高校自动存取智能快递柜研究

2020-11-10刘芳廷

机电信息 2020年30期

摘要：现在是互联网时代，互联网让人与物、人与人互相关联，实现了交易的多元化。当前电商的发展非常迅速，所以包裹需要更大的存放空间和更快速高效的出入库方式。现对西南石油大学校内、校外快递点的现状进行分析，找出当前高校快递站存在的问题，研究出一种可自动存取包裹的智能快递柜。该智能快递柜硬件上主要包括传送带、升降台、货架、扫描器和传感器，其利用单片机来控制机械运动，利用SQL Server构成数据库，具有自动收入、储存和取出包裹的功能，可以提高进货、取货效率，降低人工成本，避免错拿、误拿。

关键词：快递站;菜鸟驿站;智能化;自动

1 高校菜鸟驿站的现状

当前国内大学多达几千所，在读大学生人数更是达到高峰，而大学生作为新一代青年，更容易了解和快速接受新事物。随着电子商务产业的发展和逐渐成熟，电子商务平台如淘宝网、京东商城等不断壮大，再加上学生的消费能力增强，大学生对快递的需求量急剧加大。当前，因为物流技术的普及，快递站随处可见，现以西南石油大学为例分析高校当前快递站存在的共性问题。目前西南石油大学取件大致有三种形式：（1）校门外不远处申通、中通、圆通、韵达等快递聚集货架型菜鸟驿站;（2）唯品会等流动性快递点;（3）校内的天天快递等智能快递柜。这些智能快递柜、快递点和传统菜鸟驿站运行模式虽然已在全国范围内成型，但依然存在着一些无法回避的问题。

（1）快递站空间有限，导致货架的数量以及其能存放的包裹数量有限;并且由于空间小，客户取包裹时极易发生拥堵，延长取包裹的时间，同时不利于疫情防控。

（2）菜鸟驿站每天都会收到很多批包裹，菜鸟驿站的员工需统计每批包裹的数量，并将其摆放在货架上，手动打印出每件包裹的取货码并粘贴于包裹上，再通过扫描器扫描条形码和取货码，编辑信息发送给客户。这种工作流程需要耗费大量的劳动，而且是高强度、单一重复性的工作，极易造成信息处理错误率较高，包裹的延误率、遗失率、破损率不断上升等问题;另外，为了避免错拿、误拿包裹以及恶意拿取他人包裹的可能，菜鸟驿站又安排了专门的人员核对取件人的姓名和电话号码，并通过扫描条形码确认取件人已经领取包裹，这同样需要大量的劳动力。

（3）多家快递公司分散，大量快递人员和车辆穿梭于校园内外，带来安全隐患。

（4）不可能全天运行，导致部分人群无法及时领取快递。

（5）存储空间有限，空间利用率低，且在大型网购活动时间段，储物柜数量无法满足需求。

2 传统智能快递柜工作流程

（1）业务员接到公司分配任务将货件送往指定的快递点处;

（2）用扫描枪扫描快递件上的条形码直接获得运货单，并打开对应的存取货箱;

（3）选箱投递;

（4）系统发送存储信息给消费者，告知验证码;

（5）取货：输入收件人通过手机收到的验证码信息，找到自己包裹的位置。

3 自动存取智能快递柜的原理

3.1 自动存取智能快递柜总体方案

当有包裹被投放到快递服务点时，由快递员将包裹含有条形码的一面朝上放入传送带;当包裹经过条形码扫描仪时，扫描条形码识别读取包裹对应客户的信息，并将包裹位置信息转换为取货码，通过SMS发送给客户;取包裹时，在取件端上输入电话号码即可取到包裹，由取货装置关联位置信息、自动取货。包裹自动存取流程图如图1所示。

3.2 自动存取智能快递柜基本构成

3.2.1 硬件部分

3.2.1.1 扫描器与传感器

扫描器：利用扫描仪器扫描货物上的条形码，得出货物的单号、取件人电话等信息，同时将信息储存于数据库中。

传感器：利用红外线传感器扫描得出货件的体积信息，通过计算机将体积信息与合适的货柜位置相匹配，并通过系统记录货件位置。

3.2.1.2 传送和存储部分

一个货架系统由一个升降台、几个小传送带及几层货柜构成。当货件通过主传送带到达货架底端后，利用推杆使货件移到升降台上，然后再利用升降台使货件到达指定层数。货架的每层货柜前都安装有小传送带，以便使货件到达货柜中。上货流程示意图如图2所示。

仓库中有多个不同规格大小（分大、中、小）的货架，以便提高空间利用率，所以需要增加传送带使多个货架构成一个整体。货架示意图如图3所示，快递站整体正视及俯視示意图如图4、图5所示。

3.2.2 软件部分

（1）控制中心：控制中心由单片机和PLC组成。控制中心利用已编好程序控制传送带及升降机的运动。

（2）数据储存：数据库利用SQL Server形成。数据库中存储货物条形码中的信息以及货柜的使用情况，并在货柜使用率达到90%时发出提醒。

3.3 自动存取智能快递柜创新点