本发明涉及电子物流技术领域，尤其涉及一种应用于智能存取系统的控制方法和装置。
背景技术
现代快递业经过近30年的发展，现已成为利润丰厚、市场规模及潜力巨大的产业。快递行业在我国快速成长，2012年，全国规模以上快递服务企业业务量完成56.9亿件，同比增长54.8％；业务收入完成1055.3亿元，同比增长39.2％，快递业务量逐年递增，市场潜力大。快递公司内部流程分为4个环节：分拣封发、快件运输、中转站的分拣封发、快件派送。前3个环节在操作中都已采用了先进的物流技术，例如分拣系统采用了电子标签技术、拣选叉车式拣选等，运输环节中采用了gps定位系统、rfid自动扫描系统等。
随着社会的发展网上购物成为大学生的新宠，这也就催生了校园快递的发展。尽管校园快递站点经历了从传统“叫号取件”到“菜鸟驿站的凭借条码取件”的过渡，工作效率大幅度提高，但是在实际运营中存在的诸多问题，也深深限制着校园快递行业的发展。而派送环节一直为纯人力劳动，由快递员派送。这种方式导致快递员的劳动量大、派件效率低、用户收件不便、签收信息滞后等问题。这已成了急需解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明设计了一种应用于智能存取系统的控制方法和装置，快递员只需将快件放入智能存取系统中，由系统通知客户收件，可实现终端配送的自动化，促进快递行业的进步。
本发明所采用的技术方案如下：
一种应用于智能存取系统的控制方法，该存取系统包括智能快递自提柜以及后台数据管理中心两部分，所述智能快递自提柜中包括照明模块、控制模块、电子锁模块、收费模块、信息推送模块、存取模块、扫描模块以及位置获取模块，其特征在于，该控制方法包括：
步骤1，位置获取模块获取用户设备的位置信息，并将获取的位置信息与智能存取系统所处的位置信息进行比较，如果两个位置信息之间的差值在阈值范围内，则执行步骤2，如果两个位置信息之间的差值超出了阈值范围，则结束控制流程；
步骤2，电子锁上锁后，数码管显示5位上锁代码，第一次按开锁键，数码管显示5位开锁代码，此代码由前两位的开锁次数代码和后三位的随机数组成；
步骤3，第二次按开锁键，进入密码输入程序，客户可以按移位键和数字增加键输入计算所得的密码；
步骤4，全部密码输入完毕后，用户第三次按下开锁键，系统验证输入密码是否正确，如正确，开锁，绿色led闪烁10s；若密码错误，蜂鸣器报警30s后，重新显示新的开锁代码，需要输入最新生成的密码。
进一步的，所述步骤1具体包括：所述上锁代码由2位开锁次数和3位随机数随机组成。
进一步的，所述步骤1具体包括：每次上锁，由于开锁次数和生成的随机数不同，所以每次上锁的上锁代码也不同。
进一步的，所述步骤1具体包括：上锁后，上锁代码存入e2prom，正确开锁前，不允许重复获取上锁代码。
进一步的，所述步骤2具体包括：如果开锁代码显示的次数代码与上锁代码显示的上锁次数代码不同，客户可以拒收或联系卖家。
进一步的，所述步骤4具体包括：用户需要密码超时，重新显示开锁代码，用户需要输入新的密码。
一种应用于智能存取系统的控制装置，该存取系统包括智能快递自提柜以及后台数据管理中心两部分，所述智能快递自提柜中包括照明模块、控制模块、电子锁模块、收费模块、信息推送模块、存取模块、扫描模块，其特征在于，该控制装置包括：
第一设备单元，位置获取模块获取用户设备的位置信息，并将获取的位置信息与智能存取系统所处的位置信息进行比较，如果两个位置信息之间的差值超出了阈值范围，则结束控制流程；
第二设备单元，用于电子锁上锁后，数码管显示5位上锁代码，用于第一次按开锁键，数码管显示5位开锁代码，此代码由前两位的开锁次数代码和后三位的随机数组成；
第三设备单元，用于第二次按开锁键，进入密码输入程序，客户可以按移位键和数字增加键输入计算所得的密码；
第四设备单元，用于全部密码输入完毕后，用户第三次按下开锁键，系统验证输入密码是否正确，如正确，开锁，绿色led闪烁10s；若密码错误，蜂鸣器报警30s后，重新显示新的开锁代码，需要输入最新生成的密码。
进一步的，所述第一设备单元具体包括：所述上锁代码由2位开锁次数和3位随机数随机组成；
每次上锁，由于开锁次数和生成的随机数不同，所以每次上锁的上锁代码也不同；
上锁后，上锁代码存入e2prom，正确开锁前，不允许重复获取上锁代码。
进一步的，所述第二设备单元具体包括：如果开锁代码显示的次数代码与上锁代码显示的上锁次数代码不同，客户可以拒收或联系卖家。
进一步的，所述第四设备单元具体包括：用户需要密码超时，重新显示开锁代码，用户需要输入新的密码。
与现有技术相比本发明的有益效果如下：
1)智能存取系统的研究与开发，对于快递活动的所有参与者有十分重要的实用意义。首先作为快递企业，虽然智能快递终端的前期投入比较大，但是从长远来看，企业的后期持续性投入小，相对于传统的快递经营方式，使用智能快递终端总体投入要小很多，这样就可以为企业减少成本，提高配送效率；对于用户和快递员而言，如果在生活周围有一些智能快递终端，用户就可以根据自己的时间自主投递快递，避免了传统的快递员定时定点收快递的限制，相对于传统的快递员逐件收取快递的方式，大大节省了时间，并且保护了用户的信息，有效地提升了服务效率和服务质量。所以，从不同角度分析都可以得出，智能快递终端的应用前景大，具有良好的现实意义。
2)智能存取系统是针对目前国内快递终端配送现状提出的一种创新模型和理念，能够很好地解决目前快递业存在的一些问题，极具市场开发潜力和实用价值。本发明给出了该模型的基本框架，以及其支持技术系统，其投入生产应用尚需诸多技术上的优化，仍需要做进一步的研究。物流技术的广泛应用与发展，机械制造工业的发展，计算机集成制造技术的发展，这些都为自动存取快递机提供了有力的支撑。基于此模型的建立以及现代技术的集成与研究人员的努力与探索，智能存取系统将成为社会发展、便捷生活的重要角色。
3)本发明综合运用无线通信、电子信息、自动控制、web开发等技术，通过电路板制作、机械设计安装、电脑可视化平台建设，实现一套可直接应用于各生活小区或各高校的全智能化快递柜，能够实现快递自助存取、取件超时收费及寄件称重收费、电脑可视化桌面等功能，系统功能齐备，操作便捷，在现有普通智能快递柜的基础上进行了一定的改进和功能的完善，系统性能稳定可靠，使用效果良好，为现代化物流提供一定的技术支持，可大大提高国民的生活水平和生活质量，节省人力资源和公共应用资源，带来一定的社会影响力。
附图说明
图1为本发明的应用于物联网中的智能存取系统的示意图；
图2为本发明的智能存取系统的操作流程示意图；
图3为本发明的电子锁的控制流程示意图；
图4为本发明的电子锁控制电路的示意图。
具体实施方式
为了更好的说明本发明，现结合具体实施例以及说明书附图对技术方案作进一步的说明。虽然实施例中记载了这些具体的实施方式，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
本发明的本发明的应用于物联网中的智能存取系统的示意图如图1所示，智能存取系统是将物联网和云计算技术融合在一起，系统包括智能快递自提柜以及后台数据管理中心两部分。智能快递自提柜由图1所示的多个部分模块组成，包括照明模块、控制模块、电子锁模块、收费模块、信息推送模块、存取模块、扫描模块以及位置获取模块。整个智能系统的核心部分就是用单片机控制的智能快递投递柜控制系统以及后台数据处理、存储中心。其与pc服务器一起构成智能快递投递柜系统。
物联网是近几年主流的技术，它是以互联网为主，通过移动数据、射频识别(rfid)、激光扫描器、红外线、gps等技术将身边物品按照一定的协议连接到互联网，这样就可以实现信息的交流与收集处理，将物品集中到一个类似于网状的东西，它可以将网里的所有物品相连，运用先进的大数据、云计算、模式识别等信息处理技术，实现物品的定位、智能识别、跟踪、检测、数据收集与管理等。
本次设计的智能快递自提柜的控制端是基于嵌入式技术，通过rfid、红外线扫描以及摄像头等各种各样的传感器进行数据采集，采集的数据由单片机控制系统进行管理和处理，处理完再通过各类控制器实现整个终端的运行，执行操作包括短信提醒，rfid身份识别，摄像头监控。
本发明的智能存取系统的操作流程示意图如图2所示。快递员将快件送达指定地点后，只需将其存入快递自提柜，系统便自动为用户发送一条短信，包括取件单号和验证码，用户在方便的时间到达该终端前，输入取件单号以及验证码即可取出快件。pc服务端首先收集智能快递投递柜采集到的快件的详细信息，将这些数据进行收集、处理、分类，做成用户快件数据库，这样就可以将数据实时发布到管理后台，从而可以让网购用户、快递人员、系统管理员实时了解快件的数据，调配快件，维护终端等操作。该产品旨在为用户存取快件提供便利的时间和地点。
图3为本发明的电子锁的控制流程示意图。为了增加系统的安全性，该电子锁采用动态密码方式来进行控制。该动态密码控制方式有如下特点：
(1)共5位密码，每位密码的取值范围为0～9。
(2)系统根据开锁次数、电子锁序号、开机随机数动态生成密码。
(3)5位密码输入不完全正确时，报警30s，重新生成开机随机数并显示，生成新的密码，用户需要新的密码才能打开密码锁。
(4)键入的5位密码完全正确时，led闪烁10s，电子锁开锁。
(5)电子锁上锁后，显示上锁随机数，用户正确输入密码前，用户不能重新生成随机数。
(6)由于电子锁运行过程中，需要轮换显示上锁随机数、开锁随机数以及用户输入的密码，因此，电子锁需要有一位数码管显示相应的功能符。
电子锁上锁后，数码管显示5位上锁代码，此代码由2位开锁次数和3位随机数随机组成。每次上锁，由于开锁次数和生成的随机数不同，所以每次上锁的上锁代码也不同。上锁后，上锁代码存入e2prom，正确开锁前，不允许重复获取上锁代码。第一次按开锁键，数码管显示5位开锁代码，此代码由前两位的开锁次数代码和后三位的随机数组成。如果开锁代码显示的次数代码与上锁代码显示的上锁次数代码不同，客户可以拒收或联系卖家。第二次按开锁键，进入密码输入程序，客户可以按移位键和数字增加键输入计算所得的密码。全部密码输入完毕后，用户第三次按下开锁键，系统验证输入密码是否正确，如正确，开锁，绿色led闪烁10s；若密码错误，蜂鸣器报警30s后，重新显示新的开锁代码，需要输入最新生成的密码。用户需要密码超时，重新显示开锁代码，用户需要输入新的密码。
为了保证程序运行过程中可以根据需要随时显示不同的随机数，本程序在定时器中断程序放置一个递增变量作为种子，以调用strand()程序初始化随机数程序。然后调用rand()产生随机数。上锁随机数由3位随机数和2位开锁次数代码组成。在本系统中采用随机数的个位、十位、百位和开锁次数的个位、十位组成。系统取得这5个数字后，根据其和格式化这5个数字，生成上锁随机数。开锁随机数由3位随机数和2位开锁次数代码组成。为了方便客户根据开锁次数判断快递运输状态，开锁代码的首两位为开锁次数的十位和个位。后三位为随机数百位、十位和个位。
后台数据管理中心主要由数据库、商家发货管理系统、买家收货系统组成。数据库主要用来存储上锁代码、序列号、商家信息、电子锁编码信息和买家信息，商家发货后，登录商家发货管理系统，输入发货商品所用电子锁编码信息和上锁代码以及买家id。对应买家登录后，系统提示买家收货以及商品所用电子锁的开锁代码首两位数字。收到货物后，买家检查开锁代码是否符合系统提示，若正确，登录管理系统，输入开锁代码，获取密码开锁；若错误，直接拒收，或联系卖家处理。
动态密码电子锁可以根据开锁次数、电子锁序列号动态生成密码，每次开锁需要输入不同的密码才能开锁，不能暴力破解开锁密码，满足了快递运输安全性的要求。同时硬件简洁可靠，符合系统设计要求。
图4为本发明的电子锁控制电路的示意图。
主控芯片采用stc11l02e，该芯片为51内核单机，工作电压2.4-3.6v,可选18引脚sop封装，抗干扰能力强。wifi模块选用usr-wifi232-t。usr-wifi232-t是“有人物联网公司”推出的一款经典的wifi模块。具有低功耗、低成本、小体积的特点。该模块可集成了mac，基频芯片，射频收发单元，tcp/ip协议栈，以及功率放大器。采用了1*10管脚2mm插针连接器，更易于焊装在照明和插座等应用领域的产品硬件上。配备外置天线连接器，适用于各种外置天线的应用。
电机驱动芯片采用l9110s。它是为控制和驱动电机而设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件，将分立电路集成在单片ic之中，使外围器件成本降低，整机可靠性提高。该芯片有两个ttl/cmos兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性；两个输出端能直接驱动电机的正反向运动，它具有较大的电流驱动能力，每通道能通过800ma的持续电流，峰值电流能力可达1.5a，且为8引脚sop封装，非常适合在门锁内使用。
报警电路由蜂鸣器实现，当出现非法开锁或者3次密码错误时，发出报警声。电源部分由1节18650锂电池构成，实现对各个模块供电。18650表示电池是形状为直径18mm高度为65mm的圆柱体。它具有能量密度高，安全性好的特点，一节电池可以供门锁长达1年之久，不用频繁更换电池。
快递自提柜中的输入采用矩阵键盘来实现，矩阵键盘上按键有“1”、“2”、“3”、“4”、“5”、“6”、“7”、“8”、“9”、“0”、“存”、“取”。显示模块使用一个4位七段数码管跟一个1位七段数码管组成，其中1位七段数码管显示范围是1～9，代表智能快递自提柜箱子序号。4位七段数码管显示单片机随机生成的2位数字密码。
利用1位七段数码管模拟智能快递自提柜的箱子序号，用4位七段数码管来表示每次存储所需要的密码。每当按下“存”时，1位七段数码管会从未占用的箱子开始往后显示，同时，4位七段数码管会显示两位随机密码，该随机密码与所显示箱子序号相互对应，比如：“存”—“31”“1”—“存”，“存”—“25”“2”—“存”。就表示1号箱子密码是“31”，而2号箱子密码为“25”。当按下“取”的时候，1位七段数码管开始工作，4位七段数码管未工作，输入箱子序号后，4位七段数码管也开始工作，用户可输入与箱子序号对应的两位数密码。若输入正确，再次按下“取”键，则两个数码管同时归零；若输入错误，系统则重新恢复到第一次按“取”键的状态。比如：“取”“1”—“31”—“取”—“00”“0”，若是按错，“取”—“1”—“25”—“取”—“0”。若是已经提取过的箱子，再次按下“存”键的时候，系统将会再次赋予该空箱子随机密码。比如：“存”—“31”“1”—“存”，“存”—“25”“2”—存，“取”—“1”—“31”—“取”。(再次按下存)“存”—“46(只是与第一次不一样)”“1”(此时再次给1号箱子赋予密码)。
本发明还提供了一种应用于智能存取系统的控制装置，该存取系统包括智能快递自提柜以及后台数据管理中心两部分，所述智能快递自提柜中包括照明模块、控制模块、电子锁模块、收费模块、信息推送模块、存取模块、扫描模块，其特征在于，该控制装置包括：
第一设备单元，用于电子锁上锁后，数码管显示5位上锁代码；
第二设备单元，用于第一次按开锁键，数码管显示5位开锁代码，此代码由前两位的开锁次数代码和后三位的随机数组成；
第三设备单元，用于第二次按开锁键，进入密码输入程序，客户可以按移位键和数字增加键输入计算所得的密码；
第四设备单元，用于全部密码输入完毕后，用户第三次按下开锁键，系统验证输入密码是否正确，如正确，开锁，绿色led闪烁10s；若密码错误，蜂鸣器报警30s后，重新显示新的开锁代码，需要输入最新生成的密码。
所述第一设备单元具体包括：所述上锁代码由2位开锁次数和3位随机数随机组成；
每次上锁，由于开锁次数和生成的随机数不同，所以每次上锁的上锁代码也不同；
上锁后，上锁代码存入e2prom，正确开锁前，不允许重复获取上锁代码。
所述第二设备单元具体包括：如果开锁代码显示的次数代码与上锁代码显示的上锁次数代码不同，客户可以拒收或联系卖家。
所述第四设备单元具体包括：用户需要密码超时，重新显示开锁代码，用户需要输入新的密码。
该系统应用的支持技术如下。
1)自动存取快递采用了先进的物理技术与现代信息技术。目前rfid技术在国内快递领域内的应用主要集中在中国邮政业务上，通过研究与实践分析证明，rfid技术在快递业同样具有极大的应用价值。快递公司采用rfid技术时，可以在自动存取快递机存件口安装阅读器，以提高工作效率。rfid电子标签储存有快件的基本信息、物流信息。当快件通过存件口时，阅读器接收信号，传送到主系统中，主系统识别电子标签信息并存入系统，以备使用。同时主系统将物流信息反馈给公司信息系统。
2)在取快件平台应用了pos系统。pos机安装在控制面板一侧，通过网络连接快递公司有关部门。当取件人输入正确的信息时，快件被送到取件口。如快件为货到付款，系统提取快件单价，pos机显示交易金额，读取银行卡磁条信息，取件人输入识别信息(密码)，pos系统将信息上传银行系统与快递公司的相关部门。之后取件口打开，可以进行取件。
3)diad电子写字板的应用。diad电子写字板通过网络连接公司的有关部门。取件人拿到快件时，取件平台提示取件人签字确认。当取件人在电子写字板签字后，签字确认收件信息会及时传送到公司终端系统。
4)短信平台、监控摄像头的应用。短信平台提取收件人的联系方式、快递单号、验证码、取件地址，发送信息到收件人手机，通知收件人及时取件。如收件人24h内未取走快件，短息平台重新发送取件信息。监控摄像头不但可以确保自动存取快递机的安全，还可以采集信息。如收件人发现快件有问题，可以通过监控摄像拍摄留证，并将信息反馈公司，公司再将信息反馈至卖家。
自动存取快递系统是针对目前国内快递终端配送现状提出的一种创新模型和理念，能够很好地解决目前快递业存在的一些问题，极具市场开发潜力和实用价值。本文给出了该模型的基本框架，包括机械系统、信息系统、控制系统、监控系统，以及其支持技术系统，其投入生产应用尚需诸多技术上的优化，仍需要做进一步的研究。物流技术的广泛应用与发展，机械制造工业的发展，计算机集成制造技术的发展，这些都为自动存取快递机提供了有力的支撑。基于此模型的建立以及现代技术的集成与研究人员的努力与探索，自动存取快递机将成为社会发展、便捷生活的重要角色。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，光介质、或者半导体介质等。