李冬梅，王嵩，隋东

（中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司，沈阳 110168）

物联网技术下智能快递柜的应用

李冬梅，王嵩，隋东

（中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司，沈阳 110168）

针对物流行业中存在的工作效率低下、送取货时间错位等问题，提出一种智能快递终端系统的设计方案。根据物流行业最后一公里送货的现状，配送中存在的各种问题，有针对性地提出本设计的系统架构、软件流程图及功能结构图。该设计实现智能化配送，有效解决最后一公里的问题，有效地提高物流配送效率。

物联网；物流配送；最后一公里；智能终端

0 引言

随着物联网的迅猛发展，我国物流行业之间的竞争也愈演愈烈，物流行业加快了改革的步伐，掀起了物流配送智能化的研究热潮[1]。现阶段我国物流业还处于初级发展阶段，发展水平低，人力投资大，专业物流服务缺乏，管理体制不健全，基础设施过于落后。在整个物流配送过程中，“最后一公里”送货与取货之间的问题尤为严重[2]。据调查，现阶段快递业送货存在无限等待收件人取货、收件人不能到达指定地点收件等问题。解决“最后一公里”配送问题，有5种解决方案：①自建物流体系；②共同配送；③众包模式配送；④聘请专业人士上门服务；⑤合作便利店等终端。本系统设计的智能快递柜终端突破传统模式需求，通过简单的扫码投取件操作和智能快递柜的使用，即可实现快件的快速投递，无需等待，极大地提高了快递员的投递效率，满足了取货人的时间自由，配合视频监控系统和短信机制，使货物到达信息可随时获知。智能快递柜的出现，解决了快递业务中“最后一公里”问题，提高了快递员的投递速度[3-5]。

1 智能快递终端系统架构

智能快递终端系统包括快递柜、服务器（逻辑服务器、数据库服务器、图片服务器、快递柜控制端服务器、后台系统服务器）、视频监控系统、手机App（快递员端、用户端）。本系统实现了智能化配送，快递员在配送的时候，无需等待，只要在快递终端覆盖的地方，在手机App中输入收件人信息，通过扫码操作将其快件投入收件人附近快递柜中即可，有效简化了快递员投递操作流程，提高了投递效率。收件人只需凭借短信提示，或者手机App扫码取件操作，就可以轻松取件。系统网络拓扑图如图1。

图1 智能快递系统网络拓扑图

2 系统终端设计

系统根据用户不同，采用分端设计，智能投取操作分为两端App，一是用户端App，一是快递员端App。

2.1 快递员端设计

传统的快递员操作复杂，点击录入数据等操作严重影响了快递员的投取速度，本系统为了避免这些问题，提出了改进措施，快递员三步轻松搞定投递工作：

（1）录入运单（输入收件人手机号、选择柜体规格、输入货单号）；

（2）现场扫码开柜投递；

（3）关闭柜门（投递信息：手机App消息推送+短信推送）。

货单号可以利用手机扫描功能直接录入，也可以手动人工录入；未投递之前，支持取消运单操作，投递之后，支持退件操作。

系统的设计使得快递员可以在轻松的环境（例如咖啡厅等）提前把运单都录入完毕，有效避免了快递员条件恶劣的情况下，下单慢，投递慢的缺点，提高了快投的工作效率；当存在多个快件一个收件人的时候，快递员可以选择一个快递柜进行多件投递，使快递柜空间充分利用，有效减少了快递柜资源浪费现象。具体操作流程如图2，快递员App操作界面如图3。

图2 快递员投件流程示意图

图3 快递员端App操作界面

2.2 用户端设计

用户取件流程如图4所示，用户在登录本系统后，进入“未取件”列表，点击“我要取件”按钮，凭借页面上动态生成的二维码，进行扫码开门取件操作。用户端App扫码开门取件操作与快递员端雷同。

图4 用户取件流程示意图

3 快递柜控制服务设计

根据整个系统架构分析得知，快递柜控制服务为整个系统的核心部分，它负责分别与手机终端、快递柜终端及数据库服务器建立连接，并进行数据交互，如图5所示。快递柜控制服务程序采用触发式上线机制，即在没有任何投递或者取件操作的时候，系统为空闲状态，为了避免资源浪费现象，采用触发式上线机制：当用户操作的时候，通过扫码触发系统上线，建立通信通道，没有操作的时候，采用轮询方式，间隔固定周期监测终端是否在线，并返回其终端状态。

图5 系统服务拓扑结构图

快递员通过手机App下单，将请求发到服务器端，服务器端查找数据库得到快递柜相关信息，服务器端将开门指令发到快递柜控制端，快递柜控制程序开门命令并将开门状态返给服务器端，服务器端更新数据库并将开门信息反馈给用户。控制端服务流程如图6所示。

图6 控制端服务流程图

4 短信机制

随着快递物流量的日益增多，快递公司负荷量大，典型的是电商的双11，双12活动，快递繁忙堆积一周，不能及时派送的情况越来越常见；派送员根本没有时间电话联系每个收件人确认送件时间地址，导致收件人不在时经常重复派送。短信在这一块发挥其高效价值：EMS和顺丰快递在快递到达街道派送网点，派送前系统短信通知收件人，如果收件人不在联系更改派送时间地址，避免单件多次派送，提高派送员工作效率。

为了方便用户和快递员投取件操作的顺利进行，实时追踪快件的投取情况和状态，系统采用了短信方式进行提醒。在快递员进行投递操作完毕之后，系统自动触发短信机制，发送短信给用户，“您的运单尾号****0189包裹已经投递至***小区的**0237快递柜中，请注意查收！”。本系统采用第三方短信平台，支持可个性化定制短信内容，群发短信等。

5 结语

随着科技的发展和经济全球化进程的推动，现代物流的智能化和集成化趋势日显突出，智能配送终端系统是现代物流发展的必然产物[6]。目前国内有几大品牌备受青睐：丰巢科技、1号柜、乐栈、鸟箱、格格货栈、日日顺乐家等，本系统提出的智能配送终端的设计理念，采用云架构模式的软件平台，能够使配送过程简单、方便、迅速，促进了配送过程智能化发展趋势，有效提高快递员投递效率，降低了物流成本，有效解决了最后一公里难题。本系统的设计已经在辽宁部分中小城市开始推广使用。

[1]张宏君.一种基于物联网的智能配送终端系统设计[J].现代电子技术，2014，37（21）

[2]倪明,孙潜.快递柜运营模式研究[J].北京:北京交通大学学报，2013:49-54.

[3]谢洁杰,赖松林,赖云峰.基于S3C6410的智能快递投递箱系统设计[J].微型机与应用，2015:92-94.

[4]张秋燕.关于智能快递自提柜的研究和分析——以亚马逊为例[J].科技广场，2014(10):141-145.

[5]刘颖.智能快递柜让末端配送更顺利[N].现代物流报，2014:01-17.

[6]陈丰照,姜代红.基于物联网的智能物流配送系统设计与实现[J].微电子学与计算机，2011，28（8）：19?21.

[7]周立新,刘琨.智能物流运输系统[J].同济大学学报，2002，30（7）：829-832.

[8]王晓博.电子商务下物流配送系统优化模型和算法研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2008.

[9]陈俊东.基于安卓平台的智能快递柜设计[J].第三版.北京:电子工业出版社，2015:218-235.

[10]韩嘉,李宗平.基于物联网技术的物流电子商务平台构建[J].价值工程，2012.

[11]高连周.数据时代基于物联网和云计算的智能物流发展模式研究[J].物流技术，2014

[12]王海燕.居民输入密码即可自行取件[J].上海:中国物业管理，2013(12).

[13]胡晓乐.物联网技术在物流配送中的应用[J].商场现代化，2015(30).

[14]苏志远,周晓光,廖启征.虚拟物流配送中心智能配送器模型设计[J].北京邮电大学学报，2006，29（1）：73?76.

[15]王丽丽.未来物联网应用的软件架构研究[J].信息技术，2015(8):110-112.

Application of Intelligent Express Cabinet Based on Internet of Things

LI Dong-mei，WANG Song，SUI Dong

（Chinese Academy of Sciences Shenyang Institute of Computing Technology Co.,Ltd.,Shenyang 110168）

According to the low efficiency,pick up time dislocation problems in the logistics industry,proposes the design for intelligent express termi⁃nal system.According to the current situation of deliver the last mile in the logistics industry,all kinds of problems are happened during the delivery,targets to the design of the system structure,software flow chart and functional structure.The last mile problems are effectively solved for the design of intelligent delivery,it effectively improves the efficiency of logistics delivery.

李冬梅（1981-），女，辽宁沈阳人，硕士，研究方向为物流、工业大数据

2017-03-14

2017-05-20

1007-1423（2017）15-0067-05

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.15.018

王嵩（1974-)，男，山东黄县人,本科，高级工程师，研究方向为物流、工业大数据

隋东（1989-）,男，辽宁凤城人，本科，实习研究员，研究方向为物流、智慧水务

Internet of Things;Logistics Delivery;Last Mile;Intelligent Terminal