基于树莓派的校园智能共享箱柜系统

徐晓萍 王碧 谢丹艳

摘要：随着生产力水平的不断提高与“互联网+”时代的全面来临，我国的共享产业经济也蓬勃发展。基于树莓派的校园智能共享箱柜作为一种联网的储物系统，在传统快递柜的基础上，利用树莓派、云计算、互联网和物联网等技术，添加智能模块，采用B/S服务架构和微信小程序，实现用户与阿里云Linux的交互式服务。智能共享箱柜系统主要面向大学生群体提供定时定温、无菌保鲜等临时存储功能，采用分时段租用服务的共享方式，旨在提供一个更加便捷、一体化的临时储物平台。

关键词：智能箱柜;共享模式;微信小程序;树莓派;资源配置

中图分类号：TP311      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）26-0156-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Intelligent Sharing Cabinet System Based on Raspberry PI on Campus

XU Xiao-ping， WANG Bi， XIE Dan-yan

（Taizhou University， Taizhou 225300， China）

Abstract： With the continuous improvement of productivity and the advent of the "Internet +" era， China's sharing industry economy is also booming. As a kind of networked storage system， the campus intelligent sharing cabinet based on Raspberry Pi， cloud computing， Internet and Internet of Things technologies are used on the basis of the traditional express cabinet. Intelligent modules are added， and B/S service architecture and WeChat applet are adopted to realize the interactive service between users and Ali Cloud Linux. The intelligent sharing cabinet system mainly provides temporary storage functions such as fixed temperature timing and aseptic preservation for college students. It adopts the sharing mode of renting service by time， aiming to provide a more convenient and integrated temporary storage platform.

Key words： intelligent cabinet; sharing mode; weChat applet; raspberry pie; resource allocation

1 引言

近年来，“互联网+”时代、移动终端、物联网和云计算的迅猛发展，为共享模式创新与应用提供了更多的可能。共享单车、共享雨伞等一系列实物共享市场的兴起，给人们生活提供更多便捷的同时，社会资源配置也进一步得到优化。但是对于不同的社会群体，共享物品的适用面和不同需求问题还有待进一步优化、改善。

在大学校园中，部分学校出于安全考虑，对宿舍用电存在一定的限制，无法完全满足学生对食物、药物等特殊的存储条件要求。本系统是针对高校学生的特殊需求，设计开发的一款自存自取，统一管理的租用小型储物系统。在满足传统储物柜功能的同时，进一步采用恒温箱处理、负离子杀菌、保鲜等技术，对智能共享箱柜进行功能设计，旨在解决在校大学生临时物品存储的不同时长、不同温度等需求问题，进一步优化资源配置。

2 总体设计

本智能共享箱柜系统由前台硬件设备、安卓客户端和云服务器组成。

硬件部分有智能箱柜柜体、与箱柜相连并载有4G模块的树莓派。利用树莓派通过WIFI网络通信模块获取智能箱柜使用情况的相关数据，并传输信号至云端服务器。此外，在物品存放过程中，基于CPU控制器采用不同的温控算法，调节存储环境，保障存储物品的安全与质量。

软件部分主要与云端服务器进行通信，当信号由路由器发射之后，系统通过API接口访问，得到关于用户的箱柜订单时间、放置位置等数据，对各个箱柜投递的物品统一化管理，并整合分析处理各种信息。用户可通過登录安卓客户端访问数据库，查询相关信息以及进行后续的预订箱柜操作，后台进行数据的采集与记录，保证该用户可以正常扫码开柜[1]。系统整体结构设计图如下：

3 硬件部分实现

3.1 箱柜主机控制系统

选用4B+型号的树莓派作为共享箱柜的核心控制系统，其功耗小，丰富的外设引脚可用来开发外围电路，同时支持Python、C、C++等多种编程语言，支持各种硬件嵌入。智能箱柜利用树莓派外设接口、操作系统、通信模块完成主要控制功能。

采用安卓系统的主机端方案，主要实现对箱柜体门锁的开关检测及控制、人机界面交互以及与后台服务器的通信，系统将通过CPU控制器来实现对信息处理传输等控制，通过将柜门的关闭与开启的状态转化为数字信号进行程序分析处理，实现箱柜状态的显示，并通过柜内基站及时向微信后台发送智能存储箱柜状态，实现信息汇总并连通主机系统[2]。