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【学习目标】
（1）了解智能快递柜终端的组成和功能。
（2）了解智能快递柜终端的硬件系统组成及参数、原理。
（3）了解智能快递柜终端的软件系统。
（4）了解智能快递柜终端的特点。
（5）了解智能快递柜的功能。
【学习重点】
（1）智能快递柜终端的组成和功能。
（2）智能快递柜终端的硬件系统组成及参数、原理。
（3）智能快递柜终端的软件系统组成及原理。
【学习难点】
智能快递柜终端的硬件系统组成原理。
智能快递柜是解决快件投递“最后一公里”问题的有效途径。近年来，随着信息技术的发展和电子商务的繁荣，我国快递业发展保持着高速的增长态势。快递业务规模的激增给快递的末端投递带来了挑战，智能快递柜自助收件服务终端（以下简称智能快递柜终端）是专注快递业“最后一公里”服务的智能平台。该平台为个人提供快递代收发及临时寄存服务，让个人从“等快递”变为到就近快件箱“取快递”，成为物业、电商/快递和个人之间的桥梁。近几年，随着网购用户及网购频次的增加，物流逐渐成为社会发展不可或缺的一部分，且随着包裹数量，尤其是中小件包裹数量的增多，配送效率越来越受到重视。现如今，购物家庭大部分是双职工，不能一直在家等待包裹，尤其是生鲜食品或大件物品面临“怎么拿”的问题，如需退换货，问题会再度升级。可见，如何有效地解决配送的最后一公里，已经成为快递业亟待解决的痛点。
在这种情况下，基于解决社区、商圈、办公楼末端配送的方案——智能快递柜成为创业热点。国内智能快递柜的发展缘起于2010年，此后智能快递柜就一直备受业界及资本市场的关注。面世不过六年的智能快递柜业务，已经吸引了近百亿资金。虽然盈利模式并不明朗，但在抢占社区入口的前瞻概念下，电商巨头、快递公司以及众多创业公司纷纷布局。智能快递柜依靠进入社区占据的线下入口和获得的大量客户数据，以及将线下向线上导流而产生的流量变现价值，吸引了大量资金涌入。截至2016年5月，智能快递柜领域已经聚集了电商巨头、物流巨头、上市公司以及各创业公司等，涉及的投资总计近百亿。
国家政策大力支持快递物流业发展。2014年10月24日，由商务部、国家邮政局联合下发的《关于开展电子商务与物流快递协同发展试点有关问题的通知》，把解决末端配送难题、末端投递服务站点建设作为重点工作任务之一。2015年10月26日，国务院发布《关于促进快递业发展的若干意见》提出，到2020年，基本建成普惠城乡、技术先进、服务优质、安全高效、绿色节能的快递服务体系，形成覆盖全国、联通国际的服务网络。其重点任务是培育壮大快递企业、推进“互联网+
”快递、构建完善服务网络、衔接综合交通体系、加强行业安全监管。
2015年11月，国务院办公厅印发了《关于加快发展生活性服务业促进消费结构升级的指导意见》，对居民、旅游、零售等方面提出了促进服务业发展的主要任务和相应措施。其中，在批发零售服务部分，强调要积极发展冷链物流、仓储配送一体化等物流服务新模式，推广使用智能包裹柜、智能快件箱。
随着扶持政策加码以及快递业务量的快速增长，智能快递柜需求有望持续增长。《2016—2020年中国智能快递柜市场前景及投融资战略研究报告》显示，我国智能快递柜的需求主要以一线城市为主，未来将逐渐向二线、三线城市渗透，预计到2020年，我国智能快递柜产量将超过5万组，未来具有广阔的发展空间。
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互联网+
“互联网+”是创新2.0下的互联网发展的新业态，是知识社会创新2.0推动下的互联网形态演进及其催生的经济社会发展新形态。“互联网+”是互联网思维的进一步实践成果，推动经济形态不断地发生演变，从而带动社会经济实体的生命力，为改革、创新、发展提供广阔的网络平台。
通俗地说，“互联网+”就是“互联网+各个传统行业”，但这并不是简单的两者相加，而是利用信息通信技术及互联网平台，让互联网与传统行业进行深度融合，创造新的发展形态。它代表一种新的社会形态，即充分发挥互联网在社会资源配置中的优化和集成作用，将互联网的创新成果深度融合于经济、社会各域之中，提升全社会的创新力和生产力，形成更广泛的以互联网为基础设施和实现工具的经济发展新形态。
技术领域的发展也是智能快递柜发展繁荣的重要因素。物联网、大数据和云计算是当今科技世界最火热的发展领域，而智能快递柜就是这三大科技领域完美结合的产物。物联网对应了互联网的感觉和运动神经系统。智能快递柜终端便是物联网技术的典型应用，在智能快递柜终端上运营了大量的传感器和扫描识别设备，能够完成对现场环境和用户身份、快件信息的采集，并且通过网络将这些信息进行上传。最早提出大数据时代到来的是全球知名咨询公司麦肯锡，麦肯锡称：“数据，已经渗透到当今每一个行业和业务职能领域，成为重要的生产因素。人们对于海量数据的挖掘和运用，预示着新一波生产率增长和消费者盈余浪潮的到来。”云计算是互联网的核心硬件层和核心软件层的集合，也是互联网中枢神经系统萌芽。大数据代表了互联网的信息层（数据海洋），是互联网智慧和意识产生的基础，包括物联网、传统互联网、移动互联网，在源源不断地向互联网大数据层汇聚数据和接收数据。而智能快递柜系统中的云端服务系统正是大数据和云计算的结合产物，包括业务中快件存取处理系统和后台中心数据处理两部分。整个智能快递系统的运行依赖于智能快递柜终端和云端服务系统。
1．国外智能快递柜的基本情况
1）德国DHL智能包裹箱发展情况
敦豪快递服务公司（DHL）相当于德国邮政系统的国企，它旗下的莆田国际快递自动化包裹邮寄站（Packstation）已覆盖德国90%的总人口，并成为一些新建小区的基本配套。系统不单独收费，因铺设量足够大，其运营收入足以收回投入和维护成本。截至2011年年末，德国已有200万注册用户，约2560个智能包裹箱站，目前已向境外拓展。
2）法国邮政智能包裹柜发展情况
2014年法国邮政集团旗下的GeoPost快递包裹子公司与法国邮件技术与服务巨头Neopost公司合作，在法国和欧洲地区建设3000个智能包裹柜的终端网络。双方将成立合资公司推动本项目，由Neopost公司提供包裹设备、运行软件、安装和维护。而Packcity公司（2013年11月，Neopost与RelaisCoHs包裹公司在巴黎开展试运行价值5000万欧元的智能包裹箱网络，打造了“都市包裹”Packcity的品牌）将负责网络的运营，其中1000个智能包裹柜归法国邮政GeoPost专门使用，其余的三分之二向其他快递公司开放使用，向大型电商企业末端用户提供“单击取件/线上到线下”服务。
3）丹麦邮政智能包裹柜发展情况
2014年春，丹麦邮政和coop连锁公司开始协商，在连锁商店通过智能包裹柜终端向用户提供自动寄、取件服务。丹麦邮政的顾客可以去超市购物时寄、取包裹，而coop公司的顾客则可以在邻近生活圈的商店中提取网购的物品，是典型的双赢模式。coop连锁店也可以因这项增值服务与其他同类竞争对手形成差异化优势，其管理层希望吸引对自主包裹取件服务有需求的用户在来访的同时增加自身的商品销售，稳固客户忠诚度。
4）美国储物柜发展情况
在美国，自助提货柜相当普遍，亚马逊的储物柜（Amazonlocker）通常安置在杂货店、24小时便利店和药店，消费者可三日内取货。储物柜只可容纳重量不到4.5kg的小商品如图书、DVD或iPad之类的电子设备。用户可在数天之内取走商品，不必支付额外费用，不过储物柜计划有助于亚马逊节省一些送货费用。亚马逊每月向7-ELEVEN等安装了其储物柜的商店支付一笔小额费用，类似于租赁费用。例如，顾客可以到附近的7-ELEVEN便利商店为在亚马逊购买的商品结账，然后再去指定的商店，从亚马逊储物柜（类似于邮政信箱）中取出包裹。到货后顾客将收到一封电子邮件通知，智能手机上也会收到一个条形码，然后前往指定的7-ELEVEN便利店，到亚马逊储物柜（可以说是自动取款机和保险箱的结合）那里扫描条形码，获得一个PIN。输入这个PIN码后，即可打开储物柜拿到包裹。
5）日本智能快递柜发展情况
日本的智能快件箱是作为基础设施存在的。在日本，智能快递柜通常由开发商买单，设备属于整栋大楼的业主，物业公司提高物业费，一般每户每月多付5元物业费，物业公司从多交的物业费里面提取一部分给到智能快递柜运营公司。
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DHL
DHL（敦豪快递）是一家创立自美国，目前为德国邮政集团100%持股的快递货运公司，是目前世界上较大的航空快递货运公司之一。敦豪快递于中国大陆因与中国对外贸易运输（集团）总公司（中外运）的合作伙伴关系称为中外运敦豪，日常使用DHL；而在台湾部分，其早年进入台湾时曾使用洋基通运的译名，但为了企业识别的统一，目前已舍弃中文名称，直接称呼为DHL；在香港，公司的正式注册名称为敦豪国际，但日常仍然使用DHL。
2．国外智能快递柜的发展特点
国外在建设运营智能快件箱方面已经积累了成功的经验，通过总结，国外主流的商业模式有两类：欧美模式和日韩模式。
1）欧美模式
投资建设上，主要由电商企业和快递企业负责；建设地点主要是人群集中的区域。例如，美国的亚马逊在7-ELEVEN便利店、杂货店和连锁药店投放了智能快递柜，开展自取业务；UPS在便利店、杂货店、药店、交通枢纽、购物中心等投放智能快递柜；德国敦豪快递服务公司（DHL）在全国范围内投放遍布超市、加油站、社区中心的自助包裹站。
运营上，一般以自营为主。例如，亚马逊智能快递柜目前自营，并且只针对亚马逊用户开放；UPS对支持使用UPS快递寄递用户使用；DHL目前自营，但是对所有快递企业开放使用。
收入上，主要是电商企业和快递企业支付使用费，一般不会向消费者收取额外费用，但是有时需要消费者付费，如DHL的邮箱模式。另外，同时存在第三方公司，较为有名的是Inpost，目前盈利模式还比较模糊，只是作为服务工具存在，类似于ATM机。
2）日韩模式
建设上，主要由政府和开发商共同负责。据统计，日本99.1%的新建筑和85%的旧建筑都配置了智能快件箱，智能快件箱已经成为日本建筑物的标准配置。运营上，一部分由物业运营；一部分由第三方运营。收入上，物业向业主收取一定的物业费以维持运营。
【拓展文本】
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1．建设现状
2010年，作为解决“最后一公里”的补充途径，我国智能快件箱开始起步。目前，国内智能快递柜项目已经有百十来家，快递巨头、电商巨头及独立的第三方快递柜企业阵营划分明显。表1-1是对国内目前的快递柜业务进行的梳理。
表1-1 国内典型快递柜业务一览表
从这三类快递柜的经营主体来看，分别具有代表性企业。
（1）快递企业。代表企业是顺丰和中国邮政公司等。
（2）电子商务企业。代表企业是京东和苏宁易购等。
（3）快递柜运营企业。代表企业是中科富创（北京）科技有限公司、三泰电子公司、上海富友集团等。
投资建设智能快件箱的规格方面，通过主要智能快件箱生产制造厂商产品査询，主要生产厂商产品规格见表1-2。
表1-2 智能快递柜箱体尺寸
2．运营现状
运营方面，智能快件箱投资建设后，一般秉承“谁建设，谁运营”的思路。
（1）电子商务、快递企业投资建成后以自用为主。京东快递柜仅为京东自营用户提供便利，未对外开放，在很大程度上影响了京东快递柜的使用及周转率。
（2）第三方运营公司投资建设后凭借其第三方身份，将其智能快件箱开放给所有电商企业和快递企业使用，涉及面广并开拓了增值业务，如代收代缴费用、冷链服务、即食餐饮等。
盈利方面，智能快件箱运营企业盈利的基本来源是电商企业和快递企业的使用费，一般不向消费者收取额外费用，但是客户超过一定期限不取件，会向超期不领取的快件收取“延时费”。
案例1-1
智能快递柜模式推演
在国外，早在2011年已经有电商巨头亚马逊在美国和英国的几个城市推出了智能快递柜“amazonlocker”，其与美国最大的办公用品零售商Staples合作，在其店内放置供用户自提的储物柜。而在国内，各类企业、资本也纷纷加入到智能快递柜领域，希望解决“最后一公里”的难题，既包括像京东这样的电商，也包括顺丰、圆通这样的快递物流企业，还包括第三方企业如上海宝盒、深圳速来宝、三泰控股旗下的速递易等。其中，较为突出的速递易，据其自称，包裹投递量已经过亿，在全国40个城市开通了超过18000余个网点。
智能快递柜解决的问题很实际。小区里安装智能快递柜，快递员将快递货品直接存入其中，设备会自动将取货密码发送到收件人手机上，收件人可安排时间自行取货。
作为一个曾经的、看过几千家企业、眼光毒辣的投资人，把智能快递柜作为自己新事业的起点，赵忠义的逻辑是，这个领域存在非常刚性的需求，而智能快递柜能够解决这个痛点。
第一个痛点是快递员与收件人时间不匹配的问题。几乎所有网购的人都碰到过快递来了，自己却不在家的问题，没办法就只能另约时间或默默等待。而智能快递柜的存在将收快递分解为两步，将原本必需的快递员发快件和用户收快件的同步过程变成了快递员放置快递到智能快递柜，用户再取出的异步过程。“按照IT行业的规律，从同步模式到异步模式，效率的提升至少在五倍以上。”赵忠义说。
第二个痛点是安全性问题。一方面，对于收件人而言，快递员算是陌生人，陌生人敲门时要不要开门是个问题。事实上，犯罪分子假冒快递员的治安案件已经在全国发生过多起，从概率上来讲并不绝对，但是摊上一件就是绝对的事情，此类安全隐患不得不防。此外，因为直接到柜，而不是到户，赵忠义介绍说，在快递单的填写上，家庭地址都可以不写，而直接写上某某小区“1号柜”，甚至将来直接以一个会员号码的形式呈现，手机号码都不用写，这样就彻底保护了用户的隐私，解决了安全性的问题。另一方面，对于快递员而言，以往在分派包裹的过程中，在途包裹容易丢失，为了防止丢失，快递员只能选择将所有的包裹带在身边，或者要求收件人下楼取，这都降低了用户体验。而智能快递柜的存在则可以消除安全隐患，提升效率。
更为深层次和趋势性的原因是，当老龄化社会来临，物流业末端的快递配送还采取人工服务、人工操作的形式，这就意味着人工成本一旦涨价，快递公司的压力巨大。而采用“1号柜”这样的智能快递柜，拿设备代替人，将“人服务人”的模式变成“机器服务人”的模式，那么服务的质量、标准化程度都将大幅度提高。
【专业术语】
【拓展视频】
1．智能快递柜终端简介
智能快递柜终端是一个基于物联网的，由能够将快件物品识别、暂存、监控和管理的设备与云端服务系统一起构成。云端服务系统能够对本系统的各个快递投递箱进行统一化管理，如快递投递箱的信息、快件的信息、用户的信息等，并对各种信息进行整合分析处理。智能快递柜是基于嵌入式技术，通过RFID、摄像头等各种传感设备进行数据采集，然后将采集到的数据传送至云端服务系统，进行GSM短信提醒、RFID身份识别、一维码扫描结果处理等，处理完成后，服务端返回数据再通过网络传送至快递柜终端。
智能快递柜是一种集快件投递与提取多种功能于一体的全天24小时自助服务设备，柜高约2米，拥有数十个大小不一的格口，格口能容纳多种不同尺寸规格的货物，柜两边带有视频监控系统，中间是自助支付终端（由触摸屏、键盘、支付终端、二维码扫描区和凭条出口组成），支持消费者全程自动支付、取货。格口可通过快递员登录验证密码、消费者取件密码、智能快递柜后台（远程和本地）和机械开关打开。收件人可以自己选择时间去领取快件，这是从坐着“等快递”转变为到指定服务点“取快递”的一种新方式。该方式可以满足一部分消费者的需求，尤其是上班族网购群体，在多种收货方式共同存在的情况下，智能快递柜业务不仅保护了消费者的个人隐私，还给消费者最大的自主选择权，提升了用户体验。对于快递员来说，“放货即走”能减少由于无人签收产生的二次配送成本，提高投递效率，缓解节假日网购末端物流的配送压力，还能扩大智能快递柜投资商的品牌影响力。
使用智能快递柜，有助于解决投递成本高、快件安全无法保证、客户取货不方便以及派送时间与消费者接货时间不一致等问题，成为解决快件投递“最后一公里”问题的有效途径，其现实意义和社会价值主要表现为降低人力成本、提高投递效率、保护个人隐私。
2．智能快递柜终端特点
智能快递柜终端的主要特点有以下几种。
1）安全性
（1）智能柜箱体材质选用不同规格的冷轧钢板，具有防火、防震、防盗、防撬、防雨、防尘等性能，保护了快件的安全。
（2）使用智能电子锁，以保证箱体只有在系统确认的情况下才会被打开，同时为了确保安全，柜体周围安装了监控探头，全景视频监控防止人为破坏。
2）便捷性
（1）取件时间自由安排，自主操作人性化，用户随时随地可在附近快递柜收取快递。
（2）可使用APP对柜体端进行投、取操作，效率极高。
（3）丰富的指示灯提示操作。
（4）支持微信自助查询。
（5）全天24小时自助取件。
（6）快件单号条码扫描输入。
3．智能快递柜功能
智能快递柜主要包含以下六大功能。
（1）取件：快递人员完成投递后，收件人会收到一条短信，短信中包含取件密码。收件人在智能快递柜中输入取件密码即可取件。
（2）投递：快递人员登录，输入订单号和收件人手机号，把要投递的包裹存放入智能快递柜，完成投递。
（3）寄存：24小时随时存取，全天候安全监控，方便用户短时间内存放物品。
（4）充值：用户可以根据需要对账户进行充值，用于投递、寄取等功能使用。
（5）查询：快递人员在查询界面查看未取走的快递，并选择是否取回。收件人在查询界面，查看属于自己的快递，并选择是否取走。
（6）帮助：用户帮助平台，提供“操作说明”“常见问题”“使用协议”“关于我们”等说明，用户在使用智能快递柜遇到的问题，可以通过帮助找到解决办法。
在本书中，为配合APP一起使用，主要介绍快递柜上投递与取件两项功能。
以“近邻宝”智能快递柜为例，智能快递柜分为主柜和副柜两部分，智能快递柜全景图如图1.1所示。
图1.1 智能快递柜全景图
主柜是带有Android操作系统的触控操作平台，如图1.1中间部分，包含主控系统（控制主板、驱动电路、锁控板、电子锁等），外设包括触摸屏、一维/二维扫码器、投币器、RFID读卡器、监控系统相关硬件软件。
副柜是带有存放快件的格口部分，它位于主柜侧边，包括控制子系统，其中锁控板和电子锁用于对副柜格口进行控制。随着投递包裹量的增加，可以增加多个副柜，由一个主柜进行控制。格口柜是可供投递和提取快件的存储单元，每组格口柜有两列格口箱组成，一套快递柜包含多个格口箱。
智能快递柜系统内部总体框架如图1.2所示。其中，基于Android系统的上位机主要完成快递员、用户与终端的人机交互，与云端服务系统的数据通信和控制等。具体功能包括快递员投递、用户取件、用户寄件、物流查询、系统设置、语音提示、通过Internet与云端服务系统通信、通过串口与下位机通信与执行控制、快递信息数据库管理。终端下位机系统负责采集快递信息（条形码、重量、尺寸）、终端状态信息（温度、烟雾、震动）、控制机械系统执行打开格口和将终端信息实时地反馈给上位机。机械系统负责将执行来自下位机的控制指令，打开格口完成寄存和取件。供电系统由220V交流电源提供，再通过稳压芯片，为系统提供直流5V、3.3V、6V、12V四种电压。
图1.2 智能快递柜终端内部总体框架
智能快递柜终端系统原理框图如图1.3所示，智能快递柜终端系统主要分为三大部分。
图1.3 智能快递柜终端系统原理框
1）基于Android平台的终端上位机系统
上位机采用ARM Cortex A8平板电脑作为硬件平台，该平板电脑配有23.3cm触摸屏，支持GSM通信、3G、WiFi等网络通信。利用Android平台优越的人机交互、网络通信、蓝牙通信、SQLite数据库技术、GSM、多媒体技术等完成快递终端上位机的UI开发、快递信息数据库开发。开发过程不需要深入了解Android底层的工作原理和通信机制，只需调用Android本身提供的API即可完成上位机开发。
2）终端下位机系统
下位机系统的核心处理器为STM32，该处理器是基于ARM Cortex M3的低功耗嵌入式微处理器，工作频率可达72 MHz，片上集成512 KB FLASH、64 KB SRAM存储器，2个基本定时器、4个通用定时器、2个高级定时器，有5个USART、3个SPI、1个USB 2.0全速接口、1个CAN接口、1个SDIO接口。STM32处理器通过GPIO接口与温度传感器、震动传感器、烟雾传感器和继电器开关等通信，通过USART接口与RFID识别模块、硬币识别模块、条形码识别模块、二维码识别模块等进行通信，实现对现场环境信息的采集及对快件和用户信息的识别。
3）终端机械系统
终端机械系统主要包含继电器式电子锁和格口机械开关两部分，主要是打开格口的执行机构，接收并直接执行来自终端下位机系统传递的打开格口指令。
智能快递柜体中需要用到各种硬件，对于读者来说了解这些硬件的具体参数有利于更深入地了解快递柜的组成。
【专业术语】
1）控制系统及外设主要硬件介绍
①控制主板具有以下参数。
CPU：四核，主频1.5GB以上。
内存：2GB DDR3。
主板：包含RS-232、RS-485、USB、RJ-45接口等，还包含HDMI接口。
②触摸屏：柜体装有触摸屏，可用于触摸操作及广告播放。触摸屏可采用多种规格型号。
③投币器：柜体装有投币器。投币器作为硬币支付手段，可接受人民币1元、5角币值。
④ RFID读卡器：支持13.56MHz频率读卡，采用固定式安装。
⑤一维/二维扫码器。
一维扫码器：支持UPC/EAN/Code39/Code128等常规一维条码。
二维扫码器：汉信码、PDF417、Data Matrix、QR code等二维码。
接口支持：USB、RS-232。
光源：LED（630nm ± 10nm）。
⑥电子锁：开闭状态可传。电子锁是柜体控制部分的执行单元，电子锁打开和关闭时，将其状态上传至控制系统，由上位机读取。
⑦3G模块部分。
安装形式：板载3G模块/3G工业路由器。
制式：TDSCDMA/WCDMA/CDMA2000，并向下兼容2G（板载3G模块支持WCDMA）。
2）其他参数
其他参数包括外观、摄像头、电源等技术说明，详情见表1-3。
表1-3 智能快递柜产品参数（近邻宝）
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RS-232
RS-232是个人计算机上的通信接口之一，由电子工业协会（Electronic Industries Association, EIA）所制定的异步传输标准接口。通常RS-232接口以9个引脚（DB-9）或是25个引脚（DB-25）的形式出现，一般个人计算机上会有两组RS-232接口，分别称为COM1和COM2。
熟悉相关硬件的原理是选择和使用该硬件的前提，只有做到对硬件的原理了如指掌才能更好更高效的使用硬件实现所需要的功能。在本节中对电子锁和一维条码的扫描原理进行了介绍。
1．电子锁
作为一种社会性的产品，每个时代的锁都能在一定程度上反映出当时的科学技术水平。虽然古代的锁和今天的锁很不一样，将来的锁也完全可能是另一种样子，然而锁总不外乎由两部分构成，即控制部分和执行机构。电子锁，一般是指采用电子线路控制，以电磁铁（或微型电机）和锁体作为执行机构的机电一体化保险装置。现在，电子锁是组成公共安全防范系统的重要电子装置，当然也是家用器具类电子产品，在我国归属实用新型专利。区别于传统的机械锁，电子锁的特点是使用方便，工作安全、可靠，保密性极强。
电子锁是快递柜的核心控制之一。通过控制电子锁来实现对柜门开闭的控制，完成包裹的存取。目前的控制系统中，一组柜子中有N个柜门，即需要通过一块集中的电路板来控制一组中的N个柜门。为方便调试，控制通道考虑使用RS485通信。对于用户，一次只开一个柜门；对于管理员有时候需要一次开多个柜门。几组柜子的控制电路板可以通过级联接口集中在一块电路板上，再由这块集中的接口板与主控联系。
1）电子锁的一般结构
电子锁的执行机构一般采用电磁铁或微型电机拖动锁体，锁体可以分为锁舌式和锁扣盒式。当然，用弹子锁体改制也可以。
如图1.4所示，电子锁控制部分由输入、存储、编码、鉴别、抗干扰、驱动、显示和报警等单元组成。其中，编码和鉴别电路是整个控制部分的核心，而电源则是电子锁控制部分和执行机构都必不可少的。
图1.4 电子锁控制原理
①编码器：编码的实质就是人为地设定一组 N 位二进制数或 N 位十进制数，设定该组数的指导思想是所编的密码尽量不易被人识破。
对编码电路的要求：容量大，换码率高；保密性、可靠性好；换码操作容易，便于日常管理。编码器的换码率可由下式算出。
C =2 n 或 C 1 =10 N
式中， C 、 C 1 是编码器的换码率（二进制、十进制数列各种不同的组合）; n 是二进制数的位数； N 是十进制数的位数。
②输入器和存储器：输入器的作用是输入一组密码。存储器负责记忆这组密码并送至鉴别器。
③鉴别器：鉴别器的任务是对来自输入器和编码器的两组密码进行比较，当两组密码完全相同时，鉴别器输出电信号，经抗干扰处理后送至后级驱动和显示单元，若用户有特殊要求，鉴别器还可以输出报警、封锁道路或启动监视器所需的电信号。
④驱动器：由于鉴别器送出的电信号通常很微弱，为能够带动执行机构的电磁铁动作，故设驱动器。
⑤抗干扰电路：为了抑制外界干扰，如周围家用电器、工业设备或控制器受水侵入等特殊情形，抗干扰电路可以保证在这些情况下电磁锁头不会自行误动作，从而提高了电子锁的可靠性和安全性。通常用延时、限幅和定相等来达到抗干扰的目的。
⑥显示器和报警器：这是电子锁控制部分的附加电路，用于显示鉴别结果和报警，因此扩展了电子锁的功能。
⑦电源：对于电子锁来讲，电源不可或缺。设计理想的不间断电源成为一个重要课题。相对于执行机构而言，电子锁的控制电路部分具有极大的灵活性，这是造成电子锁种类繁多的主要原因。
2）电子锁的分类
电子锁的分类方法很多。为阐述问题方便，力求条理清晰，我们根据开锁方式和主要元器件对电子锁进行分类。
按照开锁方式的异同，电子锁可分为以下几种。
①卡片钥匙式电子锁，其特点是使用卡片钥匙开锁，卡片钥匙是控制电路的有机组成部分。做钥匙的卡片，就其性质而言具有多样性，如磁卡、穿孔卡。一般将控制电路设计成平时不耗电状态。
②电子钥匙式电子锁，其特点是使用电子钥匙开锁，电子钥匙是构成控制电路的重要组成部分。电子钥匙可由元器件或由元器件搭成的单元电路组成，做成小型手持单元形式。电子钥匙和主控电路的联系，可以是声、光、电等多种形式。
③按键式电子锁，其特点是采用按键（钮）方式开锁，简易方便。这是电子锁普遍采用的一种开锁形式。
④拨盘式电子锁，其特点是采用拨盘方式开锁。很多按键式电子锁可以改造成拨盘式电子锁。
⑤触摸式电子锁，其特点是采用触摸方式开锁，操作方便。相对于按键开关，触摸开关使用寿命长、造价低，因此优化了电子锁电路。
按使用的主要元器件的异同，电子锁又可分为以下几种。
①继电器式电子锁，其特点是采用继电器的触点联动，配合各类开关的串、并联组合进行编码控制。
②可控硅式电子锁，其特点是采用串、并联的可控硅进行编码控制。
③电容记忆式电子锁，其特点是利用电容充放电原理进行编码控制。
④单结管延迟式电子锁，其特点是利用单结管作开锁延时器，提高了电子锁的保安性能。
⑤电子密码开关，其特点是运用模拟集成开关块，配合组合开关进行编码控制。
⑥555电路式电子锁，其特点是将555时基电路接成触发器、振荡器等形式，配合组合开关进行编码控制。
⑦专用保密锁集成电路式电子锁，其特点是作为电子锁控制电路的核心，专用保密锁集成电路的集成度高、功能强，所需外围元件少，安装方便、可靠。
2．一维条码
一维条码（也称条形码）是由美国的N. T. Woodland在1949年首先提出的。随着计算机应用的不断普及，条码的应用得到了很大的发展。条码可以标出商品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等信息，因而在商品流通、图书管理、邮电管理、银行系统等许多领域都得到了广泛的应用。一维条码如图1.5所示。
图1.5 一维条码
条形码是由宽度不同、反射率不同的条和空，按照一定的编码规则（码制）编制而成的，用以表达一组数字或字母符号信息的图形标识符。即条形码是一组粗细不同，按照一定的规则安排间距的平行线条图形。常见的条形码是由反射率相差很大的黑条（简称条）和白条（简称空）组成的。
1）一维条码的识别原理
条形码识别原理如图1.6所示。由于不同颜色的物体，其反射的可见光的波长不同，白色物体能反射各种波长的可见光，黑色物体则吸收各种波长的可见光，所以当条形码扫描器光源发出的光经光阑及凸透镜1后，照射到黑白相间的条形码上时，反射光经凸透镜2聚焦后，照射到光电转换器上，于是光电转换器接收到与白条和黑条相应的强弱不同的反射光信号，并转换成相应的电信号输出到放大整形电路，整形电路把模拟信号转化成数字电信号，再经译码接口电路译成数字字符信息。
图1.6 条形码识别原理
白条、黑条的宽度不同，相应的电信号持续时间长短也不同。但是，由光电转换器输出的与条形码的条和空相应的电信号一般仅10mV左右，不能直接使用，因而先要将光电转换器输出的电信号送放大器放大。放大后的电信号仍然是一个模拟电信号，为了避免由条形码中的疵点和污点导致错误信号，在放大电路后需加一整形电路，把模拟信号转换成数字电信号，以便计算机系统能准确判读。
整形电路的脉冲数字信号经译码器译成数字、字符信息。它通过识别起始、终止字符来判别出条形码符号的码制及扫描方向，通过测量脉冲数字电信号0、1的数目来判别出条和空的数目，通过测量0、1信号持续的时间来判别条和空的宽度。这样便得到了被辩读的条形码符号的条和空的数目及相应的宽度和所用码制，根据码制所对应的编码规则，便可将条形符号换成相应的数字、字符信息，通过接口电路送给计算机系统进行数据处理与管理，便完成了条形码辨读的全过程。
2）一维条码识别系统的组成
条形码识别原理（条码识别原理）为了阅读出条码所代表的信息，需要一套条码识别系统，它由条码扫描器、放大整形电路、译码接口电路和计算机系统等部分组成。
资料卡
EAN条码
EAN商品条码亦称“通用商品条码”，是国际通用的商品代码，是以直接向消费者销售的商品为对象，以单个商品为单位使用的条码。该条码由国际物品编码协会制定，通用于各地，是目前国际上使用最广泛的一种商品条码。
智能快递柜软件系统的主要组成包括快递柜终端服务系统和快递柜终端主控系统。
1．快递柜终端服务系统
主柜触摸屏显示的Android操作系统界面，是基于Android系统开发的APP应用，负责用户对包裹的投递、提取、寄存等服务。它包括智能快递柜终端控制系统和管理系统、Android APP应用。
2．快递柜终端主控系统
快递柜终端主控系统负责实现快递柜终端的识别、柜终端与后台运营系统的通信和数据交换。包括控制主板、驱动电路、锁控板、电子锁等，确保通信可靠和数据安全。
一般快递柜采用工控机或自主开发的嵌入式主板作为主控电路，以Linux/Android/Windows为运行环境，在此基础上使用相应的外围电路板来控制柜体，完成邮包的投递收取业务。同时，通过设置在柜体上的触摸屏显示器来实现广告的播放，且广告可以通过远程的方式进行更换，实现广告业务。
围绕着快递柜的业务，综合考虑用户体验，对快递柜控制系统的输入和输出分功能进一步细分，并在此基础上进行整合，使系统的业务更有针对性，类别更清楚。
因此，在控制系统中要分别包含：包裹的存取控制、声音播放平台与控制、画面的播放平台与控制、触摸操作的控制、刷卡机的控制及其他增值业务的附加设备控制。
快递业中的智能快递柜在目前发展中还存在着一些障碍，但ATM的成功运作案例也预示着快递柜存在成功的很大可能性，潜在巨大的电商发展空间将是推动智能快递柜发展的最大动力。这种介于公益属性边缘的新事物将会得到政府、社会的关注和支持，其中最主要的力量还是快递企业自身。对于智能快递柜如何快速发展起来，快递企业、智能快递柜的生产商、小区物业、商场等多方组织应共同努力，创造共赢。可将电商的智能配送终端分离出来，交由快递以外的第四方企业全权管理智能快递柜，由第四方企业对智能快递柜及其布置所在的小区物业或商场、智能快递柜中的暂存物、广告宣传进行全面管理，也可以在大学校园建立末端校园物流中心，可作为高校创新创业平台。智能快递柜的运营还可与ATM机形成关联，在发展社区自助金融服务外，将货到付款形式的自提验货与ATM机付款绑定服务，通过指纹识别验证付款等安全性更高的信息技术加以实现。
另外，通过在校园建设“物流服务中心”，设置多组智能快递柜，部署“电子商务与物流信息化”综合运营管理系统，建设校园“电子商务与物流”实训基地，如图1.7所示。组建由学校导师、企业导师、快递公司代表、电子商务公司代表等组成的“校企联合教学团队”，开展集学生实习、就业、创业于一体的教学实训活动。
图1.7 校园物流服务中心
学生在校园物流服务中心实习时，可根据自身的专业和特长进行岗位选择，快递派送员、快递揽收员、库管员等岗位适合物流工程专业的同学，物流信息技术人员适合物流工程、计算机专业和软件工程专业的同学，财务人员适合经济管理和财会专业的同学，客服岗位则适合语言表达能力强的同学（图1.8）。通过实训基地的实践演练，培养学生运用电子商务与快递物流相关知识和信息技术进行运营管理和技术服务的综合能力，达到物流服务中心管理岗位和技术岗位的实际要求。
图1.8 校园物流服务中心实习岗位
通过在实训基地定期举办创新、创业大赛，指导学生开展可行性研究，编制商业计划书，撰写创业报告，模拟企业商业运营，开发创新性产品或服务（电子商务网站、开发APP相关应用软件等），提升学生创新、创业能力，如图1.9所示。
图1.9 实训基地创新创业大赛
智能快递柜的快速发展得益于国家的政策扶持，同时业界和资本市场的持续关注也为智能快递柜产业的繁荣注入了活力，当然智能快递柜自身功能的不断完善也离不开大数据、云计算和物联网技术的迅猛发展。
智能快递柜终端系统主要分为三大部分：基于Android平台的终端上位机系统、终端下位机系统和终端机械系统。智能快递柜体软件系统的主要组成包括快递柜终端服务系统和快递柜终端主控系统。
物联网就是物物相连的互联网，它通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，智能快递柜终端便是物联网技术的典型应用。
云计算是互联网的核心硬件层和核心软件层的集合，也是互联网中枢神经系统萌芽。
关键术语
智能快递柜（Intelligent Express Ark）
物流（Logistics）
物联网（Internet of Things）
大数据（Big Data）
云计算（Cloud Computing）
传感器（Sensor）
电子商务（Electronic Commerce）
射频识别（Radio Frequency Identification, RFID）
条形码（Bar Code）
二维码（Two-dimensional Code）
投递（Delivery）
电子锁（Electronic Lock）
蓝牙（Bluetooth）
一、判断题
1．智能快递柜是解决物流过程中仓储问题的有效途径。（ ）
2．智能快递柜是独立的用于快件投递和取件的物流设备，与其他系统没有关联。（ ）
3．“互联网+”的概念最早是在中国提出的。（ ）
4．因为技术限制，目前智能快递柜产业的发展比较缓慢。（ ）
5．目前，智能快递柜的功能主要是投递和取件。（ ）
二、选择题
1．与智能快递柜密切相关的技术有（ ）。
A．云计算
B．工业自动化技术
C．大数据
D．控制科学
E．物联网
2．（ ）是解决快件投递“最后一公里”问题的有效途径。
A．物流公司
B．智能快递柜
C．物流信息系统
D．仓储管理系统
3．智能快递柜箱体材质一般选用不同规格的（ ）。
A．玻璃钢
B．钛合金
C．冷轧钢板
D．工程塑料
4．智能快递柜终端一般会选择（ ）作为操作系统。
A．Linux
B．Android
C．Windows
D．iOS
E．UNIX
5．条形码是由（ ）最早提出的。
A．Hedy Lamarr
B．N. T. Woodland
C．J. Robert Oppenheimer
D．Wernher von Braun
三、简答题
1．电子锁的开锁方式有哪几种？分别进行举例。
2．使用智能快递柜的意义是什么？
3．你认为智能快递柜将来还会具备哪些功能？为什么？