专利名称：一种物流定位认证监测系统及其工作方法
技术领域：
本发明涉及快递物流技术领域的一种服务应用系统及其工作方法，特别是关于一种能够实时定位追踪货物、认证收件人身份和监测取证货物颠簸程度的物流定位认证监测系统及其工作方法。
背景技术：
随着互联网的普及，电子商务的兴起，尤其是物联网的快速发展，使得快递的需求和业务量与日俱增，相应地，人们对于一种高效、可靠的快递物流系统以及运作方法的渴望
也在与日俱增。现有的快递运营模式中，用户通过登录快递公司的网站，查询货物途径和到达的中转站等固定位置及其对应的时间，掌握货物递送信息。待货物抵达收件人处的物资集散地时，由快递公司工作人员打电话通知收件人取件或送至收件人处，以收件人的签名为收件依据，完成货物的签收工作。这种简单的作业模式在应付日趋复杂的快递业务时已逐渐凸显弊端1、无法实时精确获悉货物当前所处地理位置，对于货物的运送途径、到达的预期时间以及快递公司的效率用户无法判断，在信息极度不对等的情况下无形中增加了用户的机会成本。2、对于一些如住宅区、商圈或者学校等收发快递密集的地区，快递公司工作人员往往需要一次性携带大批货物到达分发点，通过电话联系收件人前来取件，这种方式一方面加大了快递公司工作人员的工作量，降低了货物的递送效率；另一方面当工作量大的时候，快递公司工作人员往往无法认真核对货物和收件人的相关信息，容易发生货物错领、误领和冒领等情况，导致纠纷，致使用户蒙受经济损失。3、当收发件人使用了假名收发快递时，一旦货物遗失或被他人通过伪造签字冒领，收发件人无法证明身份，维护自己的合法权益。4、当货物未被签收而退回发件人的过程中，容易发生将发件人签收退回的货物当做收件人正常签收货物处理的混乱情况，容易因货物状态不明导致收件人与发件人之间产生纠纷，而且一些不良商家可以利用此情况接收退货但拒不退款，从而使消费者蒙受经济损失。此外，因运送货物受损而产生矛盾纠纷也是当前快递物流公司与用户之间最容易爆发的问题。由于运营模式和技术条件的限制，一旦货物受损，很难判断货物损坏的具体时间段，也即无法判断物品损坏的责任应该归于发件人还是快递物流公司。而且由于用户无法掌握货物在运送过程中的颠簸程度，因此也无法对快递物流公司操作过程中的不良行为进行取证，无从比较快递公司在运送过程中的服务质量。快递物流公司也无法对其工作人员的操作行为进行监督，难以规范工作人员的操作行为，降低物品受损几率。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够实时定位追踪货物、认证收件人身份和监测取证货物颠簸程度，从而使货物递送过程更加安全可靠的物流定位认证监测系统及其工作方法。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种物流定位认证监测系统，其特征在于它包括一个以上的嵌入式终端和一云端服务平台；快递公司的每一货物包装袋上均设置一嵌入式终端，每一嵌入式终端具有唯一的终端身份识别码，通过通信网络与设置在快递公司云端服务器上的云端服务平台通信连接。上述每一嵌入式终端均包括一信息输入单兀、一缓存单兀、一通信单兀、一处理器单兀、一三轴加速度传感器、一视频米集单兀、一移动存储单兀、一 GPS定位单兀、一信息输出单元和一供电单元；信息输入单元用于将用户输入的收发件人信息送入缓存单元内存储；缓存单元用于将其存储的收发件人信息和终端身份识别码通过通信单元发送给云端服务平台，以及将其存储的视频图像按帧传送给处理器单元；三轴加速度传感器用于定期测量货物三个正交方向上的加速度，传送给处理器单元;
视频采集单元具有自动和手动两个工作模式在自动工作模式下定期拍摄视频图像，送入缓存单元中存储；在手动工作模式下将拍摄的条码图像通过通信单元发送给云端服务平台；处理器单元一方面用于根据三轴加速度传感器测量的货物三个正交方向上的加速度，计算货物总加速度，并将其通过通信单元发送给云端服务平台，另一方面用于对缓存单元输出的视频图像进行筛选，保留场景发生突变的视频图像，送入移动存储单元中存储；GPS定位单元用于定期与GPS卫星通信连接，将根据GPS卫星信号确定的货物位置经纬度坐标通过通信单元发送给云端服务平台；通信单元内置GSM通信模块，通过通信网络一方面与云端服务平台通信连接；另一方面用于在GPS定位单元接收GPS卫星信号失败时，接入货物附近GSM基站，获取全球小区识别码CGI，将其通过通信网络发送给云端服务平台；信息输出单元连接通信单元，用于将云端服务平台反馈回的信息展示给用户；供电单元用于给嵌入式终端各单元供电。上述云端服务平台包括一平台通信单元、一平台存储单元、一条码生成单元、一条码提取单元、一条码认证单元、一坐标定位单元、一距离分析单元和一互联网信息服务单元;平台通信单元内置GSM通信模块，通过通信网络一方面与嵌入式终端通信连接，另一方面向收件人和发件人发送信息；平台存储单元连接平台通信单元，用于将嵌入式终端发送来的收发件人信息、货物位置经纬度坐标、全球小区识别码CGI和货物总加速度按照对应的终端身份识别码存储；条码生成单元连接平台通信单元，用于根据嵌入式终端发送来的收发件人信息随机生成与终端身份识别码对应的一收件人身份认证密钥和一发件人身份认证密钥，送入平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录下；对生成的收件人身份认证密钥和发件人身份认证密钥进行编码，生成一收件条码和一退件条码，将其通过平台通信单元分别发送给收件人和发件人；条码提取单元连接平台通信单元，用于对嵌入式终端发送来的条码图像提取条码提取失败时，通过平台通信单元将失败信息反馈给嵌入式终端；提取成功时，提取的条码传送给条码认证单元；条码认证单元用于对条码提取单元提取的条码进行解码，并将解码结果与平台存储单元中对应的终端身份识别码目录下的身份认证密钥进行对比，对比结果通过平台通信单元反馈给嵌入式终端；坐标定位单元用于根据平台存储单元中存储的收件人地址确定收件人地址经纬度坐标，根据全球小区识别码CGI确定货物位置经纬度坐标，并将其返回给平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录下；距离分析单元用于定期获取平台存储单元中收件人地址经纬度坐标和最新的货
物位置经纬度坐标，计算货物与收件人地址之间的直线距离，当其小于一给定的距离阈值时，通过平台通信单元向收件人发送货物即将到达的信息；互联网信息服务单元用于获取平台存储单元中一终端身份识别码目录下的货物位置经纬度坐标记录和货物总加速度记录，展示给用户。上述物流定位认证监测系统的工作方法，其包括以下步骤I)在快递公司的每一货物包装袋上均设置一包括有信息输入单元、缓存单元、通信单元、处理器单元、三轴加速度传感器、视频采集单元、移动存储单元、GPS定位单元、信息输出单元和供电单元的嵌入式终端，每一嵌入式终端具有唯一的终端身份识别码，通过通信网络与设置在快递公司云端服务器上的，包括有平台通信单元、平台存储单元、条码生成单元、条码提取单元、条码认证单元、坐标定位单元、距离分析单元和互联网信息服务单元的云端服务平台通信连接；2)将货物装入一货物包装袋中，通过其上嵌入式终端的信息输入单元将收发件人信息输入缓存单元内存储，开启嵌入式终端的三轴加速度传感器以及视频采集单元自动工作模式；3)嵌入式终端的通信单元将缓存单元中存储的收发件人信息和终端身份识别码发送给云端服务平台的平台通信单元，平台通信单元将收发件人信息送入平台存储单元和条码生成单元；4)平台存储单元将接收到的信息按照对应的终端身份识别码存储，坐标定位单元根据平台存储单元中的收件人地址，确定收件人地址经纬度坐标，并将其返回给平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录下；5)条码生成单元根据收发件人信息随机生成与终端身份识别码对应的一收件人身份认证密钥和一发件人身份认证密钥，送入平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录下，条码生成单元对收件人身份认证密钥和发件人身份认证密钥进行编码，生成一收件条码和一退件条码，通过平台通信单元分别发送给收件人和发件人；6)货物运送过程中，嵌入式终端的三轴加速度传感器定期测量货物三个正交方向上的加速度，传送给处理器单元，处理器单元据此计算货物总加速度，并将其通过通信单元发送给云端服务平台的平台通信单元，平台通信单元将接收到的货物总加速度送入平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录下；7)货物运送过程中，嵌入式终端的视频采集单元定期拍摄视频图像，送入缓存单元中存储，缓存单元将其存储的视频图像按帧传送给处理器单元，处理器单元对缓存单元输出的视频图像进行筛选，保留场景发生突变的画面，送入移动存储单元中存储；8)货物运送过程中，嵌入式终端的GPS定位单元定期与GPS卫星通信，接收GPS卫星信号，确定货物位置经纬度坐标①如果在给定时间内，GPS定位单元接收GPS卫星信号成功，GPS定位单元随即确定当前货物位置经纬度坐标，并将其通过通信单元发送给云端服务平台的平台通信单元，平台通信单元将接收到的信息送入平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录下；②如果在给定时间内，GPS定位单元接收GPS卫星信号失败，嵌入式终端随即启动通信单元接入货物附近的基站，获取全球小区识别码CGI，并将其发送给云端服务平台的平台通信单元，平台通信单元将接收到的信息送入平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录下；坐标定位单元根据平台存储单元中存储的全球小区识别码CGI，确定当前货物位置经纬度坐标，并将其返回给平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录 下；9)货物运送过程中，云端服务平台的距离分析单元定期获取平台存储单元中存储的收件人地址经纬度坐标和最新的货物位置经纬度坐标，计算货物与收件人地址之间的直线距离，当其小于给定的距离阈值时，通过平台通信单元向收件人发送货物即将到达的信息；10)当用户通过互联网访问快递公司云端服务器，输入一终端身份识别码，云端服务平台的互联网信息服务单元读取平台存储单元中相应终端身份识别码目录下的货物位置经纬度坐标记录和货物总加速度记录，展示给用户；11)当货物到达收件人处，快递公司职员通过嵌入式终端的切换到手动工作模式的视频采集单元，拍摄收件人持有的收件条码，并将条码图像和终端身份识别码通过通信单元发送给云端服务平台的平台通信单元；12)云端服务平台的平台通信单元将条码图像传送给条码提取单元提取条码如果提取失败，条码提取单元通过平台通信单元将失败信息反馈给嵌入式终端，嵌入式终端的信息输出单元将失败信息反馈给快递工作人员；如果提取成功，条码提取单元将提取的条码传送给条码认证单元，进入步骤14)；13)条码认证单元对接收到的条码进行解码，获取解码字符串，并将其与平台存储单元中对应的终端身份识别码目录下的收件人身份认证密钥进行对比，对比结果通过平台通信单元反馈给嵌入式终端，嵌入式终端的信息输出单元将对比结果展示给快递公司职员。上述步骤7)中，处理器单元采用视频差分算法对缓存单元输出的视频图像进行筛选，其包括以下步骤①处理器单元对缓存单元输出的画面逐帧进行灰度变换和滤波降噪处理；②处理器单元将当前帧画面与前一帧画面的每个像素点的亮度进行逐一比较获取差值，对每个差值的绝对值求和获得画面变化量，并将画面变化量与给定阈值进行比较如果画面变化量小于给定阈值，进入步骤③；如果画面变化量大于等于给定阈值，进入步骤④；③处理器单元查看当前帧之前连续给定帧数的画面，判断它们的变化量是否均未超过给定阈值如果是，处理器单元放弃此画面；如果否，进入步骤④；④处理器单元将此画面送入移动存储单元中存储。上述步骤6)中，处理器单元根据三个正交方向上的加速度X、y、z,计算当前货物总加速度u的公式如下u = ^x2 + V2 + Z2 ο上述步骤8)中，嵌入式终端启动通信单元接入货物附近三个基站，获取三个全球 小区识别码CGI，坐标定位单元根据三个全球小区识别码CGI确定三个基站位置经纬度坐标，并将其连成一三角形，取三角形的中心坐标作为当前货物位置经纬度坐标。上述步骤8)中，嵌入式终端启动通信单元接入货物附近一个基站，获取一个全球小区识别码CGI，坐标定位单元根据该全球小区识别码CGI确定相应的基站位置经纬度坐标，并将其作为当前货物位置经纬度坐标。本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本发明由于在货物包装袋上设置具有GPS和GSM双重定位功能的嵌入式终端，当货物处于户外空旷地带时可以通过接收GPS卫星信号进行精确定位，当货物处于无法接收GPS卫星信号的室内或地下时随即通过GSM接入基站获取全球小区识别码CGI进行粗略定位，使得货物在运送过程中可以实现全程不间断定位，用户可以根据需要实时查询货物所处位置及运送路径。2、本发明由于采用具有云计算功能的云端服务平台确定货物位置，当货物到达收件人附近时自动通知收件人，收件人从而做好收件准备或者通过查询货物具体位置自行前去领取，因此可以有助快递工作人员减轻工作量，提高工作效率。3、本发明通过在货物包装袋上设置与快递公司云端服务平台通信连接的嵌入式终端，利用云端服务平台为每一货物随机分配与嵌入式终端终端身份识别码对应的收件条码和退件条码，分别发送给收发件人，作为收件凭证，以协助快递工作人员进行身份认证，因此可以有效防止他人冒领，确保货物递送过程更加安全可靠。4、本发明在快递公司的云端服务平台设置有互联网信息服务单元，用户可以通过它访问云端服务平台查询相应的认证进度，掌握货物当前所处状态，因此具有货物状态明确、责任认定清晰的优点。5、本发明由于借助条码进行身份认证，收件人和发件人不必公开个人姓名等信息，因此相对于现有模式，具有保护收件人和发件人隐私的优点。6、本发明由于在快递货物包装袋上设置包括有三轴加速度传感器的嵌入式终端，监测货物运送过程中的实时加速度，也即颠簸程度的衡量指标，并通过通信网络将其发送给云端服务平台存储，因此当用户发现货物受损后，可以通过查询相关加速度记录来掌握货物运送过程中的颠簸情况，进而判断货物损坏的时间段，协助认定责任归属。7、本发明由于在货物包装袋上设置包括有视频采集单元的嵌入式终端，根据视频差分算法将场景发生突变的视频图像保留存入移动存储单元中，因此当用户发现货物受损后，可以通过回放移动存储单元中的视频图像，查看是否因快递工作人员操作不当如重摔导致物件损坏，进而帮助用户乃至快递物流公司对工作人员的操作行为进行取证和监督。本发明可以广泛用于快递物流领域。
图I是本发明系统组成示意图
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。如图I所示，本发明提供了一种能够实时定位追踪货物、认证收件人身份和监测取证货物颠簸程度的物流定位认证监测系统，该系统包括一个以上的嵌入式终端10和一云端服务平台20。其中，快递公司的每一货物包装袋上均设置有一嵌入式终端10，每一嵌入式终端10具有唯一的终端身份识别码，通过通信网络与设置在快递公司云端服务器上的云端服务平台20通信连接。本发明的每一嵌入式终端10均包括一信息输入单兀11、一缓存单兀12、一通信单兀13、一处理器单兀14、一三轴加速度传感器15、一视频米集单兀16、一移动存储单兀17、一 GPS定位单兀18、一信息输出单兀19和一供电单兀(图中未不出)。信息输入单元11的输出端连接缓存单元12的输入端，将用户输入的收发件人信息送入缓存单元12内存储。缓存单元12的输出端分别连接通信单元13和处理器单元14，将其存储的收发件人信息和终端身份识别码通过通信单元13发送给云端服务平台20，以及将其存储的视频图像按帧传送给处理器单元14。三轴加速度传感器15的输出端连接处理器单元14，定期测量货物三个正交方向上的加速度，传送给处理器单元14。视频采集单元16的输出端分别连接缓存单元12和通信单元13，具有自动和手动两个工作模式在自动工作模式下定期拍摄视频图像，送入缓存单元12中存储；在手动工作模式下将拍摄的条码图像直接通过通信单元13发送给云端服务平台20。处理器单元14输出端分别连接通信单元13和移动存储单元17，一方面根据三轴加速度传感器15测量的货物三个正交方向上的加速度，计算货物总加速度，并将其通过通信单元13发送给云端服务平台20，另一方面对缓存单元12输出的视频图像进行筛选，保留场景发生突变的视频图像，送入移动存储单元17中存储。GPS定位单元18定期与GPS卫星通信连接，将根据GPS卫星信号确定的货物位置经纬度坐标通过通信单元13发送给云端服务平台20。通信单元13内置GSM通信模块，通过通信网络一方面与云端服务平台20通信连接；另一方面在GPS定位单元18接收GPS卫星信号失败时，接入货物附近GSM基站，获取全球小区识别码CGI，将其通过通信网络发送给云端服务平台20。信息输出单元19的输入端连接通信单元13，将通信单元13接收到的由云端服务平台20反馈回的信息展示给用户。供电单元电连接嵌入式终端10各单元。本发明的云端服务平台20包括一平台通信单元21、一平台存储单元22、一条码生成单元23、一条码提取单元24、一条码认证单元25、一坐标定位单元26、一距离分析单元27和一互联网信息服务单元28。平台通信单元21内置GSM通信模块，通过通信网络一方面与嵌入式终端10通信连接，另一方面向收件人和发件人发送信息。平台存储单元22连接平台通信单元21，将嵌入式终端10发送来的收发件人信息、货物位置经纬度坐标、全球小区识别码CGI和货物总加速度按照对应的终端身份识别码存储；条码生成单元23双向连接平台通信单元21，根据嵌入式终端10发送来的收发件人信息随机生成与终端身份识别码对应的一收件人身份认证密钥和一发件人身份认证密钥，送入平台存储单元22，存储于对应的终端身份识别码目录下；对生成的收件人身份认证密钥和发件人身份认证密钥进行编码，生成一收件条码和一退件条码，并将其通过平台通信单元21分别发送给收件人和发件人。条码提取单元24双向连接平台通信单元21，对嵌入式终端10发送来的条码图像提取条码提取失败时，通过平台通信单元21将失败信息反馈给嵌入式终端10 ;提取成功时，提取的条码传送给条码认证单元25 ；条码认证单元25的输入端分别连接平台存储单元22和条码提取单元24，输出端 连接平台通信单元21，对条码提取单元24提取的条码进行解码，并将解码结果与平台存储单元22中对应的终端身份识别码目录下的身份认证密钥进行对比，对比结果通过平台通信单元21反馈给嵌入式终端10。坐标定位单元26连接平台存储单元22，根据平台存储单元22中存储的收件人地址确定收件人地址经纬度坐标，根据全球小区识别码CGI确定货物位置经纬度坐标，并将其返回给平台存储单元22，存储于对应的终端身份识别码目录下。距离分析单元27的输入端连接平台存储单元22，输出端连接平台通信单元21，定期获取平台存储单元22中收件人地址经纬度坐标和最新的货物位置经纬度坐标，计算货物与收件人地址之间的直线距离，当其小于一给定的距离阈值时，通过平台通信单元21向收件人发送货物即将到达的信息。互联网信息服务单元28的输入端连接平台存储单元22，获取平台存储单元22中的货物位置经纬度坐标记录和货物总加速度记录，公布到互联网上，使用户掌握货物当前位置和运送路径，以及在运送过程中的颠簸情况。上述嵌入式终端10的供电单元可以采用5V、8000mAh的锂电池，能够满足嵌入式终端10各单元至少72小时连续工作上述云端服务平台20的条码生成单元23可以内置Code-39或Code-128编码功能模块，对身份认证密钥进行编码。上述实施例中，当业务量大到一维条码不够用时，或需要对条码进行加密而在条码中加入更多信息时，可以采用二维条码。上述快递物流货物定位通知系统的工作方法包括以下步骤I)当发件人办理货物递送业务时，快递公司职员将货物装入设置有嵌入式终端的货物包装袋中，通过嵌入式终端的信息输入单元将收发件人信息输入缓存单元内存储，开启嵌入式终端的三轴加速度传感器以及视频采集单元自动工作模式。2)嵌入式终端的通信单元将缓存单元中存储的收发件人信息和终端身份识别码发送给云端服务平台的平台通信单元，平台通信单元将收发件人信息送入平台存储单元和条码生成单元。3)平台存储单元将接收到的信息按照对应的终端身份识别码存储，坐标定位单元根据平台存储单元中的收件人地址，确定收件人地址经纬度坐标，并将其返回给平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录下。4)条码生成单元根据收发件人信息随机生成与终端身份识别码对应的一收件人身份认证密钥和一发件人身份认证密钥，送入平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录下，条码生成单元对收件人身份认证密钥和发件人身份认证密钥进行编码，生成一收件条码和一退件条码，通过平台通信单元分别发送给收件人和发件人。5)货物运送过程中，嵌入式终端的三轴加速度传感器定期测量货物三个正交方向上的加速度，传送给处理器单元，处理器单元据此计算货物总加速度，并将其通过通信单元发送给云端服务平台的平台通信单元，平台通信单元将接收到的货物总加速度送入平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录下。6)货物运送过程中，嵌入式终端的视频采集单元定期拍摄视频图像，送入缓存单
元中存储。考虑到货物在运送过程中大部分时间都处于仓储或交通工具中的稳定状态，视频采集单元拍摄的画面几乎静止不变，只有当货物因外力作用处于非稳定状态时，画面才会有大幅度的改变。因此本发明利用处理器单元对缓存单元输出的视频图像进行筛选，保留场景发生突变的画面，送入移动存储单元中存储。7)货物运送过程中，嵌入式终端的GPS定位单元定期与GPS卫星通信，接收GPS卫星信号，确定货物位置经纬度坐标①如果在给定时间内，GPS定位单元接收GPS卫星信号成功，GPS定位单元随即确定当前货物位置经纬度坐标，并将其通过通信单元发送给云端服务平台的平台通信单元，平台通信单元将接收到的信息送入平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录下；②如果在给定时间内，GPS定位单元接收GPS卫星信号失败，嵌入式终端随即启动通信单元接入货物附近的基站，获取全球小区识别码CGI，并将其发送给云端服务平台的平台通信单元，平台通信单元将接收到的信息送入平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录下；坐标定位单元根据平台存储单元中存储的全球小区识别码CGI，确定当前货物位置经纬度坐标，并将其返回给平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录下。8)货物运送过程中，云端服务平台的距离分析单元定期获取平台存储单元中存储的收件人地址经纬度坐标和最新的货物位置经纬度坐标，计算货物与收件人地址之间的直线距离，当其小于给定的距离阈值时，通过平台通信单元向收件人发送货物即将到达的信肩、O9)当用户通过互联网访问快递公司云端服务器时，输入一终端身份识别码，云端服务平台的互联网信息服务单元读取平台存储单元中相应终端身份识别码目录下的货物位置经纬度坐标记录和货物的加速度记录，公布在互联网上。10)当货物到达收件人处时，快递公司职员通过嵌入式终端的切换到手动工作模式的视频采集单元，拍摄收件人持有的收件条码，并将条码图像和终端身份识别码通过通信单元发送给云端服务平台的平台通信单元。11)云端服务平台的平台通信单元将条码图像传送给条码提取单元提取条码如果提取失败，条码提取单元通过平台通信单元将失败信息反馈给嵌入式终端，嵌入式终端的信息输出单元将失败信息反馈给快递工作人员；如果提取成功，条码提取单元将提取的条码传送给条码认证单元，进入步骤12)。12)条码认证单元对接收到的条码进行解码，获取解码字符串，并将其与平台存储单元中对应的终端身份识别码目录下的收件人身份认证密钥进行对比，对比结果通过平台通信单元反馈给嵌入式终端，嵌入式终端的信息输出单元将对比结果展示给快递公司职员。上述步骤中，嵌入式终端向云端服务平台发送信息时，会将信息和自己的终端身份识别码一起发送给云端服务平台。上述步骤5)中，处理器单元根据三个正交方向上的加速度X、Y、Z,计算当前货物总加速度u的公式如下
权利要求
1.一种物流定位认证监测系统，其特征在于它包括一个以上的嵌入式终端和一云端服务平台；快递公司的每一货物包装袋上均设置一所述嵌入式终端，每一所述嵌入式终端具有唯一的终端身份识别码，通过通信网络与设置在快递公司云端服务器上的所述云端服务平台通信连接。
2.如权利要求I所述的一种物流定位认证监测系统，其特征在于每一所述嵌入式终端均包括一信息输入单兀、一缓存单兀、一通信单兀、一处理器单兀、一三轴加速度传感器、一视频米集单兀、一移动存储单兀、一 GPS定位单兀、一信息输出单兀和一供电单兀； 所述信息输入单元用于将用户输入的收发件人信息送入所述缓存单元内存储； 所述缓存单元用于将其存储的收发件人信息和终端身份识别码通过所述通信单元发送给所述云端服务平台，以及将其存储的视频图像按帧传送给所述处理器单元； 所述三轴加速度传感器用于定期测量货物三个正交方向上的加速度，传送给所述处理器单元； 所述视频采集单元具有自动和手动两个工作模式在自动工作模式下定期拍摄视频图像，送入所述缓存单元中存储；在手动工作模式下将拍摄的条码图像通过所述通信单元发送给所述云端服务平台； 所述处理器单元一方面用于根据所述三轴加速度传感器测量的货物三个正交方向上的加速度，计算货物总加速度，并将其通过所述通信单元发送给所述云端服务平台，另一方面用于对所述缓存单元输出的视频图像进行筛选，保留场景发生突变的视频图像，送入所述移动存储单元中存储； 所述GPS定位单元用于定期与GPS卫星通信连接，将根据GPS卫星信号确定的货物位置经纬度坐标通过所述通信单元发送给所述云端服务平台； 所述通信单元内置GSM通信模块，通过通信网络一方面与所述云端服务平台通信连接；另一方面用于在所述GPS定位单元接收GPS卫星信号失败时，接入货物附近GSM基站，获取全球小区识别码CGI，将其通过通信网络发送给所述云端服务平台； 所述信息输出单元连接所述通信单元，用于将所述云端服务平台反馈回的信息展示给用户； 所述供电单元用于给所述嵌入式终端各单元供电。
3.如权利要求I或2所述的一种物流定位认证监测系统，其特征在于所述云端服务平台包括一平台通信单元、一平台存储单元、一条码生成单元、一条码提取单元、一条码认证单元、一坐标定位单元、一距离分析单元和一互联网信息服务单元； 所述平台通信单元内置GSM通信模块，通过通信网络一方面与所述嵌入式终端通信连接，另一方面向收件人和发件人发送信息； 所述平台存储单元连接所述平台通信单元，用于将所述嵌入式终端发送来的收发件人信息、货物位置经纬度坐标、全球小区识别码CGI和货物总加速度按照对应的终端身份识别码存储； 所述条码生成单元连接所述平台通信单元，用于根据所述嵌入式终端发送来的收发件人信息随机生成与终端身份识别码对应的一收件人身份认证密钥和一发件人身份认证密钥，送入所述平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录下；对生成的收件人身份认证密钥和发件人身份认证密钥进行编码，生成一收件条码和一退件条码，将其通过所述平台通信单元分别发送给收件人和发件人； 所述条码提取单元连接所述平台通信单元，用于对所述嵌入式终端发送来的条码图像提取条码提取失败时，通过所述平台通信单元将失败信息反馈给所述嵌入式终端；提取成功时，提取的条码传送给所述条码认证单元； 所述条码认证单元用于对所述条码提取单元提取的条码进行解码，并将解码结果与所述平台存储单元中对应的终端身份识别码目录下的身份认证密钥进行对比，对比结果通过所述平台通信单元反馈给所述嵌入式终端； 所述坐标定位单元用于根据所述平台存储单元中存储的收件人地址确定收件人地址经纬度坐标，根据全球小区识别码CGI确定货物位置经纬度坐标，并将其返回给所述平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录下； 所述距离分析单元用于定期获取所述平台存储单元中收件人地址经纬度坐标和最新的货物位置经纬度坐标，计算货物与收件人地址之间的直线距离，当其小于一给定的距离阈值时，通过所述平台通信单元向收件人发送货物即将到达的信息； 所述互联网信息服务单元用于获取所述平台存储单元中一终端身份识别码目录下的货物位置经纬度坐标记录和货物总加速度记录，展示给用户。
4.如权利要求I 3任意一项所述的一种物流定位认证监测系统的工作方法，其包括以下步骤 1)在快递公司的每一货物包装袋上均设置一包括有信息输入单元、缓存单元、通信单元、处理器单元、三轴加速度传感器、视频采集单元、移动存储单元、GPS定位单元、信息输出单元和供电单元的嵌入式终端，每一嵌入式终端具有唯一的终端身份识别码，通过通信网络与设置在快递公司云端服务器上的，包括有平台通信单元、平台存储单元、条码生成单元、条码提取单元、条码认证单元、坐标定位单元、距离分析单元和互联网信息服务单元的云端服务平台通信连接； 2)将货物装入一货物包装袋中，通过其上嵌入式终端的信息输入单元将收发件人信息输入缓存单元内存储，开启嵌入式终端的三轴加速度传感器以及视频采集单元自动工作模式； 3)嵌入式终端的通信单元将缓存单元中存储的收发件人信息和终端身份识别码发送给云端服务平台的平台通信单元，平台通信单元将收发件人信息送入平台存储单元和条码生成单元； 4)平台存储单元将接收到的信息按照对应的终端身份识别码存储，坐标定位单元根据平台存储单元中的收件人地址，确定收件人地址经纬度坐标，并将其返回给平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录下； 5)条码生成单元根据收发件人信息随机生成与终端身份识别码对应的一收件人身份认证密钥和一发件人身份认证密钥，送入平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录下，条码生成单元对收件人身份认证密钥和发件人身份认证密钥进行编码，生成一收件条码和一退件条码，通过平台通信单元分别发送给收件人和发件人； 6)货物运送过程中，嵌入式终端的三轴加速度传感器定期测量货物三个正交方向上的加速度，传送给处理器单元，处理器单元据此计算货物总加速度，并将其通过通信单元发送给云端服务平台的平台通信单元，平台通信单元将接收到的货物总加速度送入平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录下； 7)货物运送过程中，嵌入式终端的视频采集单元定期拍摄视频图像，送入缓存单元中存储，缓存单元将其存储的视频图像按帧传送给处理器单元，处理器单元对缓存单元输出的视频图像进行筛选，保留场景发生突变的画面，送入移动存储单元中存储； 8)货物运送过程中，嵌入式终端的GPS定位单元定期与GPS卫星通信，接收GPS卫星信号，确定货物位置经纬度坐标 ①如果在给定时间内，GPS定位单元接收GPS卫星信号成功，GPS定位单元随即确定当前货物位置经纬度坐标，并将其通过通信单元发送给云端服务平台的平台通信单元，平台通信单元将接收到的信息送入平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录下； ②如果在给定时间内，GPS定位单元接收GPS卫星信号失败，嵌入式终端随即启动通信单元接入货物附近的基站，获取全球小区识别码CGI，并将其发送给云端服务平台的平台通信单元，平台通信单元将接收到的信息送入平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录下；坐标定位单元根据平台存储单元中存储的全球小区识别码CGI，确定当前货物位置经纬度坐标，并将其返回给平台存储单元，存储于对应的终端身份识别码目录下； 9)货物运送过程中，云端服务平台的距离分析单元定期获取平台存储单元中存储的收件人地址经纬度坐标和最新的货物位置经纬度坐标，计算货物与收件人地址之间的直线距离，当其小于给定的距离阈值时，通过平台通信单元向收件人发送货物即将到达的信息； 10)当用户通过互联网访问快递公司云端服务器，输入一终端身份识别码，云端服务平台的互联网信息服务单元读取平台存储单元中相应终端身份识别码目录下的货物位置经纬度坐标记录和货物总加速度记录，展示给用户； 11)当货物到达收件人处，快递公司职员通过嵌入式终端的切换到手动工作模式的视频采集单元，拍摄收件人持有的收件条码，并将条码图像和终端身份识别码通过通信单元发送给云端服务平台的平台通信单元； 12)云端服务平台的平台通信单元将条码图像传送给条码提取单元提取条码 如果提取失败，条码提取单元通过平台通信单元将失败信息反馈给嵌入式终端，嵌入式终端的信息输出单元将失败信息反馈给快递工作人员； 如果提取成功，条码提取单元将提取的条码传送给条码认证单元，进入步骤14)； 13)条码认证单元对接收到的条码进行解码，获取解码字符串，并将其与平台存储单元中对应的终端身份识别码目录下的收件人身份认证密钥进行对比，对比结果通过平台通信单元反馈给嵌入式终端，嵌入式终端的信息输出单元将对比结果展示给快递公司职员。
5.如权利要求4所述的一种物流定位认证监测系统的工作方法，其特征在于，所述步骤7)中，处理器单元采用视频差分算法对缓存单元输出的视频图像进行筛选，其包括以下步骤 ①处理器单元对缓存单元输出的画面逐帧进行灰度变换和滤波降噪处理； ②处理器单元将当前帧画面与前一帧画面的每个像素点的亮度进行逐一比较获取差值，对每个差值的绝对值求和获得画面变化量，并将画面变化量与给定阈值进行比较 如果画面变化量小于给定阈值，进入步骤③； 如果画面变化量大于等于给定阈值，进入步骤④； ③处理器单元查看当前帧之前连续给定帧数的画面，判断它们的变化量是否均未超过给定阈值 如果是，处理器单元放弃此画面； 如果否，进入步骤④； ④处理器单元将此画面送入移动存储单元中存储。
6.如权利要求4所述的一种物流定位认证监测系统的工作方法，其特征在于所述步骤6)中，处理器单元根据三个正交方向上的加速度X、Y、z,计算当前货物总加速度u的公式如下
7.如权利要求5所述的一种物流定位认证监测系统的工作方法，其特征在于所述步骤6)中，处理器单元根据三个正交方向上的加速度X、Y、z,计算当前货物总加速度u的公式如下
8.如权利要求4 7任意一项所述的一种物流定位认证监测系统的工作方法，其特征在于所述步骤8)中，嵌入式终端启动通信单元接入货物附近三个基站，获取三个全球小区识别码CGI，坐标定位单元根据三个全球小区识别码CGI确定三个基站位置经纬度坐标，并将其连成一三角形，取三角形的中心坐标作为当前货物位置经纬度坐标。
9.如权利要求4 7任意一项所述的一种物流定位认证监测系统的工作方法，其特征在于所述步骤8)中，嵌入式终端启动通信单元接入货物附近一个基站，获取一个全球小区识别码CGI，坐标定位单元根据该全球小区识别码CGI确定相应的基站位置经纬度坐标，并将其作为当前货物位置经纬度坐标。
全文摘要
本发明涉及一种物流定位认证监测系统及其工作方法，其系统包括设置在每个货物包装袋上的嵌入式终端和设置在快递公司云端服务器上的云端服务平台，每个嵌入式终端有唯一的终端身份识别码，通过通信网络连接云端服务平台。发货时，云端服务平台为每一货物随机分配收退件条码，分别发送给收发件人作为收件凭证，以协助收件时进行身份认证。运货途中，嵌入式终端通过GPS卫星和GSM基站双重定位功能，实现货物全程不间断定位；通过三轴加速度传感器确定货物加速度，并发送给云端服务平台存储；通过视频采集单元定期拍摄画面，采用视频差分算法将场景发生突变的画面保留在移动存储单元中，以备取证。本发明可以用于快递物流领域，使货物递送过程更加安全可靠。
文档编号H04L29/08GK102780772SQ20121024540
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月16日 优先权日2012年7月16日
发明者何剑, 刘健, 刘杰, 夏军, 张力方, 彭泉, 敖灵, 易彬, 李晓龙, 汪建, 苑春荟, 赵新宇 申请人:北京邮电大学, 泸州品创科技有限公司