環保快遞密碼箱

張鑫懿

現在快遞物流業越來越發達，而快遞包裝箱大多數是一次性使用的材料，不僅浪費，還污染環境。

另外，快遞包裝箱的安全性也不容樂觀，紙質箱子或塑料袋包裝易被損壞，還極易出現錯領、掉包等現象。所以，我設計制作了這款環保快遞密碼箱。

一、設計思路

將快遞箱由紙質材料改為剛性塑料，并安裝密碼開鎖裝置。首先由快遞公司下發箱子到各個快遞點，使用時，商家從快遞公司手中接收快遞箱，用戶提供密碼，商家將物品裝箱，設置密碼，卡入快遞單，完成包裹。到達目的地后，收件人輸入密碼，取出快遞（密碼失效），箱子由快遞人員收回，重復利用。

二、制作過程

如何讓快遞箱實現密碼保護、密碼成功輸入一次后失效，同時恢復到管理員密碼狀態，是此項目的重點和難點。

電子密碼鎖通過密碼輸入控制電路或芯片工作，從而控制機械開關的閉合，完成開鎖、閉鎖。應用較廣的電子密碼鎖以芯片為核心，通過編程來實現。在鍵盤中按鍵數量較多時，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。

在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵連接。這樣，一個端口（如P1口）就可構成4×4的16個按鍵，比直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數越多，區別越明顯。所以，在所需鍵數較多時，采用矩陣法做鍵盤是合理的。

鍵盤確定后就要找到適合產品的“心臟”。查閱資料時，我在網上看到了一個有關密碼箱的視頻。視頻中的密碼箱使用單片機控制繼電器進而控制電磁鎖實現密碼輸入解鎖，這種結構很符合我的設計要求，于是我便學習了相關知識。

電控鎖的終端其實是一個電磁鐵，它通過控制一個簡單的機械裝置開關箱蓋門。電磁鐵的動作需通過一系列指令。當不能控制時，首先測量輸往電磁鐵的電壓，同時輸入開關箱蓋指令，看其電壓是否有變化，如有變化，而電磁鐵不工作，則故障為電磁部分。

控制部分分為硬件控制和軟件控制，有些還與計算機接口相連，可進行人員出入查詢、統計等。一般控制輸出電壓由繼電器控制輸出。首先看繼電器是否有吸合聲，若沒有，可測量繼電器控制接口各部分電壓，并測試和驅動器件是否損壞，若完好，可進一步測量有關集成電路的工作電壓、復位端口及時鐘振蕩部分，如無問題，一般為軟件故障。如繼電器有吸合聲，而繼電器的電壓又正常，則是繼電器觸點損壞或送往電控部分的線路斷路。

機械結構組裝輪廓初步確定后再添加控制電路。

如何給密碼箱供電？電壓過大會影響質量，過小會影響待機能力，為此我決定用性能較好的鋰電池。

三、創新點

1.使用剛性塑料代替紙質或普通塑料包裝，抗壓力強，可循環使用。

2.首次在快遞運輸過程中利用了密碼鎖裝置，用戶密碼被成功輸入一次后失效，提高了安全性。

3.內部空間利用可充氣式氣囊作為填充物，為物品提供安全保障。

4.采用高性能、低功耗的ATMEGA16單片機作為主控芯片。

四、改進

在密碼箱中加入GSM手機模塊，與商家手機綁定，當輸入密碼開啟時會收到開啟信息，防止物品在未到達用戶手中前被打開。由于箱內的線路多而凌亂，易出現線路問題，在真正推廣前，會制成PCB電路板，把元器件都集成在一個線路板上。