助盲物流精靈

劉云熔 陳乙銘 鄧永燦

摘要：視覺障礙人士由于個人身體局限在簽收物件時遇到很多麻煩，例如“包裹換包”、“包裹偷拆”等等事件，而且不能實時查到包裹的定位。通過研究一款物流裝置，它帶有語音播報功能、盲文按鈕的顯示屏、自動檢測物流被損情況的裝置、基站定位系統和電子鎖等功能，解決視覺障礙人士寄存信息讀取、物件檢測及實時定位的問題。

關鍵詞：盲人存取件裝置 智能物流裝置 盲文按鈕顯示屏

1.研究目的

每年的10月15日是“國際盲人節”，又稱“白手杖節”。中國有1700余萬名視力障礙殘疾人，是世界上盲人最多的國家。而當今，收快件時，快遞人員往往不打電話只是發條短信，或者需要到蜂巢等代收裝置取件，這個方便了我們普通人，但是視覺障礙者（盲人）他們卻感到十分不便，我身邊就有一些視覺障礙者的同學，他們網上購物經常需要尋求他人幫助。如何能讓他們獨立完成收件、寄件、查件的麻煩呢？如何“包裹換包”、“包裹偷拆”等事件，由此，萌生一款能解決視覺障礙人士寄存信息讀取、物件檢測及實時定位的物流裝置。

2研究現狀

智慧物流包括數據服務市場（形成層），智慧物流云服務市場（運轉層）和智慧物流設備市場（執行層）。其中智慧物流設備市場（執行層）是智慧物流市場的重要細分領域，包括自動化分揀線、物流無人機、二維碼標簽、電子面單等各類智慧物流產品。

可以發現，目前智能的物流設備，大部分都是以商家角度去考慮。例如菜鳥網絡科技有限公司提出的菜鳥語音助手，憑借人工智能技術，它能夠同一時間自動批量撥打巨量電話，提升了快遞員的工作效率。很少考慮到有視覺障礙這個特殊群體。

為此，我們團隊到我市福利院及周邊同學朋友中，調查關于視覺障礙人群對于物流裝置的需求。通過溝通調查可得，75%的視覺障礙者有網購的經驗，89.7%的視覺障礙者都是通過親人協助存取件，62.4%的視覺障礙者有過包裹被偷拆、或被快遞員欺凌等事件。大部分視覺障礙者有自己存取件，物件檢測和實時定位的需求。綜上，研究一款能解決視覺障礙人士寄存信息讀取、物件檢測及實時定位的物流裝置非常有意義。

3研究思路及創新點

3.1解決視覺障礙人士寄存信息讀取、物件檢測和實時定位問題及方案：

①解決視覺障礙人士看不到面單信息 語音播報功能和帶盲文按鈕的顯示屏。視覺障礙人士通過顯示屏上【選擇】的盲文按鈕來選系統功能（發件，收件，查詢等）。系統對語音播報的物流信息進行識別與播報，通過【確定】、【取消】來選擇。

②解決視覺障礙人士不能確定物品是否完好

帶自動檢測物流被損情況的裝置。安裝加速度傳感器、溫度計、濕度計、加速度計傳感器，用于幫助盲人監測運送途中是否有暴曬、水淋、暴力裝卸等問題。

③解決視覺障礙人士看不見拆包封條——帶有電子鎖的物流盒子。如果是盲人，使用語音解鎖盒子，如果是普通用戶，也可以使用微信小程序進行解鎖。

④通過語音播報功能和基站定位系統解決視覺障礙人士不能實時看見定位物流信息。帶有電子鎖的物流盒子可以通過基站定位系統聯網，用戶通過手機語音播報助手實時查詢物件的位置。

3.2創新點：

①帶傳聲器、麥克風，可以語言識別的物流收發信息的裝置，實現幫助盲人解決覺障礙人士看不到面單信息的障礙;

②帶有傳感器的物流盒子幫助視覺障礙人士檢查物流配送物是否完整，從而確定是否簽收;

③語音播報通過基站定位傳輸過來的物流位置信息，解決視覺障礙人士不能實時定位物流信息。

④帶有電子鎖的物流盒子解決視覺障礙人士看不見物件封條，難拆件問題。

4研究原理與方法

4.1科學方法：

通過調查問卷法得到盲人在物流存取件、查件及定位方面存在的需求;

通過文獻分析法得出一款語音操作的視覺障礙人士使用的物流裝置實現方案及相關電子元件及傳感器;

通過實驗法得到加速度傳感器的數值與物流盒破壞程度的關系;

通過實驗法得到溫濕度傳感器與物流盒子遭到爆曬，雨淋的關系;

通過實驗法挑選基站定位需要的設備，比較2G與4G的定位效率，最終確定選擇4G。

4.2科學原理：

①加速度傳感器工作原理：利用感受加速度并將其轉換為電信號的方式來測量加速力（加速力即指作用于物體上使物體處于加速過程中的力）的設備。

②溫度傳感器工作原理：金屬在環境溫度變化后會產生一個相應的延伸，因此傳感器可以以不同方式對這種反應進行信號轉換。

③濕度傳感器工作原理：濕敏元件主要有電阻式、電容式兩大類濕敏電阻的特點是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時，元件的電阻率和電阻值都發生變化，利用這一特性即可測量濕度。

④基站定位系統工作原理：基站定位則是利用基站對手機的距離的測算距離來確定手機位置的，不需要手機具有GPS定位能力。

5研究過程

5.1資料信息理論學習、現狀研究

查閱相關的書籍，選擇合適的元器件，走訪調查視覺障礙人士關于物流裝置的需求。由于他們看不見資料，所以調查的方式選擇溝通的方式，75%的視覺障礙者有網購的經驗，89.7%的視覺障礙者都是通過親人協助存取件，62.4%的視覺障礙者有過包裹被偷拆、或被快遞員欺凌等事件。大部分視覺障礙者有自己存取件，物件檢測和實時定位的需求。

5.2作品原理設計，畫出結構圖與原理圖

5.3程序、技術實現

主體結構包括傳感器、控制單元、人機界面、電子鎖。

傳感器：溫度計、濕度計、加速度計、基站定位系統。由于視覺障礙很難快速鑒定貨物是否損壞，使用這些傳感器檢測貨物在運輸途中是否暴曬、水淋、暴力裝卸等問題。

控制單元：使用一個運行輕量級LINUX操作系統的片上系統。用于和騰訊云服務器連接，提供微信交互后臺和人機交互后臺，以及在遠程服務器是存儲運送過程中快遞的各種傳感器數據，供事后查詢。

人機交互界面：電子墨水顯示屏，揚聲器，麥克風，刻有盲文和專用符號的按鈕。用戶可以使用語音輸入的方式填人目標地址并自動生成水單顯示在電子墨水顯示屏上。電子墨水屏幕在系統斷電后一樣能夠保持顯示內容。這樣系統意外斷電仍舊可以繼續使用。

電子鎖：受控制單元控制，在貨物放人后自動鎖定。到達目的后，用戶驗證后可以語音解鎖，非視覺障礙人士可以使用微信解鎖。

6研究結論

解決視覺障礙人士寄存信息讀取、物件檢測和實時定位的物流裝置。語音播報功能和帶盲文按鈕的顯示屏解決視覺障礙人士看不到面單信息。帶自動檢測物流被損情況的裝置。帶有電子鎖的物流盒子解決視覺障礙人士看不見拆包封條。正常人可以通過物流自動解鎖。通過語音播報功能和基站定位系統解決視覺障礙人士不能實時看見定位物流信息。

物流裝置未來可以通過讓智能電子快遞單面附帶廣告的方式賺取廣告費用，這樣不僅能讓智能電子單面的費用做到免費，還能讓工廠端、快遞方獲取更多的利益成本。