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1、一种简易快递终端主控系统的设计与实现引言 电子商务的蓬勃发展为快递行业带来巨大的发展机遇，国家邮政局于2016年5月所发布的2015年邮政行业发展统计公报中显示，2015年全国快递业务量为206.7亿件，收入为2769.6亿元，可以看出快递已经成为一个重要的产业，其有序健康发展对于进一步推动电子商务的健康发展具有重要意义。目前在快递业的“最后1公里”的派送方式仍然主要基于快递员的上门派送，在快递员的派送量逐渐增大，物品的体积和重量也逐渐多样化的情况下，这一派送方式已经无法满足快递行业的需求，因此许多公司纷纷采用在人口密集的区域部署快递终端（快递柜）的方式来提高工作效率。但是目前的大多数快递终端
2、的主控系统采用工控机+单片机系统的结构1，具有成本较高，性价比低的缺点。虽然目前有部分研究也提出了一些简易的快递终端系统2，但是只具有简单的功能，并且只能实现单体运营，实用性低。另外一方面，目前的快递终端系统，只集中部署在城市中人口密集的区域，对于郊区或者农村地区，由于建设和运营成本的问题，无法实现大范围的覆盖，然而目前农村电商服务是电商的重要发展方向3，也是政府部门改善广大农村生活便利性的一个重要内容。 基于以上问题，为降低快递终端系统的成本，尽快尽早实现对更多地区的覆盖，提高快递行业配送的效率，推动农村电商服务的发展，文章设计出了一种新型的简易快递终端的主控系统，结合相应的箱体及机械结构，
3、可实现各种规格的快递终端系统。下面分别从总体设计、硬件设计和软件设计来进行阐述。 1快递终端主控系统总体设计 文章所设计的快递终端主控系统所适用的快递终端系统的采用图1所示的结构进行部署，其中每个快递终端本地只保存少量数据，大部分数据都通过通信接口实时提交到远端的服务器中，远端的服务器维护一个数据库，保存了下属的各个快递终端中投递和取走的快递的实时状态，并且根据整体策略向下属的各个快递终端发送各种命令。这种结构使得快递终端都是轻量级的，在建造和运营成本上具有很大的优势，能快速在农村或者城市郊区进行推广。 2 快递终端主控系统硬件设计 该系统的处理器采用德州仪器公司（Texas Instrume
4、nts，TI）的DSP+ARM双核处理器F28M35H52C，该处理器具有非常丰富的片上资源，包括浮点运算单元、136KB内部静态RAM、1024KB内部Flash、以太网控制器、PWM、ADC、CAN、USB、SPI、IIC等。并且由于该处理器的单片价格为10美元左右，而对于很多常规的应用，几乎不需要添加额外的片外外设即可满足设计的需求，具有很高的性价比4。 快递终端主控系统的硬件结构如图2所示，其中通信接口包括两类，一种是以太网口，适用于能就近接入有线网络的应用场合，由于F28M35H52C片内具有以太网控制器，只需要外接一片SMSC公司的物理层芯片LAN8710a即可满足联网的需求，而4
5、G网络则适用于各类偏远的地区，目前市场上有各类串口转4G的模块，F28M35H52C通过一个串口即可实现连接4G网络。此外，为了能对投递人和取件人进行拍照存证，系统中还添加了摄像头，选择了OV7670摄像头，利用F28M35H52C的GPIO口来模拟SCCB总线来对摄像头进行控制。键盘、液晶模块（LCM12832）和条码读卡器是用户接口，而机械部分的电机控制由F28M35H52C片上的PWM来实现。 3 快递终端主控系统软件设计 快递终端主控系统的软件是多任务的，基于TI-RTOS来实现，具体开发时通过TI公司的Code Composer Studio（CCS）集成开发工具在相应工程中对*.c
6、fg文件，可对各外设的驱动、网络协议、任务、任务间通信和同步机制等模块进行静态配置和裁剪。TI-RTOS是由德州仪器公司研发的一款功能完善的，面向MCU平台的实时操作系统5。TI-RTOS 提供了功能完善的一整套系统软件组件，包括内核、网络协议栈、文件系统以及各类外设的驱动等，这使得开发人员能够专注于设计应用系统，从而大大缩短了产品的开发周期。快递终端主控系统的软件整体结构如图3所示，主要分为四个任务，任务间通过信号量（semaphore）来实现同步，而数据的传输则采用共用的数据缓冲区，这样能节省系统所需内存，并且也具有较高的效率。 从流程上，当用户接口部分接收到外部事件时，会根据外部事件的类
7、型分别启动通信、存证及电机驱动等模块的相关操作，图4是一个快递终端主控系统软件的流程图。当快递员或者取快件人按下相应的按键时，用户接口任务会根据按键的内容在LCD屏幕上显示相应的提升内容，如果操作者是快递员，并且其输入了正确的存件密码，则根据其选择的箱体规格驱动电机开启其中一个箱子的箱门，并将相应信息上传到服务器。如果是取件人，经过实时和服务器的通信后对取件码进行验证后，启动存证任务，拍摄取件人的正面图像，由于本主控系统的处理能力有限，无法实现进一步的图像处理、特征提取等工作，所以存证模块的主要工作是拍摄图像，将图像存储到本地，并且在合适的时机将这些数据上传到数据及控制服务器。 4 结束语 智能快递终端的出现提高了快递派送的效率，具有可靠性高，维护方便等特点。而文章针对目前的快递终端存在的建造及运营成本高，不利于在偏远地区部署的问题，提出了一种轻量级的快递终端主控系统，基于该主控系统构建的快递终端具有性价比高，易于部署等特点，具有较高的推广应用价值，对于进一步提高快递行业配送的效率，推动农村电商服务的发展具有一定的意义。