GSM短信技术在智能快递签收系统的应用

       摘　要：GSM短信技术是以其GSM网络覆盖率高、传输特性好、安全性能高的优势广泛应用于通信、物流等行业。随着快件总量的激增，快速、便捷发送收件信息成为快递签收系统中不可或缺的功能。论文采用SIM900A芯片设计了简易可行的智能化短信发送模块，通过该模块实现智能发送短信的功能，减轻快递员的工作负荷，给快递配送带来极大的便捷。

       关键词：GSM；SIM900A芯片；短信发送

GSM SMS technology in the application of intelligent courier receipt system

       Abstract：GSM SMS technology based on GSM network’s high coverage rate，great transmission characteristics and high safety performance advantages is widely used in telecommunications，logistics and other industries．With the surge in the amount of express，fast and convenient sending receipt information becomes a indispensable function in the courier receipt system．The paper using SIM900A chip designs a simple feasible intelligent message sending module，through this module can realize the function of sending text messages intelligently，reducing the workload of courier and bringing great convenience to express delivery．

Key words：GSM；SIM900A chip；text messaging

0　引言

       随着GSM移动通信网络的迅速普及和竞争的日益激烈，随时在线、费用低廉、无需拨号、便捷快速、可靠性高的短信发送技术作为GSM网络的基本技术，已得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视，基于这种技术的各种应用也得到蓬勃发展[1]。其中，GSM模块是继GSM手机外一种相当可靠的移动通信系统的终端设备，服务了数以万计的行业客户。而随着电子商务的迅猛发展，校园快递融入了大学生的生活[2]，如今校园快递行业存在的诸多问题，如配送效率低、投送时间集中和快件总量巨大等，严重制约了相关行业的深入发展[3]。国外对快递配送终端设备的研究已经相对成熟，基于“无人交付接收盒”和“递送盒”模型的构造，日本、德国、法国、俄罗斯等国家都已纷纷投入使用快递终端设备。而国内的智能快递终端仍处于起步阶段，虽然成功避免了人等人的尴尬场面，但其低安全、高成本仍难以适应经济的快速发展。武汉理工大学岳永贤提出一种以单片机为核心处理器，配合其他器件以实现条码读取和识别、快件存取和短消息发送功能的系统结构[4]，实现了快件的自动存取，提高了服务效率，但是缺少对快件的签收工作，安全性得不到保障。而京东商场面对高档社区研发的快递自提柜在一定程度上也可以节省一部分配送时间，提供良好的用户体验[5]，但是成本较高，无法实现智能通知用户取件。该文基于GSM技术设计的短信发送模块能向指定目标智能发送短信，有效地解决了目前快递通知环节中存在的号码误发、动手量大、成本较高等缺陷哺]，实现了快递签收流程中的智能通知，减轻了快递员的工作负荷，提高了工作效率，具有简单方便、稳定性好、安全可靠等特点。

1　智能快递签收控制系统构成

       所设计的智能快递签收系统由身份认证、电子锁控制、短信发送、检测、存储、报警、键盘和显示等模块构成，如图1所示。

其中，中央处理模块是运算和控制的核心，实现各个模块的功能并完成模块之间的衔接；身份认证模块可正确识别IC卡的信息，主要负责签收流程中识别工作人员的身份并赋予其相应权限；电子锁控制模块可控制系统箱锁的开和闭，从而完成流程中指定情况下的开箱和关箱操作；短信发送模块可向指定目标发送短信，实现向收件人发送取件通知；检测模块可以检测系统单元箱的压力变化，从而准确判断货物是否人箱；存储模块可以方便有效地对信息进行读取操作，实现了对整个流程中系统箱开箱方式、取件时间的记录；报警模块可以在开箱与关箱的同时进行声光报警，键盘模块可方便快递员和收件人进行相关按键操作，显示模块可实现系统状态的同步显示，这三个模块构成了一个相对完整的人机交互模块，满足用户的需求，体现系统的人性化。

在整个智能快递签收系统的设计中，GSM短信发送技术占据了举足轻重的地位。控制系统的短信发送模块采用SIM900A芯片，通过串口与中央处理模块通信，中央处理模块通过AT指令控制短信发送模块，完成短信发送，很好地实现了系统的智能短信通知，从而实现快递的智能签收。目前，校园快递中存在总量大、投送时间集中、存放地点分散等导致的投送效率低、寻件时间长、人力开销大等问题，GSM短信发送技术使快速、便捷地通知收件人成为可能，缩短了工作时间，减轻了快递员的工作负荷，降低了快递公司的人力支出，提高了快递员的工作效率，同时利用短信确保了隐私性，加强了系统安全性。

2　短信发送模块详细设计

       在智能快递签收系统的设计开发中，需要一种无线通信模块来衔接快递员和收件人。从功能和可靠性看，没有一个无线网可以与移动通信网络相比拟[7-8]。相对于采用集群通信、CDPD网、有线M0-DEN或者电话拨打来实现通信，GSM短信技术具备随时在线、价格便宜、无需拨号、覆盖范围广等优点，成为该系统的不二选择。

2．1　核心芯片选型

       目前市场上支持短信技术的模块有很多，如：ProGee模块，F2003 GSM IP MODEN模块，SIM900A模块等，其中ProGee一款导航定位与移动通信一体化的芯片，集GPS、GSM、CPU为一体，功能强大；F2003 GSM IP MODEN模块是一种物联网无线数据传输终端，利用公用GSM网络为用户提供无线长距离数据传输功能；相对于ProGee，SIMCom推出的SIM900A，结构紧凑，GSM／GPRS双频模块，SMT封装形式，标准AT命令接口，工作频率为850／900／1800／1900MHz，可以低功耗实现语音、SMS、数据和传真信息的传输，提供短信息服务等功能[9]，完全满足系统的设计需求。此外，相对于F2003 GSM IPMODEN等其他款无线模块，SIM900A的设计更简单方便，处理信息量大，在SLEEP模式下的1.0mA电流体现了低功耗，因此，系统选用SIM900A模块实现短信服务。

2．2　模块硬件设计

       系统中，中央控制模块的主控CPU采用sT公司的STM32F103RBT6。SIM900A模块与主控CPU的连接如图2所示。

       SIM900A模块对供电电压较为敏感，电压范围一般在3.5～4.8V之间，非典型固定电压，而且其瞬间电流可以达到2A。因此可以采用最大电流达到3A的LM2596芯片将电平转化为4.0V左右，为了增强模块电源抗干扰能力，在VBAT供电芯片输出端加电容滤波。模块在整个系统使用时要随时保持开机状态，故把POWERKEY引脚单独引出由单片机I／O口控制其高低电平来实现开机和休眠，达到低功耗的效果。SIM900A模块与单片机由RXD和TXD引脚来实现串口通信，在STM32单片机执行短信发送之前，SIM900A都处于待命状态，一旦SIM900A模块接收到串口通信传来的完整AT指令，模块便自动发送短信给指定人。

2．3　模块软件设计

       短信发送模块软件流程如图3所示。

       短信发送模块利用单片机的串口通信，在使用前必须先对单片机串口通信进行初始化。串口通信发送程序核心代码如下：

void USART1_Send_Hex(unsigned char Hex)

{

USART_SendData(USARTl，Hex)；

while(USART_GetFlagStatus(USARTl，USART_FLAG_TXE)==RESET)；

}

       当系统需要进行短信发送操作时，SIM900A模块读取到了“AT”的指令，实现其自身同步并发送反馈信号“OK”，再接受其他相关AT指令来设置短信的文本、通信模式，然后待SIM900A模块接受转化为UNICODE码的手机号和短信内容的AT指令后，短信便可以发送，从而成功完成短信发送模块的操作。利用电脑串口来调试SIM900A模块。关于短信发送的AT指令代码如下：

AT

OK

AT+CMGF=1

OK

AT+CMGS=“003100350039003x003x003x003x003x003x003x003x”

>004100540048002D00530049004D00390030003000414E2D82F165877ED4FEl53D190016D488BD5

+CMGS：158

OK

       针对系统的安全问题，对快递系统可能存在的一些隐患做了更完善地处理。例如，在完成短信发送模块在整个系统上的整合之后，仍对短信发送在实际使用中潜在的异常情况进行分析处理；如果因收件人的手机丢失导致无法获取正确的开箱密码，收件人可以立即前往快递箱，并联系快递公司服务中心，由相关负责人来核实并以权限人方式开箱取件；对于信息误操作等异常现象，也可通过联系相关客服来解决。

3　总结

       该文通过硬件、软件的设计来实现GSM短信技术。仿真及应用结果表明，SIM900A模块性能稳定。智能快递签收系统较好解决了收件人和快递员之间通知环节的链接问题，大大降低了快递员的任务压力，充分体现了系统的智能化、便捷性。

参考文献：

[1]朱健，何凤翩．GSM短信技术原理及应用[D]．浙江：绍兴市气象局，2006．

[2]孟凡新．网购核心用户在中产[EB／OL]．北京：中国互联网络信息中心，2011-5-20．

[3]葛启文．浅谈我国快递行业El前存在的主要弊端及应对策略[D]．武汉：武汉工业职业技术学院经济与管理系，2012．

[4]岳永贤．快递终端客户服务系统的研究及设计[D]．武汉：武汉理工大学，2011．

[5]杜敏．网购自提：京东的多样化配送服务[J]．新领军，2012(10)：15-16．

[6]朱峰．刘峰代表：建议推广便民智能邮箱、快递柜[N]．人民晚报，2013-1-15(5)．

[7]朱健，何凤翩．GSM短信息技术原理和应用[D]．浙江：绍兴市气象局，2004．

[8]翟顺，王卫红，张衍，等．基于SIM900A的物联网短信报警系统[D]．北京：北京航空航天大学，2012．

[9]赵达．GPRS短信收发软件的设计[D]．哈尔滨：哈尔滨师范大学，2013．

本文作者：郑良柱　薛凌云　徐莹　陈明炜

作者单位：杭州电子科技大学生命信息与仪器工程学院