高校自動存取智能快遞柜研究

摘要：現(xiàn)在是互聯(lián)網(wǎng)時代，互聯(lián)網(wǎng)讓人與物、人與人互相關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)了交易的多元化。當前電商的發(fā)展非常迅速，所以包裹需要更大的存放空間和更快速高效的出入庫方式。現(xiàn)對西南石油大學(xué)校內(nèi)、校外快遞點的現(xiàn)狀進行分析，找出當前高校快遞站存在的問題，研究出一種可自動存取包裹的智能快遞柜。該智能快遞柜硬件上主要包括傳送帶、升降臺、貨架、掃描器和傳感器，其利用單片機來控制機械運動，利用SQL Server構(gòu)成數(shù)據(jù)庫，具有自動收入、儲存和取出包裹的功能，可以提高進貨、取貨效率，降低人工成本，避免錯拿、誤拿。

關(guān)鍵詞：快遞站;菜鳥驛站;智能化;自動

1? ? 高校菜鳥驛站的現(xiàn)狀

當前國內(nèi)大學(xué)多達幾千所，在讀大學(xué)生人數(shù)更是達到高峰，而大學(xué)生作為新一代青年，更容易了解和快速接受新事物。隨著電子商務(wù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和逐漸成熟，電子商務(wù)平臺如淘寶網(wǎng)、京東商城等不斷壯大，再加上學(xué)生的消費能力增強，大學(xué)生對快遞的需求量急劇加大。當前，因為物流技術(shù)的普及，快遞站隨處可見，現(xiàn)以西南石油大學(xué)為例分析高校當前快遞站存在的共性問題。目前西南石油大學(xué)取件大致有三種形式：（1）校門外不遠處申通、中通、圓通、韻達等快遞聚集貨架型菜鳥驛站;（2）唯品會等流動性快遞點;（3）校內(nèi)的天天快遞等智能快遞柜。這些智能快遞柜、快遞點和傳統(tǒng)菜鳥驛站運行模式雖然已在全國范圍內(nèi)成型，但依然存在著一些無法回避的問題。

（1）快遞站空間有限，導(dǎo)致貨架的數(shù)量以及其能存放的包裹數(shù)量有限;并且由于空間小，客戶取包裹時極易發(fā)生擁堵，延長取包裹的時間，同時不利于疫情防控。

（2）菜鳥驛站每天都會收到很多批包裹，菜鳥驛站的員工需統(tǒng)計每批包裹的數(shù)量，并將其擺放在貨架上，手動打印出每件包裹的取貨碼并粘貼于包裹上，再通過掃描器掃描條形碼和取貨碼，編輯信息發(fā)送給客戶。這種工作流程需要耗費大量的勞動，而且是高強度、單一重復(fù)性的工作，極易造成信息處理錯誤率較高，包裹的延誤率、遺失率、破損率不斷上升等問題;另外，為了避免錯拿、誤拿包裹以及惡意拿取他人包裹的可能，菜鳥驛站又安排了專門的人員核對取件人的姓名和電話號碼，并通過掃描條形碼確認取件人已經(jīng)領(lǐng)取包裹，這同樣需要大量的勞動力。

（3）多家快遞公司分散，大量快遞人員和車輛穿梭于校園內(nèi)外，帶來安全隱患。

（4）不可能全天運行，導(dǎo)致部分人群無法及時領(lǐng)取快遞。

（5）存儲空間有限，空間利用率低，且在大型網(wǎng)購活動時間段，儲物柜數(shù)量無法滿足需求。

2? ? 傳統(tǒng)智能快遞柜工作流程

（1）業(yè)務(wù)員接到公司分配任務(wù)將貨件送往指定的快遞點處;

（2）用掃描槍掃描快遞件上的條形碼直接獲得運貨單，并打開對應(yīng)的存取貨箱;

（3）選箱投遞;

（4）系統(tǒng)發(fā)送存儲信息給消費者，告知驗證碼;

（5）取貨：輸入收件人通過手機收到的驗證碼信息，找到自己包裹的位置。

3? ? 自動存取智能快遞柜的原理

3.1? ? 自動存取智能快遞柜總體方案

當有包裹被投放到快遞服務(wù)點時，由快遞員將包裹含有條形碼的一面朝上放入傳送帶;當包裹經(jīng)過條形碼掃描儀時，掃描條形碼識別讀取包裹對應(yīng)客戶的信息，并將包裹位置信息轉(zhuǎn)換為取貨碼，通過SMS發(fā)送給客戶;取包裹時，在取件端上輸入電話號碼即可取到包裹，由取貨裝置關(guān)聯(lián)位置信息、自動取貨。包裹自動存取流程圖如圖1所示。

3.2? ? 自動存取智能快遞柜基本構(gòu)成

3.2.1? ? 硬件部分

3.2.1.1? ? 掃描器與傳感器

掃描器：利用掃描儀器掃描貨物上的條形碼，得出貨物的單號、取件人電話等信息，同時將信息儲存于數(shù)據(jù)庫中。

傳感器：利用紅外線傳感器掃描得出貨件的體積信息，通過計算機將體積信息與合適的貨柜位置相匹配，并通過系統(tǒng)記錄貨件位置。

3.2.1.2? ? 傳送和存儲部分

一個貨架系統(tǒng)由一個升降臺、幾個小傳送帶及幾層貨柜構(gòu)成。當貨件通過主傳送帶到達貨架底端后，利用推桿使貨件移到升降臺上，然后再利用升降臺使貨件到達指定層數(shù)。貨架的每層貨柜前都安裝有小傳送帶，以便使貨件到達貨柜中。上貨流程示意圖如圖2所示。

倉庫中有多個不同規(guī)格大小（分大、中、小）的貨架，以便提高空間利用率，所以需要增加傳送帶使多個貨架構(gòu)成一個整體。貨架示意圖如圖3所示，快遞站整體正視及俯視示意圖如圖4、圖5所示。

3.2.2? ? 軟件部分

（1）控制中心：控制中心由單片機和PLC組成。控制中心利用已編好程序控制傳送帶及升降機的運動。

（2）數(shù)據(jù)儲存：數(shù)據(jù)庫利用SQL Server形成。數(shù)據(jù)庫中存儲貨物條形碼中的信息以及貨柜的使用情況，并在貨柜使用率達到90%時發(fā)出提醒。

3.3? ? 自動存取智能快遞柜創(chuàng)新點

（1）使用全自動機械處理包裹的入站、存儲和出站，大大節(jié)省了人力資源。

（2）采用封閉式管理結(jié)構(gòu)，以機械代替人工，降低了出錯率，避免了人為處理包裹和客戶取件時出現(xiàn)的問題。

（3）實時統(tǒng)計貨架占用率，為新入庫貨物入架提供依據(jù)。

4? ? 結(jié)語

綜上所述，自動存取智能快遞柜通過升降臺和傳送帶基本實現(xiàn)了自動化，很大程度上降低了人工勞動強度和勞動成本，提高了工作效率，因而有極大的推廣應(yīng)用價值。

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收稿日期：2020-08-21

作者簡介：劉芳廷（2000—），女，湖南邵東人，研究方向：測控技術(shù)與儀器。