專利名稱：一種物流定位認證監測系統及其工作方法
技術領域：
本發明涉及快遞物流技術領域的一種服務應用系統及其工作方法，特別是關于一種能夠實時定位追蹤貨物、認證收件人身份和監測取證貨物顛簸程度的物流定位認證監測系統及其工作方法。
背景技術：
隨著互聯網的普及，電子商務的興起，尤其是物聯網的快速發展，使得快遞的需求和業務量與日俱增，相應地，人們對于一種高效、可靠的快遞物流系統以及運作方法的渴望
也在與日俱增。現有的快遞運營模式中，用戶通過登錄快遞公司的網站，查詢貨物途徑和到達的中轉站等固定位置及其對應的時間，掌握貨物遞送信息。待貨物抵達收件人處的物資集散地時，由快遞公司工作人員打電話通知收件人取件或送至收件人處，以收件人的簽名為收件依據，完成貨物的簽收工作。這種簡單的作業模式在應付日趨復雜的快遞業務時已逐漸凸顯弊端1、無法實時精確獲悉貨物當前所處地理位置，對于貨物的運送途徑、到達的預期時間以及快遞公司的效率用戶無法判斷，在信息極度不對等的情況下無形中增加了用戶的機會成本。2、對于一些如住宅區、商圈或者學校等收發快遞密集的地區，快遞公司工作人員往往需要一次性攜帶大批貨物到達分發點，通過電話聯系收件人前來取件，這種方式一方面加大了快遞公司工作人員的工作量，降低了貨物的遞送效率；另一方面當工作量大的時候，快遞公司工作人員往往無法認真核對貨物和收件人的相關信息，容易發生貨物錯領、誤領和冒領等情況，導致糾紛，致使用戶蒙受經濟損失。3、當收發件人使用了假名收發快遞時，一旦貨物遺失或被他人通過偽造簽字冒領，收發件人無法證明身份，維護自己的合法權益。4、當貨物未被簽收而退回發件人的過程中，容易發生將發件人簽收退回的貨物當做收件人正常簽收貨物處理的混亂情況，容易因貨物狀態不明導致收件人與發件人之間產生糾紛，而且一些不良商家可以利用此情況接收退貨但拒不退款，從而使消費者蒙受經濟損失。此外，因運送貨物受損而產生矛盾糾紛也是當前快遞物流公司與用戶之間最容易爆發的問題。由于運營模式和技術條件的限制，一旦貨物受損，很難判斷貨物損壞的具體時間段，也即無法判斷物品損壞的責任應該歸于發件人還是快遞物流公司。而且由于用戶無法掌握貨物在運送過程中的顛簸程度，因此也無法對快遞物流公司操作過程中的不良行為進行取證，無從比較快遞公司在運送過程中的服務質量。快遞物流公司也無法對其工作人員的操作行為進行監督，難以規范工作人員的操作行為，降低物品受損幾率。
發明內容
針對上述問題，本發明的目的是提供一種能夠實時定位追蹤貨物、認證收件人身份和監測取證貨物顛簸程度，從而使貨物遞送過程更加安全可靠的物流定位認證監測系統及其工作方法。為實現上述目的，本發明采取以下技術方案一種物流定位認證監測系統，其特征在于它包括一個以上的嵌入式終端和一云端服務平臺；快遞公司的每一貨物包裝袋上均設置一嵌入式終端，每一嵌入式終端具有唯一的終端身份識別碼，通過通信網絡與設置在快遞公司云端服務器上的云端服務平臺通信連接。上述每一嵌入式終端均包括一信息輸入單兀、一緩存單兀、一通信單兀、一處理器單兀、一三軸加速度傳感器、一視頻米集單兀、一移動存儲單兀、一 GPS定位單兀、一信息輸出單元和一供電單元；信息輸入單元用于將用戶輸入的收發件人信息送入緩存單元內存儲；緩存單元用于將其存儲的收發件人信息和終端身份識別碼通過通信單元發送給云端服務平臺，以及將其存儲的視頻圖像按幀傳送給處理器單元；三軸加速度傳感器用于定期測量貨物三個正交方向上的加速度，傳送給處理器單元;
視頻采集單元具有自動和手動兩個工作模式在自動工作模式下定期拍攝視頻圖像，送入緩存單元中存儲；在手動工作模式下將拍攝的條碼圖像通過通信單元發送給云端服務平臺；處理器單元一方面用于根據三軸加速度傳感器測量的貨物三個正交方向上的加速度，計算貨物總加速度，并將其通過通信單元發送給云端服務平臺，另一方面用于對緩存單元輸出的視頻圖像進行篩選，保留場景發生突變的視頻圖像，送入移動存儲單元中存儲；GPS定位單元用于定期與GPS衛星通信連接，將根據GPS衛星信號確定的貨物位置經緯度坐標通過通信單元發送給云端服務平臺；通信單元內置GSM通信模塊，通過通信網絡一方面與云端服務平臺通信連接；另一方面用于在GPS定位單元接收GPS衛星信號失敗時，接入貨物附近GSM基站，獲取全球小區識別碼CGI，將其通過通信網絡發送給云端服務平臺；信息輸出單元連接通信單元，用于將云端服務平臺反饋回的信息展示給用戶；供電單元用于給嵌入式終端各單元供電。上述云端服務平臺包括一平臺通信單元、一平臺存儲單元、一條碼生成單元、一條碼提取單元、一條碼認證單元、一坐標定位單元、一距離分析單元和一互聯網信息服務單元;平臺通信單元內置GSM通信模塊，通過通信網絡一方面與嵌入式終端通信連接，另一方面向收件人和發件人發送信息；平臺存儲單元連接平臺通信單元，用于將嵌入式終端發送來的收發件人信息、貨物位置經緯度坐標、全球小區識別碼CGI和貨物總加速度按照對應的終端身份識別碼存儲；條碼生成單元連接平臺通信單元，用于根據嵌入式終端發送來的收發件人信息隨機生成與終端身份識別碼對應的一收件人身份認證密鑰和一發件人身份認證密鑰，送入平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下；對生成的收件人身份認證密鑰和發件人身份認證密鑰進行編碼，生成一收件條碼和一退件條碼，將其通過平臺通信單元分別發送給收件人和發件人；條碼提取單元連接平臺通信單元，用于對嵌入式終端發送來的條碼圖像提取條碼提取失敗時，通過平臺通信單元將失敗信息反饋給嵌入式終端；提取成功時，提取的條碼傳送給條碼認證單元；條碼認證單元用于對條碼提取單元提取的條碼進行解碼，并將解碼結果與平臺存儲單元中對應的終端身份識別碼目錄下的身份認證密鑰進行對比，對比結果通過平臺通信單元反饋給嵌入式終端；坐標定位單元用于根據平臺存儲單元中存儲的收件人地址確定收件人地址經緯度坐標，根據全球小區識別碼CGI確定貨物位置經緯度坐標，并將其返回給平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下；距離分析單元用于定期獲取平臺存儲單元中收件人地址經緯度坐標和最新的貨
物位置經緯度坐標，計算貨物與收件人地址之間的直線距離，當其小于一給定的距離閾值時，通過平臺通信單元向收件人發送貨物即將到達的信息；互聯網信息服務單元用于獲取平臺存儲單元中一終端身份識別碼目錄下的貨物位置經緯度坐標記錄和貨物總加速度記錄，展示給用戶。上述物流定位認證監測系統的工作方法，其包括以下步驟I)在快遞公司的每一貨物包裝袋上均設置一包括有信息輸入單元、緩存單元、通信單元、處理器單元、三軸加速度傳感器、視頻采集單元、移動存儲單元、GPS定位單元、信息輸出單元和供電單元的嵌入式終端，每一嵌入式終端具有唯一的終端身份識別碼，通過通信網絡與設置在快遞公司云端服務器上的，包括有平臺通信單元、平臺存儲單元、條碼生成單元、條碼提取單元、條碼認證單元、坐標定位單元、距離分析單元和互聯網信息服務單元的云端服務平臺通信連接；2)將貨物裝入一貨物包裝袋中，通過其上嵌入式終端的信息輸入單元將收發件人信息輸入緩存單元內存儲，開啟嵌入式終端的三軸加速度傳感器以及視頻采集單元自動工作模式；3)嵌入式終端的通信單元將緩存單元中存儲的收發件人信息和終端身份識別碼發送給云端服務平臺的平臺通信單元，平臺通信單元將收發件人信息送入平臺存儲單元和條碼生成單元；4)平臺存儲單元將接收到的信息按照對應的終端身份識別碼存儲，坐標定位單元根據平臺存儲單元中的收件人地址，確定收件人地址經緯度坐標，并將其返回給平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下；5)條碼生成單元根據收發件人信息隨機生成與終端身份識別碼對應的一收件人身份認證密鑰和一發件人身份認證密鑰，送入平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下，條碼生成單元對收件人身份認證密鑰和發件人身份認證密鑰進行編碼，生成一收件條碼和一退件條碼，通過平臺通信單元分別發送給收件人和發件人；6)貨物運送過程中，嵌入式終端的三軸加速度傳感器定期測量貨物三個正交方向上的加速度，傳送給處理器單元，處理器單元據此計算貨物總加速度，并將其通過通信單元發送給云端服務平臺的平臺通信單元，平臺通信單元將接收到的貨物總加速度送入平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下；7)貨物運送過程中，嵌入式終端的視頻采集單元定期拍攝視頻圖像，送入緩存單元中存儲，緩存單元將其存儲的視頻圖像按幀傳送給處理器單元，處理器單元對緩存單元輸出的視頻圖像進行篩選，保留場景發生突變的畫面，送入移動存儲單元中存儲；8)貨物運送過程中，嵌入式終端的GPS定位單元定期與GPS衛星通信，接收GPS衛星信號，確定貨物位置經緯度坐標①如果在給定時間內，GPS定位單元接收GPS衛星信號成功，GPS定位單元隨即確定當前貨物位置經緯度坐標，并將其通過通信單元發送給云端服務平臺的平臺通信單元，平臺通信單元將接收到的信息送入平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下；②如果在給定時間內，GPS定位單元接收GPS衛星信號失敗，嵌入式終端隨即啟動通信單元接入貨物附近的基站，獲取全球小區識別碼CGI，并將其發送給云端服務平臺的平臺通信單元，平臺通信單元將接收到的信息送入平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下；坐標定位單元根據平臺存儲單元中存儲的全球小區識別碼CGI，確定當前貨物位置經緯度坐標，并將其返回給平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄 下；9)貨物運送過程中，云端服務平臺的距離分析單元定期獲取平臺存儲單元中存儲的收件人地址經緯度坐標和最新的貨物位置經緯度坐標，計算貨物與收件人地址之間的直線距離，當其小于給定的距離閾值時，通過平臺通信單元向收件人發送貨物即將到達的信息；10)當用戶通過互聯網訪問快遞公司云端服務器，輸入一終端身份識別碼，云端服務平臺的互聯網信息服務單元讀取平臺存儲單元中相應終端身份識別碼目錄下的貨物位置經緯度坐標記錄和貨物總加速度記錄，展示給用戶；11)當貨物到達收件人處，快遞公司職員通過嵌入式終端的切換到手動工作模式的視頻采集單元，拍攝收件人持有的收件條碼，并將條碼圖像和終端身份識別碼通過通信單元發送給云端服務平臺的平臺通信單元；12)云端服務平臺的平臺通信單元將條碼圖像傳送給條碼提取單元提取條碼如果提取失敗，條碼提取單元通過平臺通信單元將失敗信息反饋給嵌入式終端，嵌入式終端的信息輸出單元將失敗信息反饋給快遞工作人員；如果提取成功，條碼提取單元將提取的條碼傳送給條碼認證單元，進入步驟14)；13)條碼認證單元對接收到的條碼進行解碼，獲取解碼字符串，并將其與平臺存儲單元中對應的終端身份識別碼目錄下的收件人身份認證密鑰進行對比，對比結果通過平臺通信單元反饋給嵌入式終端，嵌入式終端的信息輸出單元將對比結果展示給快遞公司職員。上述步驟7)中，處理器單元采用視頻差分算法對緩存單元輸出的視頻圖像進行篩選，其包括以下步驟①處理器單元對緩存單元輸出的畫面逐幀進行灰度變換和濾波降噪處理；②處理器單元將當前幀畫面與前一幀畫面的每個像素點的亮度進行逐一比較獲取差值，對每個差值的絕對值求和獲得畫面變化量，并將畫面變化量與給定閾值進行比較如果畫面變化量小于給定閾值，進入步驟③；如果畫面變化量大于等于給定閾值，進入步驟④；③處理器單元查看當前幀之前連續給定幀數的畫面，判斷它們的變化量是否均未超過給定閾值如果是，處理器單元放棄此畫面；如果否，進入步驟④；④處理器單元將此畫面送入移動存儲單元中存儲。上述步驟6)中，處理器單元根據三個正交方向上的加速度X、y、z,計算當前貨物總加速度u的公式如下u = ^x2 + V2 + Z2 ο上述步驟8)中，嵌入式終端啟動通信單元接入貨物附近三個基站，獲取三個全球 小區識別碼CGI，坐標定位單元根據三個全球小區識別碼CGI確定三個基站位置經緯度坐標，并將其連成一三角形，取三角形的中心坐標作為當前貨物位置經緯度坐標。上述步驟8)中，嵌入式終端啟動通信單元接入貨物附近一個基站，獲取一個全球小區識別碼CGI，坐標定位單元根據該全球小區識別碼CGI確定相應的基站位置經緯度坐標，并將其作為當前貨物位置經緯度坐標。本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點1、本發明由于在貨物包裝袋上設置具有GPS和GSM雙重定位功能的嵌入式終端，當貨物處于戶外空曠地帶時可以通過接收GPS衛星信號進行精確定位，當貨物處于無法接收GPS衛星信號的室內或地下時隨即通過GSM接入基站獲取全球小區識別碼CGI進行粗略定位，使得貨物在運送過程中可以實現全程不間斷定位，用戶可以根據需要實時查詢貨物所處位置及運送路徑。2、本發明由于采用具有云計算功能的云端服務平臺確定貨物位置，當貨物到達收件人附近時自動通知收件人，收件人從而做好收件準備或者通過查詢貨物具體位置自行前去領取，因此可以有助快遞工作人員減輕工作量，提高工作效率。3、本發明通過在貨物包裝袋上設置與快遞公司云端服務平臺通信連接的嵌入式終端，利用云端服務平臺為每一貨物隨機分配與嵌入式終端終端身份識別碼對應的收件條碼和退件條碼，分別發送給收發件人，作為收件憑證，以協助快遞工作人員進行身份認證，因此可以有效防止他人冒領，確保貨物遞送過程更加安全可靠。4、本發明在快遞公司的云端服務平臺設置有互聯網信息服務單元，用戶可以通過它訪問云端服務平臺查詢相應的認證進度，掌握貨物當前所處狀態，因此具有貨物狀態明確、責任認定清晰的優點。5、本發明由于借助條碼進行身份認證，收件人和發件人不必公開個人姓名等信息，因此相對于現有模式，具有保護收件人和發件人隱私的優點。6、本發明由于在快遞貨物包裝袋上設置包括有三軸加速度傳感器的嵌入式終端，監測貨物運送過程中的實時加速度，也即顛簸程度的衡量指標，并通過通信網絡將其發送給云端服務平臺存儲，因此當用戶發現貨物受損后，可以通過查詢相關加速度記錄來掌握貨物運送過程中的顛簸情況，進而判斷貨物損壞的時間段，協助認定責任歸屬。7、本發明由于在貨物包裝袋上設置包括有視頻采集單元的嵌入式終端，根據視頻差分算法將場景發生突變的視頻圖像保留存入移動存儲單元中，因此當用戶發現貨物受損后，可以通過回放移動存儲單元中的視頻圖像，查看是否因快遞工作人員操作不當如重摔導致物件損壞，進而幫助用戶乃至快遞物流公司對工作人員的操作行為進行取證和監督。本發明可以廣泛用于快遞物流領域。
圖I是本發明系統組成示意圖
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。如圖I所示，本發明提供了一種能夠實時定位追蹤貨物、認證收件人身份和監測取證貨物顛簸程度的物流定位認證監測系統，該系統包括一個以上的嵌入式終端10和一云端服務平臺20。其中，快遞公司的每一貨物包裝袋上均設置有一嵌入式終端10，每一嵌入式終端10具有唯一的終端身份識別碼，通過通信網絡與設置在快遞公司云端服務器上的云端服務平臺20通信連接。本發明的每一嵌入式終端10均包括一信息輸入單兀11、一緩存單兀12、一通信單兀13、一處理器單兀14、一三軸加速度傳感器15、一視頻米集單兀16、一移動存儲單兀17、一 GPS定位單兀18、一信息輸出單兀19和一供電單兀(圖中未不出)。信息輸入單元11的輸出端連接緩存單元12的輸入端，將用戶輸入的收發件人信息送入緩存單元12內存儲。緩存單元12的輸出端分別連接通信單元13和處理器單元14，將其存儲的收發件人信息和終端身份識別碼通過通信單元13發送給云端服務平臺20，以及將其存儲的視頻圖像按幀傳送給處理器單元14。三軸加速度傳感器15的輸出端連接處理器單元14，定期測量貨物三個正交方向上的加速度，傳送給處理器單元14。視頻采集單元16的輸出端分別連接緩存單元12和通信單元13，具有自動和手動兩個工作模式在自動工作模式下定期拍攝視頻圖像，送入緩存單元12中存儲；在手動工作模式下將拍攝的條碼圖像直接通過通信單元13發送給云端服務平臺20。處理器單元14輸出端分別連接通信單元13和移動存儲單元17，一方面根據三軸加速度傳感器15測量的貨物三個正交方向上的加速度，計算貨物總加速度，并將其通過通信單元13發送給云端服務平臺20，另一方面對緩存單元12輸出的視頻圖像進行篩選，保留場景發生突變的視頻圖像，送入移動存儲單元17中存儲。GPS定位單元18定期與GPS衛星通信連接，將根據GPS衛星信號確定的貨物位置經緯度坐標通過通信單元13發送給云端服務平臺20。通信單元13內置GSM通信模塊，通過通信網絡一方面與云端服務平臺20通信連接；另一方面在GPS定位單元18接收GPS衛星信號失敗時，接入貨物附近GSM基站，獲取全球小區識別碼CGI，將其通過通信網絡發送給云端服務平臺20。信息輸出單元19的輸入端連接通信單元13，將通信單元13接收到的由云端服務平臺20反饋回的信息展示給用戶。供電單元電連接嵌入式終端10各單元。本發明的云端服務平臺20包括一平臺通信單元21、一平臺存儲單元22、一條碼生成單元23、一條碼提取單元24、一條碼認證單元25、一坐標定位單元26、一距離分析單元27和一互聯網信息服務單元28。平臺通信單元21內置GSM通信模塊，通過通信網絡一方面與嵌入式終端10通信連接，另一方面向收件人和發件人發送信息。平臺存儲單元22連接平臺通信單元21，將嵌入式終端10發送來的收發件人信息、貨物位置經緯度坐標、全球小區識別碼CGI和貨物總加速度按照對應的終端身份識別碼存儲；條碼生成單元23雙向連接平臺通信單元21，根據嵌入式終端10發送來的收發件人信息隨機生成與終端身份識別碼對應的一收件人身份認證密鑰和一發件人身份認證密鑰，送入平臺存儲單元22，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下；對生成的收件人身份認證密鑰和發件人身份認證密鑰進行編碼，生成一收件條碼和一退件條碼，并將其通過平臺通信單元21分別發送給收件人和發件人。條碼提取單元24雙向連接平臺通信單元21，對嵌入式終端10發送來的條碼圖像提取條碼提取失敗時，通過平臺通信單元21將失敗信息反饋給嵌入式終端10 ;提取成功時，提取的條碼傳送給條碼認證單元25 ；條碼認證單元25的輸入端分別連接平臺存儲單元22和條碼提取單元24，輸出端 連接平臺通信單元21，對條碼提取單元24提取的條碼進行解碼，并將解碼結果與平臺存儲單元22中對應的終端身份識別碼目錄下的身份認證密鑰進行對比，對比結果通過平臺通信單元21反饋給嵌入式終端10。坐標定位單元26連接平臺存儲單元22，根據平臺存儲單元22中存儲的收件人地址確定收件人地址經緯度坐標，根據全球小區識別碼CGI確定貨物位置經緯度坐標，并將其返回給平臺存儲單元22，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下。距離分析單元27的輸入端連接平臺存儲單元22，輸出端連接平臺通信單元21，定期獲取平臺存儲單元22中收件人地址經緯度坐標和最新的貨物位置經緯度坐標，計算貨物與收件人地址之間的直線距離，當其小于一給定的距離閾值時，通過平臺通信單元21向收件人發送貨物即將到達的信息。互聯網信息服務單元28的輸入端連接平臺存儲單元22，獲取平臺存儲單元22中的貨物位置經緯度坐標記錄和貨物總加速度記錄，公布到互聯網上，使用戶掌握貨物當前位置和運送路徑，以及在運送過程中的顛簸情況。上述嵌入式終端10的供電單元可以采用5V、8000mAh的鋰電池，能夠滿足嵌入式終端10各單元至少72小時連續工作上述云端服務平臺20的條碼生成單元23可以內置Code-39或Code-128編碼功能模塊，對身份認證密鑰進行編碼。上述實施例中，當業務量大到一維條碼不夠用時，或需要對條碼進行加密而在條碼中加入更多信息時，可以采用二維條碼。上述快遞物流貨物定位通知系統的工作方法包括以下步驟I)當發件人辦理貨物遞送業務時，快遞公司職員將貨物裝入設置有嵌入式終端的貨物包裝袋中，通過嵌入式終端的信息輸入單元將收發件人信息輸入緩存單元內存儲，開啟嵌入式終端的三軸加速度傳感器以及視頻采集單元自動工作模式。2)嵌入式終端的通信單元將緩存單元中存儲的收發件人信息和終端身份識別碼發送給云端服務平臺的平臺通信單元，平臺通信單元將收發件人信息送入平臺存儲單元和條碼生成單元。3)平臺存儲單元將接收到的信息按照對應的終端身份識別碼存儲，坐標定位單元根據平臺存儲單元中的收件人地址，確定收件人地址經緯度坐標，并將其返回給平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下。4)條碼生成單元根據收發件人信息隨機生成與終端身份識別碼對應的一收件人身份認證密鑰和一發件人身份認證密鑰，送入平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下，條碼生成單元對收件人身份認證密鑰和發件人身份認證密鑰進行編碼，生成一收件條碼和一退件條碼，通過平臺通信單元分別發送給收件人和發件人。5)貨物運送過程中，嵌入式終端的三軸加速度傳感器定期測量貨物三個正交方向上的加速度，傳送給處理器單元，處理器單元據此計算貨物總加速度，并將其通過通信單元發送給云端服務平臺的平臺通信單元，平臺通信單元將接收到的貨物總加速度送入平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下。6)貨物運送過程中，嵌入式終端的視頻采集單元定期拍攝視頻圖像，送入緩存單
元中存儲。考慮到貨物在運送過程中大部分時間都處于倉儲或交通工具中的穩定狀態，視頻采集單元拍攝的畫面幾乎靜止不變，只有當貨物因外力作用處于非穩定狀態時，畫面才會有大幅度的改變。因此本發明利用處理器單元對緩存單元輸出的視頻圖像進行篩選，保留場景發生突變的畫面，送入移動存儲單元中存儲。7)貨物運送過程中，嵌入式終端的GPS定位單元定期與GPS衛星通信，接收GPS衛星信號，確定貨物位置經緯度坐標①如果在給定時間內，GPS定位單元接收GPS衛星信號成功，GPS定位單元隨即確定當前貨物位置經緯度坐標，并將其通過通信單元發送給云端服務平臺的平臺通信單元，平臺通信單元將接收到的信息送入平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下；②如果在給定時間內，GPS定位單元接收GPS衛星信號失敗，嵌入式終端隨即啟動通信單元接入貨物附近的基站，獲取全球小區識別碼CGI，并將其發送給云端服務平臺的平臺通信單元，平臺通信單元將接收到的信息送入平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下；坐標定位單元根據平臺存儲單元中存儲的全球小區識別碼CGI，確定當前貨物位置經緯度坐標，并將其返回給平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下。8)貨物運送過程中，云端服務平臺的距離分析單元定期獲取平臺存儲單元中存儲的收件人地址經緯度坐標和最新的貨物位置經緯度坐標，計算貨物與收件人地址之間的直線距離，當其小于給定的距離閾值時，通過平臺通信單元向收件人發送貨物即將到達的信肩、O9)當用戶通過互聯網訪問快遞公司云端服務器時，輸入一終端身份識別碼，云端服務平臺的互聯網信息服務單元讀取平臺存儲單元中相應終端身份識別碼目錄下的貨物位置經緯度坐標記錄和貨物的加速度記錄，公布在互聯網上。10)當貨物到達收件人處時，快遞公司職員通過嵌入式終端的切換到手動工作模式的視頻采集單元，拍攝收件人持有的收件條碼，并將條碼圖像和終端身份識別碼通過通信單元發送給云端服務平臺的平臺通信單元。11)云端服務平臺的平臺通信單元將條碼圖像傳送給條碼提取單元提取條碼如果提取失敗，條碼提取單元通過平臺通信單元將失敗信息反饋給嵌入式終端，嵌入式終端的信息輸出單元將失敗信息反饋給快遞工作人員；如果提取成功，條碼提取單元將提取的條碼傳送給條碼認證單元，進入步驟12)。12)條碼認證單元對接收到的條碼進行解碼，獲取解碼字符串，并將其與平臺存儲單元中對應的終端身份識別碼目錄下的收件人身份認證密鑰進行對比，對比結果通過平臺通信單元反饋給嵌入式終端，嵌入式終端的信息輸出單元將對比結果展示給快遞公司職員。上述步驟中，嵌入式終端向云端服務平臺發送信息時，會將信息和自己的終端身份識別碼一起發送給云端服務平臺。上述步驟5)中，處理器單元根據三個正交方向上的加速度X、Y、Z,計算當前貨物總加速度u的公式如下
權利要求
1.一種物流定位認證監測系統，其特征在于它包括一個以上的嵌入式終端和一云端服務平臺；快遞公司的每一貨物包裝袋上均設置一所述嵌入式終端，每一所述嵌入式終端具有唯一的終端身份識別碼，通過通信網絡與設置在快遞公司云端服務器上的所述云端服務平臺通信連接。
2.如權利要求I所述的一種物流定位認證監測系統，其特征在于每一所述嵌入式終端均包括一信息輸入單兀、一緩存單兀、一通信單兀、一處理器單兀、一三軸加速度傳感器、一視頻米集單兀、一移動存儲單兀、一 GPS定位單兀、一信息輸出單兀和一供電單兀； 所述信息輸入單元用于將用戶輸入的收發件人信息送入所述緩存單元內存儲； 所述緩存單元用于將其存儲的收發件人信息和終端身份識別碼通過所述通信單元發送給所述云端服務平臺，以及將其存儲的視頻圖像按幀傳送給所述處理器單元； 所述三軸加速度傳感器用于定期測量貨物三個正交方向上的加速度，傳送給所述處理器單元； 所述視頻采集單元具有自動和手動兩個工作模式在自動工作模式下定期拍攝視頻圖像，送入所述緩存單元中存儲；在手動工作模式下將拍攝的條碼圖像通過所述通信單元發送給所述云端服務平臺； 所述處理器單元一方面用于根據所述三軸加速度傳感器測量的貨物三個正交方向上的加速度，計算貨物總加速度，并將其通過所述通信單元發送給所述云端服務平臺，另一方面用于對所述緩存單元輸出的視頻圖像進行篩選，保留場景發生突變的視頻圖像，送入所述移動存儲單元中存儲； 所述GPS定位單元用于定期與GPS衛星通信連接，將根據GPS衛星信號確定的貨物位置經緯度坐標通過所述通信單元發送給所述云端服務平臺； 所述通信單元內置GSM通信模塊，通過通信網絡一方面與所述云端服務平臺通信連接；另一方面用于在所述GPS定位單元接收GPS衛星信號失敗時，接入貨物附近GSM基站，獲取全球小區識別碼CGI，將其通過通信網絡發送給所述云端服務平臺； 所述信息輸出單元連接所述通信單元，用于將所述云端服務平臺反饋回的信息展示給用戶； 所述供電單元用于給所述嵌入式終端各單元供電。
3.如權利要求I或2所述的一種物流定位認證監測系統，其特征在于所述云端服務平臺包括一平臺通信單元、一平臺存儲單元、一條碼生成單元、一條碼提取單元、一條碼認證單元、一坐標定位單元、一距離分析單元和一互聯網信息服務單元； 所述平臺通信單元內置GSM通信模塊，通過通信網絡一方面與所述嵌入式終端通信連接，另一方面向收件人和發件人發送信息； 所述平臺存儲單元連接所述平臺通信單元，用于將所述嵌入式終端發送來的收發件人信息、貨物位置經緯度坐標、全球小區識別碼CGI和貨物總加速度按照對應的終端身份識別碼存儲； 所述條碼生成單元連接所述平臺通信單元，用于根據所述嵌入式終端發送來的收發件人信息隨機生成與終端身份識別碼對應的一收件人身份認證密鑰和一發件人身份認證密鑰，送入所述平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下；對生成的收件人身份認證密鑰和發件人身份認證密鑰進行編碼，生成一收件條碼和一退件條碼，將其通過所述平臺通信單元分別發送給收件人和發件人； 所述條碼提取單元連接所述平臺通信單元，用于對所述嵌入式終端發送來的條碼圖像提取條碼提取失敗時，通過所述平臺通信單元將失敗信息反饋給所述嵌入式終端；提取成功時，提取的條碼傳送給所述條碼認證單元； 所述條碼認證單元用于對所述條碼提取單元提取的條碼進行解碼，并將解碼結果與所述平臺存儲單元中對應的終端身份識別碼目錄下的身份認證密鑰進行對比，對比結果通過所述平臺通信單元反饋給所述嵌入式終端； 所述坐標定位單元用于根據所述平臺存儲單元中存儲的收件人地址確定收件人地址經緯度坐標，根據全球小區識別碼CGI確定貨物位置經緯度坐標，并將其返回給所述平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下； 所述距離分析單元用于定期獲取所述平臺存儲單元中收件人地址經緯度坐標和最新的貨物位置經緯度坐標，計算貨物與收件人地址之間的直線距離，當其小于一給定的距離閾值時，通過所述平臺通信單元向收件人發送貨物即將到達的信息； 所述互聯網信息服務單元用于獲取所述平臺存儲單元中一終端身份識別碼目錄下的貨物位置經緯度坐標記錄和貨物總加速度記錄，展示給用戶。
4.如權利要求I 3任意一項所述的一種物流定位認證監測系統的工作方法，其包括以下步驟 1)在快遞公司的每一貨物包裝袋上均設置一包括有信息輸入單元、緩存單元、通信單元、處理器單元、三軸加速度傳感器、視頻采集單元、移動存儲單元、GPS定位單元、信息輸出單元和供電單元的嵌入式終端，每一嵌入式終端具有唯一的終端身份識別碼，通過通信網絡與設置在快遞公司云端服務器上的，包括有平臺通信單元、平臺存儲單元、條碼生成單元、條碼提取單元、條碼認證單元、坐標定位單元、距離分析單元和互聯網信息服務單元的云端服務平臺通信連接； 2)將貨物裝入一貨物包裝袋中，通過其上嵌入式終端的信息輸入單元將收發件人信息輸入緩存單元內存儲，開啟嵌入式終端的三軸加速度傳感器以及視頻采集單元自動工作模式； 3)嵌入式終端的通信單元將緩存單元中存儲的收發件人信息和終端身份識別碼發送給云端服務平臺的平臺通信單元，平臺通信單元將收發件人信息送入平臺存儲單元和條碼生成單元； 4)平臺存儲單元將接收到的信息按照對應的終端身份識別碼存儲，坐標定位單元根據平臺存儲單元中的收件人地址，確定收件人地址經緯度坐標，并將其返回給平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下； 5)條碼生成單元根據收發件人信息隨機生成與終端身份識別碼對應的一收件人身份認證密鑰和一發件人身份認證密鑰，送入平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下，條碼生成單元對收件人身份認證密鑰和發件人身份認證密鑰進行編碼，生成一收件條碼和一退件條碼，通過平臺通信單元分別發送給收件人和發件人； 6)貨物運送過程中，嵌入式終端的三軸加速度傳感器定期測量貨物三個正交方向上的加速度，傳送給處理器單元，處理器單元據此計算貨物總加速度，并將其通過通信單元發送給云端服務平臺的平臺通信單元，平臺通信單元將接收到的貨物總加速度送入平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下； 7)貨物運送過程中，嵌入式終端的視頻采集單元定期拍攝視頻圖像，送入緩存單元中存儲，緩存單元將其存儲的視頻圖像按幀傳送給處理器單元，處理器單元對緩存單元輸出的視頻圖像進行篩選，保留場景發生突變的畫面，送入移動存儲單元中存儲； 8)貨物運送過程中，嵌入式終端的GPS定位單元定期與GPS衛星通信，接收GPS衛星信號，確定貨物位置經緯度坐標 ①如果在給定時間內，GPS定位單元接收GPS衛星信號成功，GPS定位單元隨即確定當前貨物位置經緯度坐標，并將其通過通信單元發送給云端服務平臺的平臺通信單元，平臺通信單元將接收到的信息送入平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下； ②如果在給定時間內，GPS定位單元接收GPS衛星信號失敗，嵌入式終端隨即啟動通信單元接入貨物附近的基站，獲取全球小區識別碼CGI，并將其發送給云端服務平臺的平臺通信單元，平臺通信單元將接收到的信息送入平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下；坐標定位單元根據平臺存儲單元中存儲的全球小區識別碼CGI，確定當前貨物位置經緯度坐標，并將其返回給平臺存儲單元，存儲于對應的終端身份識別碼目錄下； 9)貨物運送過程中，云端服務平臺的距離分析單元定期獲取平臺存儲單元中存儲的收件人地址經緯度坐標和最新的貨物位置經緯度坐標，計算貨物與收件人地址之間的直線距離，當其小于給定的距離閾值時，通過平臺通信單元向收件人發送貨物即將到達的信息； 10)當用戶通過互聯網訪問快遞公司云端服務器，輸入一終端身份識別碼，云端服務平臺的互聯網信息服務單元讀取平臺存儲單元中相應終端身份識別碼目錄下的貨物位置經緯度坐標記錄和貨物總加速度記錄，展示給用戶； 11)當貨物到達收件人處，快遞公司職員通過嵌入式終端的切換到手動工作模式的視頻采集單元，拍攝收件人持有的收件條碼，并將條碼圖像和終端身份識別碼通過通信單元發送給云端服務平臺的平臺通信單元； 12)云端服務平臺的平臺通信單元將條碼圖像傳送給條碼提取單元提取條碼 如果提取失敗，條碼提取單元通過平臺通信單元將失敗信息反饋給嵌入式終端，嵌入式終端的信息輸出單元將失敗信息反饋給快遞工作人員； 如果提取成功，條碼提取單元將提取的條碼傳送給條碼認證單元，進入步驟14)； 13)條碼認證單元對接收到的條碼進行解碼，獲取解碼字符串，并將其與平臺存儲單元中對應的終端身份識別碼目錄下的收件人身份認證密鑰進行對比，對比結果通過平臺通信單元反饋給嵌入式終端，嵌入式終端的信息輸出單元將對比結果展示給快遞公司職員。
5.如權利要求4所述的一種物流定位認證監測系統的工作方法，其特征在于，所述步驟7)中，處理器單元采用視頻差分算法對緩存單元輸出的視頻圖像進行篩選，其包括以下步驟 ①處理器單元對緩存單元輸出的畫面逐幀進行灰度變換和濾波降噪處理； ②處理器單元將當前幀畫面與前一幀畫面的每個像素點的亮度進行逐一比較獲取差值，對每個差值的絕對值求和獲得畫面變化量，并將畫面變化量與給定閾值進行比較 如果畫面變化量小于給定閾值，進入步驟③； 如果畫面變化量大于等于給定閾值，進入步驟④； ③處理器單元查看當前幀之前連續給定幀數的畫面，判斷它們的變化量是否均未超過給定閾值 如果是，處理器單元放棄此畫面； 如果否，進入步驟④； ④處理器單元將此畫面送入移動存儲單元中存儲。
6.如權利要求4所述的一種物流定位認證監測系統的工作方法，其特征在于所述步驟6)中，處理器單元根據三個正交方向上的加速度X、Y、z,計算當前貨物總加速度u的公式如下
7.如權利要求5所述的一種物流定位認證監測系統的工作方法，其特征在于所述步驟6)中，處理器單元根據三個正交方向上的加速度X、Y、z,計算當前貨物總加速度u的公式如下
8.如權利要求4 7任意一項所述的一種物流定位認證監測系統的工作方法，其特征在于所述步驟8)中，嵌入式終端啟動通信單元接入貨物附近三個基站，獲取三個全球小區識別碼CGI，坐標定位單元根據三個全球小區識別碼CGI確定三個基站位置經緯度坐標，并將其連成一三角形，取三角形的中心坐標作為當前貨物位置經緯度坐標。
9.如權利要求4 7任意一項所述的一種物流定位認證監測系統的工作方法，其特征在于所述步驟8)中，嵌入式終端啟動通信單元接入貨物附近一個基站，獲取一個全球小區識別碼CGI，坐標定位單元根據該全球小區識別碼CGI確定相應的基站位置經緯度坐標，并將其作為當前貨物位置經緯度坐標。
全文摘要
本發明涉及一種物流定位認證監測系統及其工作方法，其系統包括設置在每個貨物包裝袋上的嵌入式終端和設置在快遞公司云端服務器上的云端服務平臺，每個嵌入式終端有唯一的終端身份識別碼，通過通信網絡連接云端服務平臺。發貨時，云端服務平臺為每一貨物隨機分配收退件條碼，分別發送給收發件人作為收件憑證，以協助收件時進行身份認證。運貨途中，嵌入式終端通過GPS衛星和GSM基站雙重定位功能，實現貨物全程不間斷定位；通過三軸加速度傳感器確定貨物加速度，并發送給云端服務平臺存儲；通過視頻采集單元定期拍攝畫面，采用視頻差分算法將場景發生突變的畫面保留在移動存儲單元中，以備取證。本發明可以用于快遞物流領域，使貨物遞送過程更加安全可靠。
文檔編號H04L29/08GK102780772SQ20121024540
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月16日 優先權日2012年7月16日
發明者何劍, 劉健, 劉杰, 夏軍, 張力方, 彭泉, 敖靈, 易彬, 李曉龍, 汪建, 苑春薈, 趙新宇 申請人:北京郵電大學, 瀘州品創科技有限公司