一种智能共享快件寄递系统及其使用方法与流程

本发明涉及快件物流资源共享技术领域，特别是涉及一种智能共享快件寄递系统及其使用方法。

背景技术：

根据国家邮政局监测数据显示，截至2020年11月16日，我国快递年业务量首次突破700亿件。据预测，2020年全年快递业务量有望超过800亿件。我国快递业务量已经连续6年稳居世界第一。我国快递业务量高速增长的同时也带来了不少问题：

一是快递包装造成的环境污染与资源浪费问题。快递包装物主要包括快递运单、编织袋、塑料袋、封套、瓦楞纸箱、胶带等。这些包装或者不能循环利用，或者不可降解，或者被过度使用，或者被消费者随意丢弃，造成了严重的资源浪费，影响着行业、企业的可持续发展，也给我国的生态环境治理带来了巨大压力。虽然有电商和快递企业合作推出了共享快递盒、循环快递袋及快递纸箱回收等服务，但由于缺乏科学高效的循环共享机制、回收成本大于制造成本等问题，这些举措目前仍难以大规模推广。目前广泛应用的共享快递柜也仅仅是在一定程度上给网购人群和快递员带来了便利，无法解决快递包装污染问题。

二是个人信息泄露问题。由于快递运单上含有电话号码、住址等个人信息，有可能造成信息泄露，给不良商家或不法分子施行广告骚扰和诈骗提供了可乘之机。

三是快递包装标准不统一的问题。快递包装规格缺乏标准，包装形状大小不一，材质各不相同，给快递运输及快递堆放造成诸多不便，影响了快递分拣运输等环节的作业效率。

四是快递包裹容易丢失的问题。普通快递包裹没有采用任何定位手段，一旦丢失很难找回。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种智能共享快件寄递系统及其使用方法，以实现快递包装循环利用、快递位置的全程定位，提供智能、安全、便捷的快递服务。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种智能共享快件寄递系统，包括共享快递柜、共享快递箱和云平台，所述共享快递柜和共享快递箱均通过窄带物联网与所述云平台相连；所述共享快递柜包括柜体和共享快递柜控制系统，所述柜体上多个用于存放所述共享快递箱的格口；所述共享快递柜控制系统包括快递柜主控模块、快递柜定位模块、快递柜通信模块和rfid读写器；所述共享快递箱包括箱体和共享快递箱控制系统，所述共享快递箱控制系统包括快递箱主控模块、快递箱定位模块、快递箱通信模块和rfid识别模块；

所述快递柜主控模块分别与所述快递柜定位模块、快递柜通信模块和rfid读写器连接；所述快递柜定位模块，用于实时定位所述共享快递柜所在位置；所述快递柜通信模块，用于实现所述共享快递柜与云平台之间的数据通信和信息交互；所述rfid读写器用于向所述共享快递箱中的rfid识别模块写入快件寄递相关信息或从所述共享快递箱中的rfid识别模块中读出快件寄递相关信息；

所述快递箱主控模块分别与所述快递箱定位模块、快递箱通信模块和rfid识别模块连接；所述快递箱定位模块，用于实时定位所述共享快递箱所在位置；所述快递箱通信模块，用于实现所述共享快递箱与云平台之间的数据通信和信息交互；所述rfid识别模块用于存储快件寄递相关信息。

所述共享快递箱控制系统还包括加速度传感器，所述加速度传感器用于检测箱体的运动状态；所述快递箱主控模块在所述加速度传感器检测到箱体没有运动时进入省电模式。

所述快递箱主控模块在所述加速度传感器检测到箱体在运动时，判断距离上一次发送位置信息是否超过设定时间，当超过设定时间时，所述快递箱主控模块控制所述快递箱通信模块向所述云平台发送快递箱定位模块获取的位置信息。

所述箱体包括一顶板、一底板和、四侧板，其中，所述底板与四侧板为一体化不可拆卸结构，所述顶板与四侧板中的一侧板以铰链相连并设置有电控锁，所述电控锁与所述快递箱主控模块相连。

所述箱体上设置有与所述快递箱主控模块相连的显示屏，所述显示屏用于显示二维码信息，所述二维码信息包括空箱二维码和快件二维码，所述空箱二维码为所述共享快递箱的标识码；所述快件二维码在完成寄件操作后显示。

所述格口内还设置有与所述快递柜主控模块相连的无线充电发射模块，所述箱体上设置有与所述快递箱主控模块相连的无线充电接收模块；所述共享快递箱位于所述格口内时，所述无线充电发射模块向所述无线充电接收模块进行无线充电。

所述格口内的底部还设置有与所述快递柜主控模块相连的称重传感器模块，所述称重传感器模块用于对放入寄件物体的共享快递箱进行称重。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种上述智能共享快件寄递系统的使用方法，包括以下步骤：

(1)寄件用户打开格口取出共享快递箱，通过移动终端扫描所述共享快递箱的显示屏上显示的空箱二维码，寄件用户移动终端上出现快件寄递相关信息输入界面，寄件用户输入快件寄递相关信息并确认后，所选共享快递箱的电控锁自动开启；

(2)寄件用户向所选共享快递箱中放入待寄递物品后，关上所述共享快递箱，所述共享快递箱的电控锁自动闭锁，所述共享快递箱的显示屏上显示快件二维码和收件人信息；

(3)寄件用户将装有待寄递物品的共享快递箱放回格口内，所述共享快递柜从云平台获取所述快件寄件相关信息，并通过安装在格口内的rfid读写器向所述共享快递箱中的rfid识别模块写入所述快件寄递相关信息；

(4)寄件用户根据云平台计算出的快递费用选择支付方式；

(5)云平台向附近的快递员发送待寄件通知，快递员通过移动终端查收该待寄件通知并确认接单后，该快递员将收到一个与待寄件的共享快递箱对应的取件码，并通过移动终端查询到存放待寄件共享快递箱的共享快递柜；

(6)快递员输入取件码，从格口内取出共享快递箱，该共享快递箱进入快递公司的快递运输环节，此时寄件用户与收件人通过移动终端收到快递发出通知，并能够通过云平台查询到该共享快递箱的位置信息；

(7)在快递分拣中心，通过安装了rfid读写器的分拣设备读取所述共享快递箱中rfid识别模块所存储的快件寄递相关信息实现自动化分拣；

(8)所述共享快递箱到达收件人所在地的配送站后，配送站根据该共享快递箱的收件人地址信息将其分配给负责相应区域的快递员，快递员根据共享快递箱显示屏上显示的收件人信息，将该共享快递箱派送到距离收件人地址最近的共享快递柜；

(9)快递员将所述共享快递箱放入所述共享快递柜的格口内，安装在格口箱中的rfid读写器读取所述共享快递箱中rfid模块存储的快件寄递相关信息；

(10)共享快递柜通过通信模块向云平台发送共享快递箱入柜信息，云平台根据接收到的快件寄递相关信息，向寄件用户与收件人分别发送快件到达和取件通知；

(11)收件人从格口中取出共享快递箱，通过移动终端扫描共享快递箱的显示屏上显示的快件二维码，移动终端上出现取件码输入界面，快递寄件用户输入取件码并确认后，共享快递箱的电控锁自动开启；

(12)收件人从共享快递箱中取出快件物品后，关上共享快递箱，共享快递箱的显示屏上显示的快件二维码和收件人信息被清除，并重新显示空箱二维码；

(13)收件人将共享快递箱放回共享快递柜的格口内，云平台向寄件用户发送快件已签收信息，本次快件寄递过程结束。

所述共享快递箱放入所述共享快递柜的格口中后，所述格口内的无线充电发射模块自动向所述无线充电接收模块进行无线充电。

所述步骤(3)和(4)之间还包括格口内的称重传感器模块对所述共享快递箱进行称重，并将结果通过快递柜通信模块发送至所述云平台的步骤。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明使用的共享快递箱具有形状大小标准化、防水、防撞击、可多次循环使用等诸多优点，且便于码放和运输；通过设置定位模块使得快件包裹全程定位跟踪，方便掌握物流信息，不易丢失；共享快递箱上只显示有限的个人信息，有效保障用户个人隐私权益；本发明采用物联网技术，提供一种绿色智能、可远程控制和定位、保障用户隐私、使用便捷高效的快件寄递服务。

附图说明

图1是本发明实施方式一种智能共享快件寄递系统的示意图；

图2是本发明实施方式中共享快递箱的结构示意图；

图3是本发明实施方式中共享快递柜格口的结构示意图；

图4是本发明实施方式中的共享快递箱定位流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式涉及一种智能共享快件寄递系统，如图1所示，包括：共享快递箱1、共享快递柜2、nb-iot通信网络3、智能共享快件寄递系统云平台4、快递用户手机客户端5、快递员手机客户端6；其中，所述智能共享快件寄递系统云平台4分别与所述共享快递箱1、共享快递柜2、快递用户手机客户端5、快递员手机客户端6通过nb-iot通信网络3、互联网或手机运营商网络进行数据通信。

本实施方式中，所述nb-iot通信网络3包括若干nb-iot基站、一个nb-iot核心网；所述nb-iot通信网络3为所述共享快递箱1和智能共享快件寄递系统云平台4之间，以及所述共享快递柜2和智能共享快件寄递系统云平台4之间提供nb-iot无线网络连接。

所述智能共享快件寄递系统云平台4包括阿里云服务器、智能共享快件寄递系统云平台软件，所述智能共享快件寄递系统云平台软件运行在所述阿里云服务器上，其功能模块包括寄件服务、快件查询、取件通知、在线支付、路线规划、快件安全等。

本实施方式中的快递用户手机客户端5为手机应用程序(app)，功能包括：用户注册与登录、共享快递柜位置与状态查询、扫描识别二维码、快件寄递信息填写与提交、快递费用在线支付、快件位置信息查询、取件通知推送。所述快递员手机客户端6为手机app，功能包括：用户注册与登录、扫描识别二维码、待寄件通知推送、取件历史查询、送件历史查询。

参见图2，共享快递箱1包括箱体11和共享快递箱控制系统；所述箱体11包括一面顶板、一面底板、四面侧板，其中，所述底板与四面侧板为一体化不可拆卸结构，所述顶板与背面侧板以金属铰链12相连；所述共享快递箱控制系统包括定位模块、rfid模块、加速度传感器、通信模块、存储模块、显示屏13、电控锁14、主控模块、电池模块、无线充电接收模块15；所述定位模块、rfid模块、加速度传感器、通信模块、存储模块、主控模块、电池模块均集成安装在一块印刷电路板16上，并固定在箱体背面侧板夹层中。其中，所述定位模块为北斗卫星导航系统(bds)或全球定位系统(gps)模块，用于实时定位共享快递箱所在位置。所述rfid模块为包含支持无线写入的rfid标签，用于存储快件寄递相关信息，快件寄递相关信息包括：寄件人姓名、联系方式、地址，收件人姓名、联系方式、地址，寄递物品的名称、类别、数量。所述加速度传感器为为三轴加速度传感器，用于检测箱体的运动状态。所述通信模块为nb-iot模块，用于共享快递箱与智能共享快件寄递系统云平台之间进行数据通信和信息交互。所述存储模块用于存储共享快递箱控制系统运行数据。所述主控模块为微控制单元(mcu)，例如可以是单片机或者arm处理器，分别与所述定位模块、rfid模块、加速度传感器、通信模块、存储模块、显示屏13、电控锁14、电池模块、无线充电接收模块15电性连接。所述电池模块采用可充电电池，用于为所述共享快递箱控制系统提供电能。所述无线充电接收模块15固定在箱体底板夹层中，用于为所述电池模块进行充电。所述显示屏13为表面覆盖了高强度、高硬度玻璃的低功耗电子墨水屏，嵌入式固定在箱体的正面侧板表面，用于显示二维码131和文字形式的收件人信息。本实施方式中的二维码131有两种形式，一种是空箱二维码，所述空箱二维码与所述共享快递箱一一对应，在所述共享快递箱出厂时即固定，并存储在所述共享快递箱控制系统的存储模块中，具有唯一性；另一种是快件二维码，所述快件二维码在快递用户完成寄件操作后显示在所述显示屏上，替换所述空箱二维码。本实施方式中的收件人信息包括收件人姓名、收件人手机号、收件人地址，其中收件人手机号第4至7位数字用*号代替。所述电控锁14固定安装在箱体顶板上，用于执行共享快递箱的开启与闭锁操作。

优选地，所述箱体11的形状为长方体，所述箱体11的规格按照标准化设置成不同等级，所述箱体11的材质为非金属材质，材质特性包括轻量化、耐撞击、环保无毒、防水、阻燃。

共享快递柜2包括柜体、共享快递柜控制系统；所述柜体包括若干数量的格口，其结构如图3所示，用于存放共享快递箱；所述格口包括格口箱体21和格口箱门22，所述格口箱体21与格口箱门22之间通过转轴23相连，格口的规格根据共享快递箱的规格设置成不同等级；所述共享快递柜控制系统包括定位模块、rfid读写器24、通信模块、存储模块、触摸屏、格口电控锁25、主控模块、电源管理模块、无线充电发射模块26、称重传感器模块27；其中，所述定位模块为bds或gps模块，用于实时定位共享快递柜所在位置，所述rfid读写器24安装在每一个格口的格口箱体背板上，用于向共享快递箱中的rfid模块写入快件寄递相关信息，所述通信模块为nb-iot模块，用于共享快递柜与智能共享快件寄递系统云平台之间进行数据通信和信息交互，所述存储模块用于存储共享快递柜控制系统运行数据，所述触摸屏用于显示开柜二维码、共享快递柜的信息输入以及与用户操作交互，所述格口电控锁安装在每一个格口的格口箱门22上，用于执行格口的开启与闭锁操作，所述电源管理模块用于为所述定位模块、rfid读写器24、通信模块、存储模块、触摸屏、格口电控锁25、主控模块、无线充电发射模块26、称重传感器模块27提供可靠稳定的工作电源，所述无线充电发射模块26安装在每一个格口的格口箱体21底部，用于为共享快递箱进行无线充电，所述称重传感器模块27安装在每一个格口的格口箱体21底部，用于对共享快递箱进行称重，所述主控模块分别与所述定位模块、rfid读写器24、通信模块、存储模块、触摸屏、格口电控锁25、电源管理模块、无线充电发射模块26、称重传感器模块27电性连接。

所述智能共享快件寄递系统的使用方法如下，包括以下步骤：

(1)所有使用智能共享快件寄递系统的快递用户注册并登录快递用户手机客户端，所有使用智能共享快件寄递系统的快递员注册并登录快递员手机客户端，注册均需通过实名认证；

(2)快递寄件用户通过快递用户手机客户端查找到附近存有空共享快递箱的共享快递柜；

(3)快递寄件用户点击共享快递柜触摸屏上显示的“客户寄件”按钮，触摸屏上显示开柜二维码，快递寄件用户通过快递用户手机客户端扫描开柜二维码，选择合适的共享快递箱规格并确认后，共享快递柜的若干格口中，其中一个存有相应规格空共享快递箱的格口的格口电控锁自动开启；

(4)快递寄件用户取出共享快递箱，通过快递用户手机客户端扫描共享快递箱显示屏上显示的空箱二维码，快递用户手机客户端上出现快件寄递相关信息输入界面，快递寄件用户填写快件寄递相关信息并确认后，所选共享快递箱的电控锁自动开启；

(5)快递寄件用户向所选共享快递箱中放入待寄递物品后，关上共享快递箱，共享快递箱的电控锁自动闭锁，共享快递箱显示屏上显示快件二维码和收件人信息；

(6)快递寄件用户将装有待寄递物品的共享快递箱放回格口箱并关上格口箱门，格口电控锁自动闭锁，安装在格口箱中的rfid读写器向共享快递箱中的rfid模块写入快件寄递相关信息，格口箱底部的无线充电发射模块开始对共享快递箱进行无线充电；

(7)共享快递柜通过该格口箱中的称重传感器模块对共享快递箱进行称重，重量数据通过共享快递柜的通信模块发送至智能共享快件寄递系统云平台，智能共享快件寄递系统云平台综合快件重量、寄递距离等因素智能计算出快递费用，并发送通知给快递寄件用户；

(8)快递寄件用户在手机上点击快递费用通知后，进入快递用户手机客户端的快递费用支付界面，快递寄件用户在线支付快递费用；

(9)智能共享快件寄递系统云平台向附近的快递员发送待寄件通知，附近的某个快递员通过快递员手机客户端查收该通知并确认接单后，该快递员将收到一个与待寄件的共享快递箱对应的取件码，该快递员通过快递员手机客户端查询到存放待寄件共享快递箱的共享快递柜；

(10)快递员点击共享快递柜触摸屏上显示的“快递员取件”按钮，触摸屏上显示取件码输入界面，快递员通过点击操作触摸屏输入取件码，该取件码对应的共享快递箱所在格口箱的箱门自动开启，快递员取出共享快递箱后关上格口箱门，格口电控锁自动闭锁，该共享快递箱进入快递公司的快递运输环节，此时快递寄件用户与收件人通过快递用户手机客户端收到快递发出通知，可以通过智能共享快件寄递系统云平台查询到该共享快递箱的位置信息，并能查看到智能共享快件寄递系统云平台估算的寄达日期；

(11)在快递分拣中心，通过安装了rfid读写器的分拣设备，利用共享快递箱中rfid模块所存储的快件寄递相关信息，可以对共享快递箱进行高效自动化分拣；

(12)共享快递箱到达收件人所在地的配送站后，配送站根据该共享快递箱的收件人地址信息将其分配给负责相应区域的快递员，快递员根据共享快递箱显示屏上显示的收件人信息，将该共享快递箱派送到距离收件人地址最近的共享快递柜；

(13)快递员点击共享快递柜触摸屏上显示的“快递员存件”按钮，触摸屏上显示开柜二维码，快递员通过快递员手机客户端扫描开柜二维码，选择合适的格口规格并确认后，共享快递柜的若干空格口中，快递员所选规格的其中一个格口的格口电控锁自动开启；

(14)快递员将共享快递箱放入格口箱并关上格口箱门，格口电控锁自动闭锁，安装在格口箱中的rfid读写器读取共享快递箱中rfid模块存储的快件寄递相关信息，格口箱底部的无线充电发射模块开始对共享快递箱进行无线充电；

(15)共享快递柜通过通信模块向智能共享快件寄递系统云平台发送共享快递箱入柜信息，智能共享快件寄递系统云平台根据接收到的快件寄递相关信息，向快递寄件用户与收件人分别发送快件到达和取件通知，取件通知中包含取件码；

(16)收件人点击共享快递柜触摸屏上显示的“客户取件”按钮，触摸屏上显示开柜二维码，收件人通过快递用户手机客户端扫描开柜二维码，存放寄给该收件人共享快递箱的格口的格口电控锁自动开启；

(17)收件人取出共享快递箱，通过快递用户手机客户端扫描共享快递箱显示屏上显示的快件二维码，快递用户手机客户端上出现取件码输入界面，快递寄件用户输入取件码并确认后，共享快递箱的电控锁自动开启；

(18)收件人从共享快递箱中取出快件物品后，关上共享快递箱，共享快递箱的电控锁自动闭锁，共享快递箱显示屏上显示的快件二维码和收件人信息被清除，并重新显示空箱二维码；

(19)收件人将共享快递箱放回已开启的共享快递柜的格口并关上格口箱门，格口电控锁闭锁，智能共享快件寄递系统云平台向快递寄件用户发送快件已签收信息，本次快件寄递过程结束。

值得一提的是，本实施方式中的共享快递箱1的定位功能通过定位模块实现，其定位流程如图4所示，包括以下步骤：

(1)共享快递箱控制系统上电后进行初始化；

(2)初始化完成后进入低功耗省电模式；

(3)加速度传感器持续检测共享快递箱的运动状态，如果没有检测到震动，则系统维持在低功耗省电模式，即回到步骤(2)；

(4)如果加速度传感器检测到震动，同时系统判断距上一次发送位置信息未超过20分钟，则系统维持在低功耗省电模式，即回到步骤(2)；

(5)如果加速度传感器检测到震动，同时系统判断距上一次发送位置信息已超过20分钟，则系统通过通信模块向智能共享快件寄递系统云平台发送共享快递箱的实时位置信息；

(6)完成本次位置信息发送后，系统进入低功耗省电模式，即回到步骤(2)。

通过执行上述定位软件流程，如共享快递箱因故在某处长时间静止停留则不发送位置信息，智能共享快件寄递系统云平台始终更新共享快递箱上一次因位置移动、颠簸后发送的位置信息，从而可以在确保尽可能全程掌握共享快递箱位置信息的同时，降低频繁开启定位模块带来的能耗损失，延长共享快递箱电池模块的续航时间。