一种基于无线通讯的智能环保快递盒及其使用方法

本发明涉及智能快递盒技术领域，尤其涉及一种基于无线通讯的智能环保快递盒及其使用方法，主要适用于提高智能化程度与环保性。

背景技术：

国家邮政局公布的数据显示，2020年我国快递行业业务量和业务收入分别完成830亿件、8750亿元，同比分别增长30.8%、16.7%，人均快件数达到60件，为了保证快件在运输过程中的完整性，需要对快件进行必要的包装，当前快递包装用的纸箱、塑料袋、胶带以及纸质快递运单，均属于一次性消耗品，由此产生了大量的快递包装废弃物，这在造成资源浪费与环境污染的同时，废弃包装上用户的个人信息有可能落入不法分子手中，用户可能会承担额外的经济损失风险。

中国专利，授权的公告号为cn107885133a，授权公告日为2018年04月06日的发明提出一种基于感应息屏的智能共享快递盒，其中该基于感应息屏的智能共享快递盒实现大小可变，可适应不同大小的快递，实用性强，但是仍然存在以下缺点：智能化程度低，在进行存件、快件分流和取件时不方便，并且环保性差，共享快递盒在进行运输的过程中会多次受到加速度的变化，从而经常亮屏，浪费电力资源。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的智能化程度低与环保性差的缺陷与问题，提供一种智能化程度高与环保性好的基于无线通讯的智能环保快递盒及其使用方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种基于无线通讯的智能环保快递盒，包括盒体及与其相配合的盒盖，所述盒体的四个侧面上均设置有二维码，所述盒体上设置有电控锁，盒盖上设置有锁孔，电控锁与锁孔相配合，所述盒体的正面设置有快递盒编号、tft显示屏、低功耗模式按键与电源开关，所述盒体内设置有控制系统；

所述控制系统包括单片机核心板、无线通讯模块与继电器，单片机核心板与电控锁、tft显示屏、低功耗模式按键、电源开关、无线通讯模块、继电器均电连接，所述电控锁与继电器电连接。

所述控制系统还包括太阳能电池板、供电锂电池与稳压电源模块，所述太阳能电池板设置在盒体的背面，所述供电锂电池与稳压电源模块设置在盒体的内部，所述太阳能电池板通过稳压电源模块与供电锂电池电连接，所述单片机核心板与供电锂电池、稳压电源模块电连接。

所述控制系统还包括半有源rfid标签，所述半有源rfid标签与单片机核心板电连接。

所述控制系统还包括蜂鸣器和led灯，所述蜂鸣器和led灯设置在盒体的正面，所述单片机核心板与蜂鸣器和led灯电连接。

所述盒体的内底壁上设置有多个定位块与支撑块，所述单片机核心板与稳压电源模块设置在定位块内，所述盒体内设置有盒体前隔板、盒体后隔板与盒体底部隔板，所述盒体前隔板设置在前侧内壁上，所述盒体后隔板设置在后侧内壁上，所述盒体底部隔板设置在定位块与支撑块上。

所述盒体的背面设置有凸台，所述凸台上设置有合页，所述盒盖通过合页与盒体活动连接。

所述盒体的六侧内壁上均粘接有可充气橡胶气囊，六个可充气橡胶气囊之间通过软管依次连接，所述盒体的正面设置有充气嘴保护台，所述充气嘴保护台贯穿至盒体内部并与可充气橡胶气囊连接。

所述盒体、盒盖、盒体前隔板、盒体后隔板与盒体底部隔板均采用pvc材料或者abs材料制成。

所述无线通讯模块为esp8266wifi模块，所述单片机核心板主控芯片为stm32f407zgt6芯片。

一种基于无线通讯的智能环保快递盒的使用方法，所述使用方法包括以下任意一种或任意组合：

寄件使用方法：首先寄件人通过扫描二维码进行寄件信息的填写并完成付款，快件信息通过无线通信模块传送至快递公司服务器存储以备查询，寄件人会收到电子快递单；同时无线通信模块与单片机核心板通过串口通信，将快件信息显示在快递盒的tft显示屏上，并存储在半有源rfid标签中；寄件人付款完成获得该快递盒开锁权限打开快递盒，或快递员通过其身份账号登录系统开启快递盒，放入快件，并根据货物空间通过充气嘴保护台对可充气橡胶气囊进行充气，使可充气橡胶气囊与快件尽量充满整个快递盒空间，快递员锁定快递盒，完成快递入盒工作；

分流使用方法：快递盒进入中转站中激活信号范围时，半有源rfid标签中存储有该快递盒的身份编号或直接存储快件信息，半有源rfid标签被激活，开始工作，通过快件分拣员的手持rfid标签识别装置或快件自动分拣系统的rfid标签识别装置时，接收到其发送的射频信号，并把所要求的数据送回给阅读器，进而读取快递盒的数据，完成分流工作；

取件使用方法：直接根据取件短信中的快递盒编号寻找对应快递盒，或者通过移动端搜索该快递盒编号，通过无线通讯方式与该快递盒建立联系，相应的快递盒无线通讯模块收到信息后，通过串口将收到的指令发送给单片机核心板，单片机核心板收到信息后，对该信息进行解析，判断是否是有效信息，若单片机核心板判定该信息为有效，则发出控制信号，控制蜂鸣器和led灯给出两秒钟的声光响应，辅助收件人快速定位其快递盒；收件人找到正确的快递盒后，通过移动端进行身份验证，通过后可在移动端获得该快递盒的开锁权限，单片机核心板向继电器发送高电平控制信号打开电控锁取出快件，完成取件操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种基于无线通讯的智能环保快递盒及其使用方法中设置有单片机核心板与无线通讯模块，使用时，无线通讯模块通过与快递公司服务器连接，从而实现以无线通讯的方式与该快递盒建立联系，无线通信与单片机核心板通过串口通信，无线通信模块接收到信息后控制电控锁的开合，二维码与tft显示屏上显示的信息方便使用者进行识别，使用完后单片机核心板能够自动删去tft显示屏上显示的信息，智能化程度更高，使用更加方便，同时低功耗模式按键能够使得tft显示屏关闭，在运输过程中或者不需要使用时，可以将tft显示屏关闭，节约能源，提高其使用寿命，可以将快递盒进行循环使用，更加的绿色环保。因此，本发明智能化程度高与环保性好。

2、本发明一种基于无线通讯的智能环保快递盒及其使用方法中设置有太阳能电池板、供电锂电池与稳压电源模块，在使用时，太阳能电池板能够将太阳能转化为电能，能够增长供电锂电池更换的周期，后期维护成本更低，更加环保；半有源rfid标签与单片机核心板连接，在进行快件分流时，能够快速的辨别快递盒，从而减少分流所需的时间，提高快件邮寄的效率，更加方便快捷。因此，本发明维护成本低与分流效率高。

3、本发明一种基于无线通讯的智能环保快递盒及其使用方法中设置有蜂鸣器和led灯，在取件的过程中，先无线通信模块接收到信息后传递到单片机核心板，单片机核心板就会控制蜂鸣器发生声音和led灯发出亮光，从而实现具有提示功能的作用，减少收件人寻找快递盒的时间，方便收件人取件，提高取件效率；而且快递盒的六侧内壁上均粘接有可充气橡胶气囊，寄件时，通过充气嘴保护台对可充气橡胶气囊充气，从而缩小快件的活动范围，避免快件发生较大的晃动，同时六个可充气橡胶气囊充气能够将快件进行包裹，提高对快件的防护效果，安全性更高，避免快件受到损坏。因此，本发明提高取件效率与防护效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明控制系统的结构示意图。

图3是本发明太阳能电池板的结构示意图。

图4是本发明的电路原理图。

图中：盒体1、盒体前隔板11、盒体后隔板12、盒体底部隔板13、凸台14、合页15、可充气橡胶气囊16、充气嘴保护台17、盒盖2、二维码3、电控锁4、快递盒编号5、tft显示屏6、低功耗模式按键7、电源开关8、控制系统9、单片机核心板901、无线通讯模块902、继电器903、太阳能电池板904、供电锂电池905、稳压电源模块906、半有源rfid标签907、蜂鸣器908、led灯909。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图4，一种基于无线通讯的智能环保快递盒，包括盒体1及与其相配合的盒盖2，所述盒体1的四个侧面上均设置有二维码3，所述盒体1上设置有电控锁4，盒盖2上设置有锁孔，电控锁4与锁孔相配合，所述盒体1的正面设置有快递盒编号5、tft显示屏6、低功耗模式按键7与电源开关8，所述盒体1内设置有控制系统9；

所述控制系统9包括单片机核心板901、无线通讯模块902与继电器903，单片机核心板901与电控锁4、tft显示屏6、低功耗模式按键7、电源开关8、无线通讯模块902、继电器903均电连接，所述电控锁4与继电器903电连接。

所述控制系统9还包括太阳能电池板904、供电锂电池905与稳压电源模块906，所述太阳能电池板904设置在盒体1的背面，所述供电锂电池905与稳压电源模块906设置在盒体1的内部，所述太阳能电池板904通过稳压电源模块906与供电锂电池905电连接，所述单片机核心板901与供电锂电池905、稳压电源模块906电连接。

所述控制系统9还包括半有源rfid标签907，所述半有源rfid标签907与单片机核心板901电连接。

所述控制系统9还包括蜂鸣器908和led灯909，所述蜂鸣器908和led灯909设置在盒体1的正面，所述单片机核心板901与蜂鸣器908和led灯909电连接。

所述盒体1的内底壁上设置有多个定位块与支撑块，所述单片机核心板901与稳压电源模块906设置在定位块内，所述盒体1内设置有盒体前隔板11、盒体后隔板12与盒体底部隔板13，所述盒体前隔板11设置在前侧内壁上，所述盒体后隔板12设置在后侧内壁上，所述盒体底部隔板13设置在定位块与支撑块上。

所述盒体1的背面设置有凸台14，所述凸台14上设置有合页15，所述盒盖2通过合页15与盒体1活动连接。

所述盒体1的六侧内壁上均粘接有可充气橡胶气囊16，六个可充气橡胶气囊16之间通过软管依次连接，所述盒体1的正面设置有充气嘴保护台17，所述充气嘴保护台17贯穿至盒体1内部并与可充气橡胶气囊16连接。

所述盒体1、盒盖2、盒体前隔板11、盒体后隔板12与盒体底部隔板13均采用pvc材料或者abs材料制成。

所述无线通讯模块902为esp8266wifi模块，所述单片机核心板901主控芯片为stm32f407zgt6芯片。

一种基于无线通讯的智能环保快递盒的使用方法，所述使用方法包括以下任意一种或任意组合：

寄件使用方法：首先寄件人通过扫描二维码3进行寄件信息的填写并完成付款，快件信息通过无线通信模块902传送至快递公司服务器存储以备查询，寄件人会收到电子快递单；同时无线通信模块902与单片机核心板901通过串口通信，将快件信息显示在快递盒的tft显示屏6上，并存储在半有源rfid标签907中；寄件人付款完成获得该快递盒开锁权限打开快递盒，或快递员通过其身份账号登录系统开启快递盒，放入快件，并根据货物空间通过充气嘴保护台17对可充气橡胶气囊16进行充气，使可充气橡胶气囊16与快件尽量充满整个快递盒空间，快递员锁定快递盒，完成快递入盒工作；

分流使用方法：快递盒进入中转站中激活信号范围时，半有源rfid标签907中存储有该快递盒的身份编号或直接存储快件信息，半有源rfid标签907被激活，开始工作，通过快件分拣员的手持rfid标签识别装置或快件自动分拣系统的rfid标签识别装置时，接收到其发送的射频信号，并把所要求的数据送回给阅读器，进而读取快递盒的数据，完成分流工作；

取件使用方法：直接根据取件短信中的快递盒编号5寻找对应快递盒，或者通过移动端搜索该快递盒编号5，通过无线通讯方式与该快递盒建立联系，相应的快递盒无线通讯模块902收到信息后，通过串口将收到的指令发送给单片机核心板901，单片机核心板901收到信息后，对该信息进行解析，判断是否是有效信息，若单片机核心板901判定该信息为有效，则发出控制信号，控制蜂鸣器908和led灯909给出两秒钟的声光响应，辅助收件人快速定位其快递盒；收件人找到正确的快递盒后，通过移动端进行身份验证，通过后可在移动端获得该快递盒的开锁权限，单片机核心板901向继电器903发送高电平控制信号打开电控锁4取出快件，完成取件操作。

所述二维码3和快递盒编号5用于标识快递盒基本信息，可辅助用户取件时找到对应快递盒。

所述tft显示屏6与单片机核心板901连接，取代纸质快递单，用于显示快递订单信息、快递盒基本信息、无线模块工作状态及电控锁状态。

所述电源开关8用于控制快递盒控制系统9的通断电。

所述低功耗模式按键7用于控制智能快递盒在正常工作模式与低功耗模式之间的切换，从而达到在长距离运输过程中降低系统功耗的目的，使整个快递盒系统更加节能。

所述稳压电源模块906用于对所述太阳能电池板输出电压进行稳压，为供电锂电池905充电并向单片机控制单元供电。

所述半有源rfid标签907用于与rfid标签识别装置即读写器进行数据交换，可以实现快件在中转站的自动分拣。

所述无线通讯模块902用于与用户手机端智能app及快递公司服务器进行数据传输。

所述电控锁4通过用于执行单片机控制单元通过无线通讯模块902接收到的开锁与关锁指令。

本发明的原理说明如下：

本设计主要通过单片机核心板与无线通讯模块来实现快递盒的共享，方便使用者进行使用，不仅智能化程度高，而且替代传统的纸箱，更加的绿色环保。

寄件时，寄件人通过手机端智能app扫码进行寄件信息的填写并完成付款，快件信息通过无线通信模块传送至快递公司服务器存储以备查询，寄件人在手机端收到电子快递单，同时无线模块与单片机核心板通过串口通信，将快件信息显示在快递盒的tft显示屏上；

用户付款完成获得该快递盒开锁权限打开快递盒，或快递员通过其身份账号登录系统开启快递盒，放入快件，并根据货物空间对橡胶气囊进行充气，使橡胶与快件尽量充满整个快递盒空间以达到对快件的最佳保护效果，快递员锁定快递盒，完成快递入盒工作；

分流时，快件到达中转站组要进行分流操作，半有源rfid标签中存储有该快递盒的身份编号或直接存储快件信息，快递盒进入中转站中低频激活器的激活信号范围时，标签被激活，开始工作，通过快件分拣员的手持rfid标签识别装置或快件自动分拣系统的rfid标签识别装置时，接收到其发送的射频信号，并把所要求的数据送回给阅读器，如有需要，阅读器可通过其外部网络访问快递公司服务器并下载有关快件信息；

收件人取件时，可以直接根据取件短信中的快递盒编号寻找对应快递盒，或者通过手机端智能app搜索该快递盒编号，通过无线通讯方式与该快递盒建立联系，通过手机端app向该快递盒发送“搜寻(search)”指令，相应的快递盒无线通讯模块收到信息后，通过串口将收到的指令发送给单片机；

单片机收到信息后，对该信息进行解析，判断是否是有效信息，若信息无效，则直接忽略，否则，若单片机判定该信息为收件人对快递盒的“搜寻(search)”指令，则发出控制信号，控制蜂鸣器与led灯给出两秒钟的声光响应，辅助收件人快速定位其快递盒；

收件人找到正确的快递盒后，通过手机端身份码进行身份验证，通过后可在手机端app获得该快递盒的开锁权限，否则无法获得该权限；

收件人在手机端app上点击开锁选项，指令通过无线模块传送至单片机进行指令核对，确定是开锁指令后便向继电器发送高电平控制信号，打开电控锁，收件人可取出快递；

取件结束后，用户可通过手机端的“清除个人信息”选项向单片机发送指令清除快递盒tft显示屏上的个人信息，或者取件结束后取件人不进行清除个人信息操作，而是单片机自动向tft显示屏发送一条“清除”指令，清空tft显示屏的显示。

实施例1：

参见图1至图4，一种基于无线通讯的智能环保快递盒，包括盒体1及与其相配合的盒盖2，所述盒体1的四个侧面上均设置有二维码3，所述盒体1上设置有电控锁4，盒盖2上设置有锁孔，电控锁4与锁孔相配合，所述盒体1的正面设置有快递盒编号5、tft显示屏6、低功耗模式按键7与电源开关8，所述盒体1内设置有控制系统9；所述控制系统9包括单片机核心板901、无线通讯模块902与继电器903，单片机核心板901与电控锁4、tft显示屏6、低功耗模式按键7、电源开关8、无线通讯模块902、继电器903均电连接，所述电控锁4与继电器903电连接；所述控制系统9还包括太阳能电池板904、供电锂电池905与稳压电源模块906，所述太阳能电池板904设置在盒体1的背面，所述供电锂电池905与稳压电源模块906设置在盒体1的内部，所述太阳能电池板904通过稳压电源模块906与供电锂电池905电连接，所述单片机核心板901与供电锂电池905、稳压电源模块906电连接；所述控制系统9还包括半有源rfid标签907，所述半有源rfid标签907与单片机核心板901电连接；所述控制系统9还包括蜂鸣器908和led灯909，所述蜂鸣器908和led灯909设置在盒体1的正面，所述单片机核心板901与蜂鸣器908和led灯909电连接。

按上述方案，一种基于无线通讯的智能环保快递盒的使用方法，所述使用方法包括：

寄件使用方法：首先寄件人通过扫描二维码3进行寄件信息的填写并完成付款，快件信息通过无线通信模块902传送至快递公司服务器存储以备查询，寄件人会收到电子快递单；同时无线通信模块902与单片机核心板901通过串口通信，将快件信息显示在快递盒的tft显示屏6上，并存储在半有源rfid标签907中；寄件人付款完成获得该快递盒开锁权限打开快递盒，或快递员通过其身份账号登录系统开启快递盒，放入快件，并根据货物空间通过充气嘴保护台17对可充气橡胶气囊16进行充气，使可充气橡胶气囊16与快件尽量充满整个快递盒空间，快递员锁定快递盒，完成快递入盒工作；

分流使用方法：快递盒进入中转站中激活信号范围时，半有源rfid标签907中存储有该快递盒的身份编号或直接存储快件信息，半有源rfid标签907被激活，开始工作，通过快件分拣员的手持rfid标签识别装置或快件自动分拣系统的rfid标签识别装置时，接收到其发送的射频信号，并把所要求的数据送回给阅读器，进而读取快递盒的数据，完成分流工作；

取件使用方法：直接根据取件短信中的快递盒编号5寻找对应快递盒，或者通过移动端搜索该快递盒编号5，通过无线通讯方式与该快递盒建立联系，相应的快递盒无线通讯模块902收到信息后，通过串口将收到的指令发送给单片机核心板901，单片机核心板901收到信息后，对该信息进行解析，判断是否是有效信息，若单片机核心板901判定该信息为有效，则发出控制信号，控制蜂鸣器908和led灯909给出两秒钟的声光响应，辅助收件人快速定位其快递盒；收件人找到正确的快递盒后，通过移动端进行身份验证，通过后可在移动端获得该快递盒的开锁权限，单片机核心板901向继电器903发送高电平控制信号打开电控锁4取出快件，完成取件操作。

实施例2：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

参见图1至图4，所述盒体1的内底壁上设置有多个定位块与支撑块，所述单片机核心板901与稳压电源模块906设置在定位块内，所述盒体1内设置有盒体前隔板11、盒体后隔板12与盒体底部隔板13，所述盒体前隔板11设置在前侧内壁上，所述盒体后隔板12设置在后侧内壁上，所述盒体底部隔板13设置在定位块与支撑块上；所述盒体1的背面设置有凸台14，所述凸台14上设置有合页15，所述盒盖2通过合页15与盒体1活动连接；所述盒体1的六侧内壁上均粘接有可充气橡胶气囊16，六个可充气橡胶气囊16之间通过软管依次连接，所述盒体1的正面设置有充气嘴保护台17，所述充气嘴保护台17贯穿至盒体1内部并与可充气橡胶气囊16连接；所述盒体1、盒盖2、盒体前隔板11、盒体后隔板12与盒体底部隔板13均采用pvc材料或者abs材料制成；所述无线通讯模块902为esp8266wifi模块，所述单片机核心板901主控芯片为stm32f407zgt6芯片。