1.智能快递柜系统设计需求
在智能快递柜的使用过程中，系统能通过采用指示灯来给快递员直观的快递柜信息查看，方便快递员选择要存放的区域和对其中的货件进行的操作。而对于收件人，系统要及时的把相关的信息发送到其手机中，再对收件人输入的验证码进行校验，对则给其开柜取件，错误则要求其重新输入。系统要给予快递员特殊的权限，在各种特殊的情况下，能确保快递员不用输入相应的短信验证码即可开柜取件操作。乡镇与城市的发展和人口都不一样，在城市快递向着高度自动化的今天，也要为乡镇地区铺设好道路。通过快递柜等物流服务场景的再设计、发挥多式联运的作用、以及对物流需求的预测与运力的预设，相信我国能在不久后的未来实现物流成本的大幅降低。
2.元件选择
器件选择要考虑到地缘信息和人员分布的情况，因为该设计的主要目标应用区域是在乡镇等下沉市场，下沉市场众多，且分布过广，所以设计上要以结实耐用和方便简洁为主，成本要结合该地区的人员分布和工作环境来考虑。乡镇等下沉市场是我国的庞大而且空白的区域，急需填补和发展。以先进物流技术为基础的智慧物流，已经成为我国传统物流转型升级的新动能，我国物流行业正朝着智慧化方向迈进[16]。
2.1主控单片机选择
采用AT89C51单片机。AT89C51是拥有4K字节FLASH闪速存储器的C51系列单片机，同时具有低电压高性能等优点，拥有片内振荡器，工作频率为24MHz，并且该单片机管脚众多，能连接的外设和实现的功能也非常的多。
采用STM32F103c8t6单片机。STM32F103c8t6是STM32系列的单片机，其内部资源丰富，功能强大，稳定可靠，而且该单片机工作频率高达72MHz，工作环境要求不苛刻，该单片机的管脚一共有四十个，设计可能性多种多样，设计空间广。STM32系列单片机生产厂家有非常丰富实用的函数库，在程序实现上更为轻松方便。
综合以上两种选择，不难发现STM32F103c8t6单片机比AT89C51单片机运行速度更快，资源更加丰富，而且工作环境要求不高，而且符合设计要求的工作环境，所以选取STM32F103c8t6单片机的最小系统板作为本设计的主控核心。
2.2 显示模块选择
显示设计十分重要，因为快递柜的主要选址地在乡镇端点，大多地域开阔，光线强烈，流动的人员多为中老年人，所以显示界面就要以能清晰显示和成本低且简单方便为要求。
采用LCD1602液晶显示器。LCD1602是应用的较为广泛的一种液晶显示器，可工作在5V的直流电源的
环境下，显示清晰，同时管脚众多，但液晶显示在白天或者日照等强光的环境下显示内容难以辨认，而且管脚多也会占用较多的单片机IO口资源。
采用OLED12864。OLED12864，是利用有机发光二极管显示的一种屏幕，又称为有机电激光显示，具备轻薄、省电、反应速度快和寿命长等特性，而且OLED12864只有4个管脚，非常节省单片机的IO口资源。具备了许多LCD显示器不可比拟的优势。
多种优势，驱动方便，而且在日照等强光环境下显示也能被肉眼所看见，综合考虑下，显示部分就采用OLED12864来进行设计。
2.3 信息输入模块选择
信息输入在选择上有按键和触摸屏两种实现方式，但结合乡镇的地缘与人员分布，操作部分就以的4×4按键矩阵为设计选择，一方面乡镇的ATM机大多也以按键为主要操作选择，人员已经熟悉无需推广操作方式，且按键能在感官上反馈得更为明显，适合所选择的地区。
2.4 通信模块选择
通信模块在选择上有Cat14G串口模块和SIM900A通信模块两个模块。两个模块各有优劣。
Cat14G串口模块接入的网络为4G通信网，网络速度快，但4G模块功耗高，发热较为严重，不利于长时间工作，且本设计通信部分主要是为了短信的发送，使用4G模块就过于浪费资源了。
SIM900A是GSM通信模块，体积小不占空间，同时有采用省电技术设计，
所以在休眠模式下最低耗流只有1.0mA。SIM900A内嵌TCP/IP协议，使用者使用AT命令就能方便的使用TCP/IP协议。
综合考虑，SIM900A的小巧方便和低功耗符合本设计的要求，故短信发送模块选择SIM900A。
3系统总体设计方案
目前对于大多数的乡镇地区而言，快递的签收还处于传统的人工操作，而人工操作对于员工的要求要高，人工成本也高，出现签收错误的情况也多，签收的压力也会因人流高峰期的不同而有所改变。
乡镇地区的人口组成大多都为老人与还未成年的小孩，对于各种手机和电脑的软件操作不熟悉，而年轻人也多以出去打工为主，留守乡镇的年轻人不多，在银行和各类商店已经抽取不多的年轻人的情况下，快递网点的人工需求就紧张了起来。快递网点的员工要求不仅要熟悉手机软件的签收操作和超时处理，也要熟悉电脑的收件单号打印和寄出快递的信息查询，同时因为快递网点要接触的人员非常多，面对面的服务压力比较大，所以大多的快递网点员工都以女性为主。在各种要求和人员不足的情况下，人工的
成本就占据的网点的主要支出，但人工操作在乡镇中心依旧存在着签收效率低和签收错误的问题，在学校放学，家长和孩子都多的情况下更为明显。
乡镇地区人员分散，人员构成复杂，给各个地区安装快递柜的方案不现实不经济不方便也不合理，本设计就以乡镇的快递网点为主要应用场景，以缓解乡镇快递网点的签收压力和减轻人工成本为主要目的，方便网点和人员操作。
在银行和手机已经先行发展和普及的情况下，快递的柜的操作就以类银行的按键操作结合短信的验证码签收为主，方便乡镇地区的各类人。同时智能快递柜在网点设立，也如乡镇ATM机在银行附近一般，能及时的给用户提供服务，方便网点讲解和人员操作。
在几周的观察中，快递网点的人流高峰主要集中在学校孩子上下学的时间段上，占据了一天中早上七点到八点、中午十一点到下午三点和下午五点到六点，按照网点的营业时间从早上七点到下午六点的情况来看，人流高峰期就占据了营业时间的一半，而除去这一时间段，大多情况下人流比较稀疏，签收压力不大。所以目前网点的要招收的员工人数处于比较尴尬的情况，员工人数多了能缓解签收压力，但支出也大，同时空闲时期的闲置也非常不必要，而人数少了就不足以应对人流高峰期的签收压力。输入手机号查物流单号
快递网点的收件大多都以生鲜食品和各类农产品为主，收件的货物重且包装的要求高，要占据快递网点员工的大部分操作，在要派件和收件的情况下，三四
个人也忙不过来。所以本设计的快递柜就能达到分流签收人流，缓解快递员的签收压力和减少人工成本的目的。
结合以上各种情况，得出基于STM32的智能快递柜的设计方案。在各类人员构成复杂的情况下，快递柜的操作就要尽量的简单，屏幕的显示也要清晰明确。在网点工作环境嘈杂的情况下，给予快递员的指示就要显眼的同时除去声响的发出。在对各种特殊情况下，对于快递员的特殊权限操作也要尽可能的简单实用。
图1 快递柜工作流程图
图1快递柜工作流程图。智能快递柜的工作流程如图中所示，快递柜都能被快递员和收件人两方操作，同时快递柜还能给收件人进行通信提醒，快递货物也都能被两方拿取，快递员取件对货物进行退件或者拦截操作等，收件人正常取件。
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