基于RFID学校快递驿站的智能物流货架设计
摘要：针对本校校园快件末端配派送效率低下、排队等候时间长、不能送货上门等问题,进行深入的分析调研,整合优化菜鸟驿站物流快递服务系统。通过引用当下先进的物流技术,将RFID技术与货架的结合,设计一个基于RFID的校园快递智能货架。从其构成硬件设施设备以及派送收取等方面进行了详细地设计描述,并对其后期的运用效果进行了分析，从而更好地解决了校园快递最后一道步骤。
关键词：RFID；快递驿站；智能化；货柜
Design of Intelligent Logistics Shelf based on School Express Post Station
Abstract:In view of the problems of low efficiency, long waiting time in line, and inability to deliver goods to the home, etc. in the campus express delivery terminal of our school, we conducted in-depth analysis and research to integrate and optimize the Carolinian Handily logistics express delivery service system. By citing the current advanced logistics technology and combining RFID technology with shelves, this paper designs a campus express intelligent shelf based on RFID, and describes in detail its hardware facilities, delivery and collection, and analyzes its later application effect, thus better solving the last step of campus express.
Keywords: RFID,Express courier station, intelligence,container
第一章绪论
（一）研究的背景与意义
随着我国电商网络的飞速发展，物流行业在面临机遇的同时也将面临着巨大的挑战。据国家邮政局统计，2016年上半年我国的物流行业的收入就已达到了惊人的8000亿元，这就使得我国一跃成为了次于美国的全球第二大快递件量的国家。随着时代的不断进步,科技的不断发展,从而也带动了我们国家的工业科技的快速发展,而且也随着人们的生活水平的不断提高,使得现在人对于物流这块也是越来越重视了,也致使我们国家的物流进入快速发展并且不断完善的时期。所以现在的物流的发展的好还是不好,在一定程度上就反应了这个国家的综合实力是强还是弱,所以物流也就逐渐开始变成了一个国家重视的事情,而且还有一些著名的学者曾经说过物流是现在物流企业的第三大利润的来源。所以对于加大物流产业的发展,对于国家的经济发展起着无与伦比的作用。同时，迅速发展强大的物流产业链提供了大量岗位，需要大量的人力满足这种人力需求，有利于缓解我国的就业压力。但随着物流产业的发展，物流网络不断变大，人力需求扩大的同时，成本也在不断的变大，于是对产业的优化迫在眉睫。智能货架的在物流方面的应用方式应运而生，这也将会加速整个产业的发展。提起货架可能大家都已很熟悉，在我国很早以前就出现了货架，比如古代药堂里用来装药的药柜就是属于货架的一种。到了现代各式商店里所使用的各式各样的货架，再到大型企业公司仓库里的钢制或者更为先进的材质所制成的货架，都是人们所熟悉到不能熟悉的，但是再深一层的智能货架，可能就没有多少人了解了。
随着物流作为国家重点的关注对象,那么快递驿站也是属于物流的一部分,其中快递驿站的物流货架设计也是现在人们所关注的重点,也是物流企业想要在未在的物流市场获得长久、健康、稳定发展的基础。
现代物流的发展，给智能立体仓库的出现与发展壮大提供了平台。
对于越来越多的货物与产品，我们用来存储的空间却是有限的，所以对于空间的规划就会显得尤为重要，首先我们要了解仓库各空间使用的方向，再将商品价值的高低与实际情况结合进行设计布置。空间有限，货物量繁多，货物需要及时的进出，这就使得我们对于货架提出了更高的要求。而现代化的智能仓库出现，带动了着货架的发展。智能货架运用到快递驿站对驿站的运行速率、服务的优化有一定的提高，不会出现人工容易产生的失误。而且随着互联网的快速发展,不仅仅改变了整个世界的环境,也改变了现在人们的生活方式,使得人们想要上网不必要在一个特定的地点,给现在的人们带来了很大的方便,要知道人人的心灵深处都是有懒惰性的,就算再勤奋的人也是如此,所以上面样的生活方式是简单的、是便捷的,那么这样的生活方式就获得了现在人的人们的认可,所以向网上购物、网上订餐等等这些给人们带来方便的生活方式,就获得了现在人们的青睐。但是随着网上购物的人越来越多,从而也导致了每个快递站的包裹也是越来越多,随之而来的就是人们在快递站拿快递的时间变长、拿错快递的情况也逐渐变多等等问题野生接踵而来。
本篇文章我们要设计的是一种基于学校的快递驿站的物流智能货架，其中一部分就是按照未来学校里面学生的需求来设计的，而且我也是一名学生。对于学校的快递驿站里面是什么样子的情况也是大概有一定的了解，所以我们的设计的方向以及思路都是比较明确的。目的就得把设计出来的学校快递驿站物流货架可以作为辅助快递驿站里面的工作人员找货及取货人员的智能化手段，不仅如此还可以减少理货员提高出单入单效率，减少错误，以此来使得在校的学生在去快递驿站拿快递的时候不会出现要等待很长的时间才能拿到自己的快递以及拿错快递的现象。
（二）概述
智能货架是快递驿站进行正确管理的关键力量，真正的智能货架必须要包含以下这些功能，第一个就是管理的主机是可以对于放在货架上面的包裹是可以进行很简单的操作，就可以把这些包裹给录入进去，还可以很简单的操作就可以查询到这些包裹所在的位置，不仅仅如此，而且还能够通过计算机的智能控制货架的开启与关闭，而且货架上面还得要有智能货架一旦出现问题或者是损坏，就可以自动就开启报警的设置。
而且智能货架是现在正在开发的一种新型的科技技术，对于一般的智能货架是不能混为一谈的，我们在要设计基于学校快递驿站的智能物流货架的时候，就先把现在我们国家出现的一些智能货架进行了一些简单的分析，所以我们从现有的智能货架系统上的出来了如下的几个结论：
（1）不管是现有的哪种品牌的智能货架，它里面都会有单片机控制系统影子的存在，在智能货架里面放入单片机控制系统的目的就是为了更好的控制货架上面关于包裹的数据信息。
（2）同样，不管是什么品牌的智能货架系统，它的机械的结构都是组列式的结构，并且要在货架上装载一个显示屏，这是显示货架上面包裹的具体情况，以及显示包裹所处环境的温度。
（3）货架上面有一个显示器，可以在上面进行一些简单的相关的操作，例如：包裹的位置、包裹所处的环境的温度以及湿度等等。
基于RFID设计的智能货架是快递驿站不可缺少的设备，是快递驿站成立的前提，按照我上面所说，所以我认为智能货架就是能够管理快递包裹，而且还是下面所说的两种或者两种以上功能的系统组成的智能机械，如：控制系统、显示系统、监控系统、信息管理系统等等。不仅仅如此，智能货架还得拥有自动识别各类包裹，从而把包裹的信息给显示出来的作用。
（三）发展现状与趋势
我们就从智能货架未来的发展方向上面来讨论，不管是查实货架、还是仓储货架、还是快递驿站的货等等，智能化的货架在未来只会越走越远，越走越稳。如果我们从智能货架的行业上面来说，智能货架在我们国家应用的不是很均匀，分布也是相对比较分散的。智能货架也就在我们国际的物流行业、医药行业、工业行业上面用的比较多些，而且其中使用智能货架比较多的，都是在我们国家相对比较发达的地区。所以从中我们就可以看出，越是经济发达的地区，对于智能货架的需求就越大，而我们国家现在正好是处于经济快速发展的阶段，所以智能货架在我们国家未来的发展是不可限量的。
我刚才就是在简单的分析了一下我们国家的智能货架的发展现状以及智能货架在未来的发展的可能性。而且我认为智能货架的发展是与互联网的发展息息相关的，现在我们已经进入了互联网的时代，也就是说智能货架的发展是社会发展，时代不断进步的必然结果。与传统的二维码技术相比较的话，RFID技术具有许多优势：不需要面对面电子标签，在物品内部也可以识别、可以对目标对象进行远距离读取和写入数据、可识别高速运行的物体、工作的环境不受限制等。RFID射频识别技术在现实生活中有很广泛的运用，举几个例子：第一个就是我们工业生产自动化方面，产品的质量追踪系统；第二个是物资供应链管理方面，航空航天邮政包裹的识别；第三个是在交通信息方面的应用，电子停车收费系统；第四个是我们常见的，图书馆资料管理方面，在图书馆借出的每本图书上面都有一个电子标签；第五个是在食品药品安全及追述方面，养猪场的猪头上面会带有电子耳环；最后一个也比较常见的是在我们去超市购买东西的时候，每个商品的包装上面都会有一个条码等等。对于使用射频识别技术的一些企业来说，在有效的处理应用射频识别技术带来的大数据降低公司的成本，以及可以提高公司的管理效率将是未来最为燃眉之急的首要问题，首先，企业需要一个足够强大的大数据管理平台，包括后台的数据处理与存储，应用程序，如何正确的分析数据，可以处理来自射频识别技术产生的巨大数据。在射频识别技术的项目支出中将会是一笔很大的挑战，无论是资金或是技术的研发。不过，当射频识别技术应用到一定程的时候，所有的产品都将会通过电子标签给他们赋予自己的身份信息。必将是未来物联网发展中的一重大发展方向。在食物的生产链上，RFID射频识别技术可以对生产的食物从种出来到吃下肚进行全程的跟踪，这有利于对食品健康的监督。
相信智能货架的发展前景是无可限量的，而本文我们针对基于RFID技术的智能货架的设计将展开一系列的研究。在未来的物联网发展中RFID技术将进入千家万户，方便我的工作与生活，带动经济飞速发展，综合国力的稳步增长。
（四）主要研究内容
基于RFID技术实现物流货架的研究，主要目的是制作一个具有电子系统的智能货架。利用射频识别技术，同时快速的对多个物品进行信号的采集、自动识别与数据的处理和分析。单片机的运用，Wi-Fi通信技术等。
目录
第一章 绪论 4
（一）研究的背景与意义 4
（二）概述 5
（三）发展现状与趋势 6
（四）主要研究内容 7
第二章 系统的总体设计 8
（一）系统的定义与工作流程 8
（二）设计思路及其功能 8
第三章 元器件与应用技术的选择 9
（一）RFID模块 9
（二）LED模块 10
（三）Wi-Fi通信模块 11
（四）单片机 12
第四章 系统的单元电路设计 13
（一）RFID电路设计 13
（二）Wi-Fi电路设计 14
（三）LED电路设计 14
（四）单片机电路设计 15
（五）报警提示模块 17
第五章 系统程序设计 18
第六章 总结与展望 21
致谢 22
参考文献 23
附录 24
参考文献
[1]王玉泉,朱韶红.基于RFID技术的智能货架的研究[J].微计算机信息,2010,26(23):132-133，58.
[2]韩伟.自动化立体仓库系统的研究与开发.[D].南昌大学.2008.12
[3]刘毅.自动化立体仓库管理与监控系统研究.[D].太原理工大学.2008.5
[4]谢秉正.楼宇智能化原理及工程应用[M].南京：东南大学出版社，2007,29.
[5]叶国欣,吴忻生,冯太合.基于Beige的超低功耗电子货架标签系统[J].科学技术与工程,2013,13(32):9719-9724，9729.
[6]李俊韬,王康康.基于RFID技术的贵重药物冷藏智能货柜设计[J].物流工程与管理,2014,36(04):45-46.
[7]须雷等,面向CIMS的物料搬运系统.[J].1998年第5期
[8]王如军等,模块化技术在物流存储领域的应用.[M].2000年10月
[9刘军,阎芳,郭键,刘同娟,杨玺,赵东杰,徐燕.药品货架监测装置[P].中国专利:CN205333124U,2016-06-22.
[10吕志军,宋一铭,杨光辉,陶程杰,李大伟.基于性能预测的货架智能配置模型研究与实践[J].制造业自动化,2016,38(11):140-143.
[11]赵志强.智能货架控制器,CN103699099A[P].2014.
[12]崔雄.2017年中国物流货架市场回顾与2018年展望[J].物流技术与应用,2018,58-60.
[13]曹尚自动化立体仓库的应用物流技术2010(8):88-89
[14]葛元,王林泉. CIMS环境下自动化车间立体仓库物流计算机控制系统[J]. 计算机工程，2005，22 (6): 101-106.
[15]滕颂自动化立体仓库研究哈尔滨工业大学硕士学位论文2006.06
