本发明涉及智能快递柜技术领域，具体涉及一种快递末端智能化系统。
背景技术：
随着网购的日益火热，中国的快递行业压力骤增，对面电商企业对o2o（onlinetooffline）的深入探索，“最后一公里”成为o2o最难解决的问题。与此同时，“智能快递柜”已经进入公众视野，在部分城市布局智能快递柜。智能快递柜是一个基于物联网的，能够将快递件进行识别、暂存、监控和管理的设备。智能快递柜将快递件暂时保存在投递柜内，并将投递信息通过短信等方式发送用户，为用户提供24小时自助取件服务，这种服务模式较好地满足了用户随时取件的需要。
目前，智能快递柜已解决了“最后一公里”的难题，但是却增加了快递员的工作量，快递员需要手动将快递件放置于快递柜里面，尤其当快递件量较多时，快递员工作压力很大，另外，现有的智能快递柜不具备寄件功能。因此，亟需本领域技术人员研究出一种快递末端智能化系统。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的不足，提供了一种工作效率高且方便快捷的快递末端智能化系统，实现快递末端的智能化设计，减轻了快递员工作压力。
为了达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：一种快递末端智能化系统，它包括智能快递柜、自动存取机构、plc控制器及后台监控机，所述智能快递柜一侧设置有自动存取机构，该智能快递柜内设置有plc控制器，所述plc控制器与后台监控机经通讯电缆相连接以进行数据传输，其中：
所述智能快递柜划分为工作区和存储柜区，所述工作区内设置有plc控制器及与该plc控制器分别电性连接的触摸显示屏、打印机、nfc支付刷卡机、投币机和二维码扫描单元，所述存储柜区设有储物柜及与储物柜相适配的柜门，所述储物柜内腔顶部设置有与柜门相连接的柜门气缸组件，所述柜门气缸组件与plc控制器连接，通过plc控制器控制柜门气缸组件动作实现柜门的自动开闭；
所述自动存取机构包括直角坐标系机械手和抓取气缸，所述直角坐标系机械手包括第一滚珠丝杠机构、第二滚珠丝杠机构、第一电机和第二电机，所述第一滚珠丝杠机构经其一端设置的第一电机驱动以使得设于第一滚珠丝杠机构上的第二滚珠丝杠机构沿水平方向位移，所述第二滚珠丝杠机构经其顶部设置的第二电机驱动以使得设于第二滚珠丝杠机构上的抓取气缸竖直方向位移，所述抓取气缸、第一电机及第二电机均与plc控制器电性连接，通过plc控制器控制第一电机和第二电机从而驱动直角坐标系机械手动作以实现抓取气缸对相应存储柜位置进行准确定位，该plc控制器控制抓取气缸动作实现快递件的自动存放或提取；
所述后台监控机上连接有gsm无线通信模块，所述后台监控机通过gsm无线通信模块进行短信接收/发送取件验证码，所述后台监控机将实时接收的取件验证码通过通讯电缆传输至plc控制器，由plc控制器控制自动存取机构准确定位并实现快递件存放或提取，快递件存放或提取完成后，该plc控制器控制自动存取机构复位并控制柜门气缸组件动作自动关闭柜门。
作为本发明更优选地，所述触摸显示屏设于工作区中部，所述触摸显示屏下端设有打印机，所述触摸显示屏一侧设有nfc支付刷卡机，所述nfc支付刷卡机下方设有投币机，所述投币机下方设有二维码扫描单元，所述二维码扫描单元下方设有plc控制器，通过二维码扫描单元自动扫描快递件上的二维码，并经plc控制器将二维码信息上传至后台监控机进行分析及处理，从而获取寄件信息，通过gsm无线通信模块进行短信发送取件验证码给收件人手机，同时，由plc控制器控制自动存取机构准确定位，并实现快递件存放。
作为本发明更优选地，所述抓取气缸上设置有与plc控制器电性连接的称重传感器，所述称重传感器用于自动称量放置于抓取气缸上的快递件重量并将该重量数据上传至plc控制器并在触摸显示屏上实时显示；
所述触摸显示屏上设置有存件服务模块、取件服务模块、寄件服务模块、快递员专用取件模块、寄件信息输入模块和邮寄费支付选择模块，所述寄件信息输入模块用于寄件人输入寄件信息，所述寄件信息包括收件人的姓名、详细地址、电话号码、快递件重量，该寄件信息通过plc控制器上传至后台监控机，从而后台监控机生成取件验证码；
根据plc控制器的邮寄计费预先设定，自动将需缴纳的邮寄费金额传输至触摸显示屏进行显示；
所述邮寄费支付选择模块包括nfc支付刷卡机响应子模块和投币机响应子模块，当点击nfc支付刷卡机响应子模块或投币机响应子模块，使得plc控制器响应，该plc控制器控制nfc支付刷卡机或投币机进行邮寄费收取，待nfc支付刷卡机或投币机完成邮寄费缴纳后，plc控制器自动控制打印机进行邮寄单的打印。
作为本发明更优选地，还包括自动找零机，所述自动找零机设置于投币机一侧，该自动找零机与plc控制器电性连接，通过投币机进行邮寄费缴纳后可通过plc控制器控制自动找零机进行找零。
作为本发明更优选地，所述存储柜区顶部设置有与plc控制器电性相连的监控摄像头，所述监控摄像头用于对取件和寄件过程进行监控，并将监控视频通过plc控制器上传至后台监控机进行实时监控及存储。
作为本发明更优选地，所述plc控制器采用西门子s200plc。
作为本发明更优选地，所述通讯电缆采用西门子ppi编程电缆。
作为本发明更优选地，所述第一电机和第二电机均采用步进电机。
作为本发明更优选地，所述监控摄像头采用usbccd摄像头。
基于上述技术方案，本发明的与现有技术相比具有如下技术优点：
1.本发明采用快递末端智能化系统，通过智能快递柜、自动存取机构、plc控制器和后台监控机相互配合工作，实现快递末端的智能化设计，通过自动存取机构完成快递件的自动存放和提取，工作效率高，方便快捷，减轻了快递员工作压力。
2.本发明中采用gsm无线通信模块实现短信接收/发送取件验证码；抓取气缸上设置有与plc控制器电性连接的称重传感器，采用称重传感器，自动称量放置于抓取气缸上的快递件重量并将该重量数据上传至plc控制器并在触摸显示屏上实时显示，使用方便；触摸显示屏上设置有存件服务模块、取件服务模块、寄件服务模块、快递员专用取件模块、寄件信息输入模块和邮寄费支付选择模块，采用寄件服务模块、快递员专用取件模块、寄件信息输入模块和邮寄费支付选择模块，增设了智能快递柜的寄件功能，极大地方便了老百姓；存储柜区顶部设置有与plc控制器电性相连的监控摄像头，采用监控摄像头可以对取件和寄件过程进行监控，并将监控视频通过plc控制器上传至后台监控机进行实时监控及存储；监控摄像头采用usbccd摄像头，成本低且使用方便；第一电机和第二电机均采用步进电机，具有瞬间启动和急速停止的优越特性，使用效果好。
附图说明
图1为本发明快递末端智能化系统的结构示意图。
图2为本发明触摸显示屏的结构示意图。
图3为本发明plc控制器控制连络图。
图中：1.智能快递柜，1-1.工作区，1-2.存储柜区，2.自动存取机构，3.plc控制器，4.后台监控机，5.通讯电缆，6.触摸显示屏，7.打印机，8.nfc支付刷卡机，9.投币机，10.二维码扫描单元，11.储物柜，12.柜门，13.柜门气缸组件，14.直角坐标系机械手，15.抓取气缸，16.第一滚珠丝杠机构，17.第二滚珠丝杠机构，18.第一电机，19.第二电机，20.gsm无线通信模块，21.称重传感器，22.存件服务模块，23.取件服务模块，24.寄件服务模块，25.快递员专用取件模块，26.寄件信息输入模块，27.邮寄费支付选择模块，28.nfc支付刷卡机响应子模块，29.投币机响应子模块，30.自动找零机，31.监控摄像头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的解释说明。
如图1-图3所示，一种快递末端智能化系统，它包括智能快递柜1、自动存取机构2、plc控制器3及后台监控机4，所述智能快递柜1一侧设置有自动存取机构2，该智能快递柜1内设置有plc控制器3，所述plc控制器3与后台监控机4经通讯电缆5相连接以进行数据传输，其中：
所述智能快递柜1划分为工作区1-1和存储柜区1-2，所述工作区1-1内设置有plc控制器3及与该plc控制器分别电性连接的触摸显示屏6、打印机7、nfc支付刷卡机8、投币机9和二维码扫描单元10，所述存储柜区1-2设有储物柜11及与储物柜相适配的柜门12，所述储物柜11内腔顶部设置有与柜门12相连接的柜门气缸组件13，所述柜门气缸组件13与plc控制器3连接，通过plc控制器3控制柜门气缸组件13动作实现柜门12的自动开闭；
所述自动存取机构2包括直角坐标系机械手14和抓取气缸15，所述直角坐标系机械手14包括第一滚珠丝杠机构16、第二滚珠丝杠机构17、第一电机18和第二电机19，所述第一滚珠丝杠机构16经其一端设置的第一电机18驱动以使得设于第一滚珠丝杠机构上的第二滚珠丝杠机构17沿水平方向位移，所述第二滚珠丝杠机构17经其顶部设置的第二电机19驱动以使得设于第二滚珠丝杠机构17上的抓取气缸15竖直方向位移，所述抓取气缸15、第一电机18及第二电机19均与plc控制器3电性连接，通过plc控制器3控制第一电机18和第二电机19从而驱动直角坐标系机械手动作以实现抓取气缸15对相应的存储柜11位置进行准确定位，该plc控制器3控制抓取气缸15动作实现快递件的自动存放或提取；
所述后台监控机4上连接有gsm无线通信模块20，所述后台监控机4通过gsm无线通信模块20进行短信接收/发送取件验证码，所述后台监控机4将实时接收的取件验证码通过通讯电缆5传输至plc控制器3，由plc控制器3控制自动存取机构2准确定位并实现快递件存放或提取，快递件存放或提取完成后，该plc控制器3控制自动存取机构2复位并控制柜门气缸组件13动作自动关闭柜门12。
所述触摸显示屏6设于工作区1-1中部，所述触摸显示屏6下端设有打印机7，所述触摸显示屏6一侧设有nfc支付刷卡机8，所述nfc支付刷卡机8下方设有投币机9，所述投币机9下方设有二维码扫描单元10，所述二维码扫描单元10下方设有plc控制器3，通过二维码扫描单元10自动扫描快递件上的二维码，并经plc控制器3将二维码信息上传至后台监控机4进行分析及处理，从而获取寄件信息，通过gsm无线通信模块20进行短信发送取件验证码给收件人手机，同时，由plc控制器3控制自动存取机构2准确定位，并实现快递件存放。
所述抓取气缸15上设置有与plc控制器3电性连接的称重传感器21，所述称重传感器21用于自动称量放置于抓取气缸15上的快递件重量并将该重量数据上传至plc控制器3并在触摸显示屏6上实时显示；
所述触摸显示屏6上设置有存件服务模块22、取件服务模块23、寄件服务模块24、快递员专用取件模块25、寄件信息输入模块26和邮寄费支付选择模块27，所述寄件信息输入模块26用于寄件人输入寄件信息，所述寄件信息包括收件人的姓名、详细地址、电话号码、快递件重量，该寄件信息通过plc控制器3上传至后台监控机4，从而后台监控机4生成取件验证码；
根据plc控制器3的邮寄计费预先设定，自动将需缴纳的邮寄费金额传输至触摸显示屏6进行显示；
所述邮寄费支付选择模块27包括nfc支付刷卡机响应子模块28和投币机响应子模块29，当点击nfc支付刷卡机响应子模块28或投币机响应子模块29，使得plc控制器3响应，该plc控制器3控制nfc支付刷卡机8或投币机9进行邮寄费收取，待nfc支付刷卡机8或投币机9完成邮寄费缴纳后，plc控制器3自动控制打印机7进行邮寄单的打印。
还包括自动找零机30，所述自动找零机30设置于投币机9一侧，该自动找零机30与plc控制器3电性连接，通过投币机9进行邮寄费缴纳后可通过plc控制器3控制自动找零机30进行找零。所述存储柜区1-2顶部设置有与plc控制器3电性相连的监控摄像头31，所述监控摄像头31用于对取件和寄件过程进行监控，并将监控视频通过plc控制器3上传至后台监控机4进行实时监控及存储。所述plc控制器3采用西门子s200plc。所述通讯电缆5采用西门子ppi编程电缆。所述第一电机18和第二电机19均采用步进电机。所述监控摄像头31采用usbccd摄像头。
该快递末端智能化系统的具体实施过程如下：
第一步：自动存件，快递员点击触摸显示屏6上的存件服务模块22，通过二维码扫描单元10进行自动扫描快递件上的二维码，并经plc控制器3将二维码信息上传至后台监控机4进行分析及处理，从而获取寄件信息，通过gsm无线通信模块20进行短信发送取件验证码给收件人手机，再将快递件放置于抓取气缸15上，由plc控制器3控制自动存取机构2准确定位，使得靠近自动存取机构最近的闲置的储物柜的柜门12打开，存放快递件，再通过plc控制器3控制自动存取机构2复位，柜门12自动关闭，完成自动存件；
第二步：自动取件，收件人点击触摸显示屏6上的取件服务模块23，在收件人手机上输入相应的取件验证码发送至gsm无线通信模块20，并通过后台监控机4将实时接收的取件验证码通过通讯电缆5传输至plc控制器3，由plc控制器3控制自动存取机构2准确定位至存放相应的快递件的储物柜11处，自动打开柜门12，通过抓取气缸15自动取出快递件，自动存取机构2复位，柜门12关闭，收件人拿取快递件；
第三步：自动寄件，寄件人点击触摸显示屏6上的寄件服务模块24，将快递件放置于抓取气缸15上，通过称重传感器21自动称重并将快递件重量实时显示在触摸显示屏6上，在寄件信息输入模块26内输入收件人的姓名、详细地址、电话号码、快递件重量，根据plc控制器3邮寄计费预先设定的计算，自动将需缴纳的邮寄费金额传输至触摸显示屏6进行显示，当点击nfc支付刷卡机响应子模块28时，通过plc控制器3的响应，该plc控制器3控制nfc支付刷卡机9进行刷卡收取邮寄费，当点击投币机响应子模块29，通过plc控制器3响应，该plc控制器3控制投币机10进行现金收取邮寄费，若需找零，plc控制器3控制自动找零机30进行找零，再经plc控制器3将收件人的姓名、详细地址、电话号码、快递件重量上传至后台监控机4进行处理，从而后台监控机4生成取件验证码，并通过gsm无线通信模块20进行短信发送取件验证码至收件人手机，再由plc控制器3控制自动存取机构2准确定位，使得靠近自动存取机构最近的闲置的储物柜的柜门12打开，存放快递件，再通过plc控制器3控制自动存取机构2复位并控制柜门气缸组件13动作自动关闭柜门12，完成自动寄件；
第四步：快递员取件，快递员点击触摸显示屏6上的快递员专用取件模块25，输入特定的快递员取件密码后，通过plc控制器3控制柜门气缸组件13动作自动打开柜门12并控制自动存取机构2准确定位，通过抓取气缸15自动取出寄件人寄存的快递件，自动存取机构2复位，柜门12关闭，快递员取件。
直角坐标系机械手为现有技术，可从市场直接采购。
上述内容为本发明的示例及说明，但不意味着本发明可取得的优点受此限制，凡是本发明实践过程中可能对结构的简单变换、和/或一些实施方式中实现的优点的其中一个或多个均在本申请的保护范围内。