基于單片機失物招領平臺的建設與研究*

（重慶郵電大學移通學院，重慶 401520）

全球新一輪科技革命和產業變革已經興起，與我國制造業轉型升級形成歷史性交匯，智能制造在全球范圍內快速發展，已成為制造業重要發展趨勢。結合重慶目前智慧城市發展狀況，深入社會群體進行調研，重慶市整體智慧城市建設發展迅猛，群眾滿意度較高，但是也存在一些問題。隨著社會經濟、科技高速發展，人們的工作生活節奏不斷加快，很容易養成丟三落四的習慣，有些重要的東西一旦丟失，很難找回，即使打廣告、登報紙也很難起到作用。因此，筆者提出搭建一個高效的信息化平臺，建立失主和遺失物品之間的聯系，從而為智慧化城市建設畫上濃重的一筆，更好地服務于民生。

1 調研分析

每個人都會有丟東西的時候，例如在高校，每天通過QQ 群發布丟失物品的信息就有幾十條甚至上百條。人們大多通過QQ、網站、公眾號、失物招領角等報備轉發的方式來尋找失主或者尋找遺失物品，這類方法效率比較低。在其他場合很多時候物品拾取人不知道如何尋找失主，失主和物品拾取人之間沒有可以快速對接的平臺，即使通過上網搜索失物招領網站，上面登記的遺失物品可能來自五湖四海，范圍很大，同時也不夠細致，數據無法實現同步收集。以“丟哪了”失物招領平臺為例，至今發布的尋物啟事高達55 652 條，招領啟事共8 402 條，共找回失物9 833 件，通過以上數據可以看出物品找回率仍然很低，很多平臺沒有在一些固定場所設置物品存放點，以及對物品圖像等相關信息進行實時收集，造成了物主之間聯系的時效性大大下降。因此，失物招領平臺的建設與研究就顯得尤為重要了[1]。

2 總體方案設計

2.1 方案設計

失物招領平臺具有五個功能模塊，如圖1 所示，分別是物品存放模塊、智能識別模塊、數據存儲模塊、物主互聯模塊和快遞服務業務，具體功能描述如下[2-3]：

1）物品存放模塊。以柜體形式搭建，物品拾取人可將丟失物品臨時存放在該柜體中。

2）智能識別模塊。安裝在柜體上，該模塊融合了人工智能領域中的圖像識別技術、語音識別技術及傳感器技術，可實現對拾到的物品進行拍照等相關信息收集。

3）數據存儲模塊。通過建立數據庫，對智能識別模塊收集到的信息進行存儲。

4）物主互聯模塊。通過Web 平臺的搭建建立失主與丟失物品的聯系，可實現物主之間的圖像等相關信息匹配。

5）快遞服務業務。根據用戶需求制定相應的快遞配送服務，以滿足用戶無法到現場取物的需求。

圖1 總體框架圖

2.2 方案優點

1）解決了物品拾取者對物品的處置問題，讓多數人可以放心的將丟失物品儲存到該柜體中，而不會被再次遺棄。

2）能夠快速準確地對拾取者所提交的物品進行圖片、文字等相關信息的實時收集，并存入數據庫，解決了其他渠道不能實時準確收集物品信息的難題。

3）建立的Web 平臺不但可以實現對用戶提交的文字信息與物品描述信息進行比對，還能對用戶自己預先存儲的圖片信息與收集到的物品圖片信息進行比對。

4）快遞服務解決了物品與失主之間距離遠的問題，并且有效避免了拾取人處置丟失物品的繁瑣過程。

3 智能失物儲物柜的構成與原理

3.1 智能失物儲物柜的構成

智能失物儲物柜主要有工控機、圖像識別攝像頭、觸摸屏、控制板、電磁鎖、監控系統、燈光系統、散熱系統、網絡錄像機、交換機、圖像處理器、工業4G 路由器、單片機、傳感器和大小不一的箱子等構件組成。

3.2 智能失物儲物柜的原理

方柜通過電源口與家庭供電口連接供電，通過工控機來控制方柜的運轉，當用戶存放丟失物品時，用手觸摸觸摸屏，觸摸屏會亮起，并顯示當前任務指令供用戶選擇，并配有語音提示功能，觸摸屏上方的攝像頭用作拍照掃描收集丟失物品的圖像信息，用戶通過語音識別或者金屬鍵盤輸入物品丟失地點、特征等相關信息。當用戶將丟失物品的信息錄入完成后，方柜會打開某一空閑箱子供用戶存放丟失物品，當用戶關閉箱門后會提示本次操作完成，如果忘記關閉箱門，會提示用戶請關閉箱門。如果用戶或者快遞員來取丟失的物品時，需要輸入通過Web 平臺發送的驗證碼，然后方柜對應箱子將會打開，即可取走丟失的物品。方柜網絡可通過有線、無線路由器、4G 三種方式實現不同環境不同時段的設備通信，將采集到的信息實時上傳到數據庫中。

4 單片機選型

單片機是由定時器/計數器、輸入/輸出接口、串行接口、中斷系統、Flash 只讀存儲器和數據儲存器RAM 等電路構成。

其中CPU 是由運算器和控制器構成，控制器是單片機的核心，它可以識別指令，根據指令讓單片機各部件自動工作。運算器是將算數運算、邏輯運算及其位運算整合后在一起的機器。單片機則是將上述所介紹的功能模塊，通過電路集成的方式，將它們組合在一起，形成一個控制系統的微型計算器。

失物招領平臺選用AT89C52 單片機，該單片機具有體積小、質量輕等優點，在使用時更加方便，它雖然小，但性能非常強大，由于它是采用匯編語言或者C 語言編寫程序，易于學習，它的編程可以在沒有實物單片機的條件下用電腦進行編程和調試。AT89C52 共有40 個引腳，其中有32 個可編程的I/O 端口。主要引腳介紹如表1 所示。

表1 AT89C52 單片機引腳介紹

5 主要技術應用

5.1 圖像識別技術

圖像識別是指以圖像的主要特征為基礎，利用計算機對圖像進行處理、分析和理解，以識別各種不同模式的目標和對象的技術。失物招領平臺將利用圖像識別技術對收集到的丟失物品進行圖像采集—圖像預處理—特征提取—圖像識別。通過一系列的圖像分析與處理，最終將采集到的數據存儲到數據庫中。為了在圖像識別中，能夠更加準確地將物品的文字信息采集清楚，還設置有OCR 圖像識別技術，以獲取文字及版面信息，將圖像中的文字進行識別，并以文本的形式返回。

5.2 數據庫

數據庫是存放數據的倉庫。它的存儲空間很大，可以存放百萬條、千萬條、上億條數據。失物招領平臺在接收失物時，會告知拾取人進行物品拍照和物品丟失地點等相關信息的采集，采集到的信息以一定規則上傳到數據庫，用戶通過訪問Web 平臺可以與數據庫建立聯系，Web 平臺可以實現用戶和數據庫之間的信息比對，當比對的信息相似度達到所設置的要求時，該物品信息就會調用出來，并由用戶最終確定是否為自己丟失的物品[4]。

6 平臺功能簡介

6.1 用戶部分

用戶部分即為用戶管理自己的賬戶和個人信息的部分。為了廣大用戶的隱私利益著想，通過設置用戶登錄界面，并采取全國身份聯網，用戶只需注冊身份證或者手機號即可登錄。用戶個人界面還包括收藏的信息、我的發布、用戶反饋等。

6.2 功能部分

1）總框架——區域劃分。總框架為區域劃分，首先是省—市，其次是區—縣—鎮，最后是收件人地址。

2）分類物品與失主信息。根據實際調查情況，將人們丟失最多的物品挑選出來，分為一大類，其余丟失情況不嚴重的物品歸為其它類，例如：手機、錢包、鑰匙、各種卡類物品等等。物品主人的聯系方式會附在丟失物品信息之后，但為了保證失主的個人隱私，會設置一個“查看”選項，不會直截了當地顯示出來，而是有需要聯系失主的人去點擊“查看”選項，如圖2 所示。

圖2 用戶操作ER 圖

7 結語

通過對失物招領平臺的建設與研究，可實現一站式解決失主與丟失物品的聯系。通過利用人工智能技術解決失物找回難的問題，有效解決了物品拾取者對物品的處置問題；通過人工智能識別模塊能夠快速準確地對拾取者所提交的物品進行圖片、文字等相關信息的實時收集，并存入數據庫；建立的Web 平臺可以實現文字信息、圖片信息的比對；快遞服務解決了物品與失主之間距離遠的問題，減少了拾取人處置丟失物品的負擔[5]。