原理图；

图7 人机交互模块原理图；

图8 短信发送模块原理图；

图9 时钟管理模块原理图。

具体实施方式

如图1所示，智能快递签收系统包括互联的存件箱1和主控装置2。存件箱1配有压力传感模块及电子锁，实现对快递重量检测、存件箱门控制等功能，提高快递的安全性。主控装置2实现快递员身份认证、取件密码的生成与校验、相关信息的存储、短信的自动发送等功能，同时提供良好的人机交互界面。其中，存储信息可经存储模块的SD卡输入到PC机进行数据处理及分析，不仅可以为特殊情况下的记录查询提供便利，还可用于数据的反馈分析，从而根据不同地区特点，分析不同规格存储装置的需求量。

如图2所示，主控装置2包括中央处理模块2-1、存储模块2-2、电子锁控制模块2-3、重量检测模块2-4、身份认证模块2-5、人机交互模块2-6、短信发送模块2-7、报警模块2-8、时钟管理模块2-9、电源模块2-10。

中央处理模块2-1与存储模块2-2连接，实现存/取件操作时间、快件重量、取件密码等快递相关信息存储功能，存储模块2-2中的SD卡可将信息传递到PC机进行数据分析处理；中央处理模块2-1与电子锁控制模块2-3连接，通过电子锁控制模块2-3控制存件箱内的电子锁；中央处理模块2-1与重量检测模块2-4连接，实现快件重量自动检测；中央处理模块2-1与身份认证模块2-5连接，实现快递员身份识别；中央处理模块2-1与人机交互模块2-6连接，人机交互模块2-6由LCD液晶显示器及4×4矩阵薄膜按键构成，可实现系统工作模式选择、操作提示等良好的用户交互功能；中央处理模块2-1与短信发送模块2-7连接，采用串口通信，波特率为9600bps，发送AT指令，实现短信自动发送功能；中央处理模块2-1与报警模块2-8连接，实现系统故障、快件异动等警示功能；中央处理模块2-1与时钟管理模块2-9连接，实现快件存取时刻的确定等功能；电源模块2-10与其他各模块分别连接，为各模块供电。

如图3所示，存储模块2-2由2G容量SD Card及其自弹式卡座构成。SD Card的2脚分别与电阻R18的一端、中央处理模块2-1中单片机的PA4引脚相连接，电阻R18的另一端与3.3V电源连接，SD Card的3脚分别与电阻R19的一端、中央处理模块2-1中单片机的PA7引脚相连接，电阻R19的另一端与3.3V电源连接，SD Card的5脚与地线（GND）、电容C16的一端连接，SD Card的6脚与3.3V电源、电容C16的另一端连接，SD Card的7脚与电阻R20的一端、中央处理模块2-1中单片机的PA5引脚相连接，电阻R20的另一端与3.3V电源连接，SD Card的8脚与地线（GND）连接，SD Card的9脚与电阻R21的一端、中央处理模块2-1中单片机的PA6引脚连接，电阻R21的另一端与3.3V电源连接。

如图4所示，电子锁控制模块2-3由光耦芯片PC817和N沟道MOS管SI2302构成。图3中电阻Rs1的一端与中央处理模块2-1中单片机的PA15引脚连接，Rs1另一端与光耦芯片PC817的1脚连接，光耦芯片PC817的2脚与地线（GND）连接，光耦芯片PC817的3脚与N沟道MOS管SI2302的2脚共同连接到地线（GND），光耦芯片PC817的4脚分别与电阻Rx1的一端、N沟道MOS管SI2302的1脚连接，电阻Rx1的另一端与4V电源连接，N沟道MOS管SI2302的3脚与接插件LOCK1的1脚连接，接插件LOCK1的2脚与12V电源连接。

如图5所示，重量检测模块2-4由电阻式压力应变片模块与仪用差分运算放大器INA333芯片构成。电阻式压力应变片模块的IN-脚与仪用差分运算放大器INA333芯片的2脚连接，电阻式压力应变片模块的+5脚连接至5.0V电源，电阻式压力应变片模块的IN+脚与仪用差分运算放大器INA333芯片的3脚相连，电阻式压力应变片模块的GND脚与地线（GND）连接，仪用差分运算放大器INA333芯片的1脚与滑动变阻器R0的1脚和2脚连接，滑动变阻器的3脚与仪用差分运算放大器INA333的8脚连接，仪用差分运算放大器INA333芯片的4脚与5脚共同连接到地线（GND），仪用差分运算放大器INA333芯片的6脚与中央处理模块2-1中单片机的PB1引脚连接，仪用差分运算放大器INA333芯片的7脚与5.0V电源连接。

如图6所示，身份认证模块2-5由射频识别模块RC522构成。射频识别模块RC522的1脚与中央处理模块2-1中单片机的PB15引脚连接，射频识别模块RC522的2脚与中央处理模块2-1中单片机的PB14引脚连接，射频识别模块RC522的3脚与中央处理模块2-1中单片机的PB13引脚连接，射频识别模块RC522的4脚与中央处理模块2-1中单片机的PB12引脚连接，射频识别模块RC522的6脚分别与电容C11的一端、地线（GND）连接，电容C11的另一端与射频识别模块RC522的8脚共同连接到3.3V电源。射频识别模块RC522的7脚与中央处理模块2-1中单片机的PC7引脚连接。

如图7所示，人机交互模块2-6由显示模块LCD12864和接插件JP构成，该接插件用来连接外部键盘。图7中，显示模块LCD12864的1脚与地线（GND）连接，显示模块LCD12864的2脚与3.3V电源连接，显示模块LCD12864的4脚与中央处理模块2-1中单片机的PA12引脚连接，显示模块LCD12864的6脚与中央处理模块2-1中单片机的PC6脚连接，显示模块LCD12864的15脚与中央处理模块2-1中单片机的PB0脚连接，显示模块LCD12864的16脚与中央处理模块2-1中单片机的PC5脚连接，显示模块LCD12864的17脚与中央处理模块2-1中单片机的PC4脚连接，显示模块LCD12864的19脚连接3.3V电源，显示模块LCD12864的20脚与地线（GND）连接，接插件JP的1~8个脚分别与中央处理模块2-1中单片机的PC0、PC1、PC2、PC3、PA0、PA1、PA2、PA3连接。 

如图8所示，短信发送模块2-7由SIM900A模块构成，SIM900A模块的1脚与电容C20的一端共同与4V电源连接，电容C20的另一端与SIM900A模块的5脚共同连接到地线（GND），SIM900A模块的2脚与中央处理模块2-1中单片机的PA10引脚连接，SIM900A模块的3脚与中央处理模块2-1中单片机的PA9引脚连接，SIM900A的4脚与中央处理模块2-1中单片机的PA8引脚连接。

如图9所示，时钟管理模块2-9由时钟芯片DS1302构成，时钟芯片DS1302的1脚接电池BT1的正极，电池BT1的负极与地线（GND）连接，时钟芯片DS1302的2脚分别与晶振Y3的一端、电容C22的一端连接，晶振Y3的另一端分别与时钟芯片DS1302的3脚、电容C21的一端连接，电容C21的另一端与电容C22的另一端共同与地线（GND）相连，时钟芯片DS1302的4脚连接到地线（GND），时钟芯片DS1302的5脚与中央处理模块2-1中单片机的PC8引脚、电阻R24的一端相连，电阻R24的另一端与3.3V电源连接，时钟芯片DS1302的6脚与中央处理模块2-1中单片机的PB11引脚及电阻R23的一端相连，电阻R23的另一端与3.3V电源连接，时钟芯片DS1302的7脚与中央处理模块2-1中单片机的PB10引脚及电阻R22的一端相连，电阻R22的另一端与3.3V电源连接，时钟芯片DS1302的8脚与3.3V电源连接。

本实施例中，中央处理模块2-1采用意法半导体公司STM32F103RBT6芯片，数据存储模块2-2采用可插拔的SD卡，电子锁控制模块2-3采用N沟道MOS管SI2302驱动存件箱电子锁，重量检测模块2-4采用电阻应变式压力传感器和精密运算放大器OPA333芯片，身份认证模块2-5采用RC522射频识别模块，人机交互模块2-6采用LCD12864液晶显示器及4×4矩阵薄膜按键，短信发送模块2-7采用GSM900A模块，报警模块2-8采用KT403芯片，时钟管理模块2-9采用DS1302芯片。

本实用新型有两种工作模式：⑴存件模式。快递员通过人机交互模块选择存件模式后，系统初始化RFID身份认证模块，等待刷卡检测，刷卡成功后，系统读出卡号信息，提示快递员进行密码认证，系统确认密码认证无误后，将刷卡时间存入存储模块，再采用混合同余法生成6位数字密码，并将数字密码及取件提醒信息通过短信方式发送给收件人。同时，系统控制电子锁打开存件箱门，并在显示屏上提示快递员存件。当快递员完成存件操作后，系统记录下由重量检测模块检测到的快递重量以及快递存入时间，完成存件流程。在快递取走前，系统实时监测快递箱重量，以保证快递安全。⑵取件模式。收件人收到短信后，通过人机交互模块选择取件模式，在系统提示下输入取件密码，系统进行密码校验，校验成功后，发送命令给电子锁控制模块，使相应存件箱门打开，并在LCD显示屏上提示收件人取走快件。同时系统会根据重量检测模块所检测出的重量变化判断快件被取出后，在显示屏上提示收件人关闭箱门，并记录取件时间等信息，完成取件过程。管理员可将SD卡从系统中取出，放入PC机进行数据的处理及分析。

Claims (1)

1. 一种智能快递签收系统，包括存件箱和主控装置，其中，主控装置包括：电源模块、中央处理模块、电子锁控制模块、重量检测模块、身份认证模块、人机交互模块、短信发送模块、报警模块、时钟管理模块、存储模块，其特征在于：

存件箱配有电阻式压力应变片模块及电子锁，实现对快递重量检测、存件箱门控制；中央处理模块与存储模块连接，实现存/取件操作时间、快件重量、取件密码存储，中央处理模块与电子锁控制模块连接，通过电子锁控制模块控制存件箱内的电子锁；中央处理模块与重量检测模块连接，实现快件重量自动检测；中央处理模块与身份认证模块连接，实现快递员身份识别；中央处理模块与人机交互模块连接，人机交互模块由LCD液晶显示器及4×4矩阵薄膜按键构成；中央处理模块与短信发送模块连接，实现短信自动发送功能；中央处理模块与报警模块连接，实现系统故障、快件异动的警示；中央处理模块与时钟管理模块连接，实现快件存取时刻的确定；电源模块与其它各模块分别连接，为各模块供电，中央处理模块采用意法半导体公司STM32F103RBT6芯片；

存储模块由2G容量SD Card及其自弹式卡座构成；SD Card的2脚分别与电阻R18的一端、中央处理模块中单片机的PA4引脚相连接，电阻R18的另一端与3.3V电源连接，SD Card的3脚分别与电阻R19的一端、中央处理模块2-1中单片机的PA7引脚相连接，电阻R19的另一端与3.3V电源连接，SD Card的5脚与地线、电容C16的一端连接，SD Card的6脚与3.3V电源、电容C16的另一端连接，SD Card的7脚与电阻R20的一端、中央处理模块2-1中单片机的PA5引脚相连接，电阻R20的另一端与3.3V电源连接，SD Card的8脚与地线连接，SD Card的9脚与电阻R21的一端、中央处理模块2-1中单片机的PA6引脚连接，电阻R21的另一端与3.3V电源连接；

电子锁控制模块由光耦芯片PC817和N沟道MOS管SI2302构成；电阻Rs1的一端与中央处理模块2-1中单片机的PA15引脚连接，电阻Rs1另一端与光耦芯片PC817的1脚连接，光耦芯片PC817的2脚与地线连接，光耦芯片PC817的3脚与N沟道MOS管SI2302的2脚共同连接到地线，光耦芯片PC817的4脚分别与电阻Rx1的一端、N沟道MOS管SI2302的1脚连接，电阻Rx1的另一端与4V电源连接，N沟道MOS管SI2302的3脚与接插件LOCK1的1脚连接，接插件LOCK1的2脚与12V电源连接；

重量检测模块由电阻式压力应变片模块与仪用差分运算放大器INA333芯片构成；电阻式压力应变片模块的IN-脚与仪用差分运算放大器INA333芯片的2脚连接，电阻式压力应变片模块的+5脚连接至5.0V电源，电阻式压力应变片模块的IN+脚与仪用差分运算放大器INA333芯片的3脚相连，电阻式压力应变片模块的GND脚与地线连接，仪用差分运算放大器INA333芯片的1脚与滑动变阻器R0的1脚和2脚连接，滑动变阻器的3脚与仪用差分运算放大器INA333的8脚连接，仪用差分运算放大器INA333芯片的4脚与5脚共同连接到地线，仪用差分运算放大器INA333芯片的6脚与中央处理模块2-1中单片机的PB1引脚连接，仪用差分运算放大器INA333芯片的7脚与5.0V电源连接；

身份认证模块由射频识别模块RC522构成；射频识别模块RC522的1脚与中央处理模块中单片机的PB15引脚连接，射频识别模块RC522的2脚与中央处理模块中单片机的PB14引脚连接，射频识别模块RC522的3脚与中央处理模块中单片机的PB13引脚连接，射频识别模块RC522的4脚与中央处理模块中单片机的PB12引脚连接，射频识别模块RC522的6脚分别与电容C11的一端、地线连接，电容C11的另一端与射频识别模块RC522的8脚共同连接到3.3V电源；射频识别模块RC522的7脚与中央处理模块中单片机的PC7引脚连接；

人机交互模块由显示模块LCD12864和接插件JP构成，该接插件用来连接外部键盘；显示模块LCD12864的1脚与地线连接，显示模块LCD12864的2脚与3.3V电源连接，显示模块LCD12864的4脚与中央处理模块中单片机的PA12引脚连接，显示模块LCD12864的6脚与中央处理模块中单片机的PC6脚连接，显示模块LCD12864的15脚与中央处理模块中单片机的PB0脚连接，显示模块LCD12864的16脚与中央处理模块中单片机的PC5脚连接，显示模块LCD12864的17脚与中央处理模块中单片机的PC4脚连接，显示模块LCD12864的19脚连接3.3V电源，显示模块LCD12864的20脚与地线连接，接插件JP的1~8个脚分别与中央处理模块中单片机的PC0、PC1、PC2、PC3、PA0、PA1、PA2、PA3连接； 

短信发送模块由SIM900A模块构成，SIM900A模块的1脚与电容C20的一端共同与4V电源连接，电容C20的另一端与SIM900A模块的5脚共同连接到地线，SIM900A模块的2脚与中央处理模块中单片机的PA10引脚连接，SIM900A模块的3脚与中央处理模块中单片机的PA9引脚连接，SIM900A模块的4脚与中央处理模块中单片机的PA8引脚连接；

时钟管理模块由时钟芯片DS1302构成，时钟芯片DS1302的1脚接电池BT1的正极，电池BT1的负极与地线连接，时钟芯片DS1302的2脚分别与晶振Y3的一端、电容C22的一端连接，晶振Y3的另一端分别与时钟芯片DS1302的3脚、电容C21的一端连接，电容C21的另一端与电容C22的另一端共同与地线相连，时钟芯片DS1302的4脚连接到地线，时钟芯片DS1302的5脚与中央处理模块中单片机的PC8引脚、电阻R24的一端相连，电阻R24的另一端与3.3V电源连接，时钟芯片DS1302的6脚与中央处理模块中单片机的PB11引脚及电阻R23的一端相连，电阻R23的另一端与3.3V电源连接，时钟芯片DS1302的7脚与中央处理模块中单片机的PB10引脚及电阻R22的一端相连，电阻R22的另一端与3.3V电源连接，时钟芯片DS1302的8脚与3.3V电源连接。