基于 WiFi 的智能包裹信息管理系统

时间：2021-11-17 17:29:03

关键字： WiFi 网络单片机 ESP8266 电子秤 RFID 设备包裹信息管理

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[导读]摘要：为了减轻物流工人繁重的体力和脑力劳动，设计一款基于 WiFi 的智能包裹信息管理系统。系统利用单片机及带有通信口的电子秤、RFID 设备等，获取包裹的质量、地址等信息。单片机通过 ESP8266 串口转 WiFi 模块及无线路由器与服务器组建 WiFi 网络，并将包裹信息实时上传至服务器。在应用层对数据报文进行设计，以便服务器能够从大量的数据报文中选出有效的信息。结果表明，该系统实现了包裹信息的自动化采集和智能化管理，可提高物流行业的工作效率，降低运营成本。

0 引言

近年来，电子商务带动了物流服务业的飞速发展。据统计，2017 年，全国快递业务量累计完成 400.6 亿件，同比增长28% ；业务收入累计完成4957.1亿元，同比增长24.7%。包裹信息管理是物流业务进程中的重要组成部分 [2]，是提高工作效率和降低运营成本的有效方式。因此，本文利用成熟的电子测量技术、电子信息技术和无线通信技术，实现了一套包裹信息的智能化管理系统。

1 系统设计

包裹信息智能化管理系统框图如图 1 所示。单片机通过电子秤的串行通信口获取包裹的质量信息，同时通过 RFID 获取包裹的地址 [3] 等其他信息；并利用 ESP8266 串口转WiFi 模块、无线路由器与服务器组建 WiFi 网络 [4]，将收集到的包裹信息上传至服务器，由服务器进行综合管理。服务器（Server）利用 LabVIEW 软件设计完成，并在 PC 机上运行。单片机及 ESP8266 串口转WiFi 模块作为客户端（Client），与服务器建立 TCP 连接，组成 WiFi 无线通信网络。

基于 WiFi 的智能包裹信息管理系统

2 信息采集客户端设计

以单片机为核心，客户端实现包裹信息采集，单片机通过 RS 232 串行通信口读取电子秤，从而获取包裹的质量信息。同时，客户端集成基于 RF522 的 RFID 模块 [5]，用于读取包裹中的电子标签，获取包裹的邮寄地址等信息。串口转WiFi 模块采用 ESP8266 实现 [6]，与单片机之间利用 UART通信，由单片机配置和管理，并将客户端接入到 WiFi 网络，从而与服务器通信。单片机利用国产增强型 8051 单片机STC15W4K32S4[7]，成本低廉，性能强大，供货量充足，利于客户端的大范围部署。

3 服务器软件设计

服务器利用 LabVIEW 软件设计完成 [8]，并在 PC 机上运行，其软件界面如图 2 所示。服务器软件设置为 TCP 模式，可以与多个客户端建立TCP 连接，从而收集多路信息。同时，将收集到的信息显示在界面上，直观易懂，方便使用。并在后台对包裹信息进行分类管理和记录，以便用户查阅和数据分析。

基于 WiFi 的智能包裹信息管理系统

4 通信协议设计

系统基于 WiFi 构建无线通信网络，因此，通信协议的主体部分仍然是以太网协议，即 TCP/IP 协议。为了保证传输的可靠性，客户端与服务器之间采用面向链接的 TCP 方式 [9]。此外，由于系统中存在诸多信息采集客户端，为了便于服务器识别不同客户端并获取关于包裹的信息，在应用层对报文格式进行了设计 [10]。报文格式包括数据帧头、客户端ID、包裹 ID、包裹质量、地址、校验和等信息，如表 1 所示。在服务器中，对收到的数据报文进行解析，即可对包裹信息进行统计和管理。

基于 WiFi 的智能包裹信息管理系统