張鑫懿

現(xiàn)在快遞物流業(yè)越來越發(fā)達(dá)，而快遞包裝箱大多數(shù)是一次性使用的材料，不僅浪費(fèi)，還污染環(huán)境。

另外，快遞包裝箱的安全性也不容樂觀，紙質(zhì)箱子或塑料袋包裝易被損壞，還極易出現(xiàn)錯(cuò)領(lǐng)、掉包等現(xiàn)象。所以，我設(shè)計(jì)制作了這款環(huán)?？爝f密碼箱。

一、設(shè)計(jì)思路

將快遞箱由紙質(zhì)材料改為剛性塑料，并安裝密碼開鎖裝置。首先由快遞公司下發(fā)箱子到各個(gè)快遞點(diǎn)，使用時(shí)，商家從快遞公司手中接收快遞箱，用戶提供密碼，商家將物品裝箱，設(shè)置密碼，卡入快遞單，完成包裹。到達(dá)目的地后，收件人輸入密碼，取出快遞（密碼失效），箱子由快遞人員收回，重復(fù)利用。

二、制作過程

如何讓快遞箱實(shí)現(xiàn)密碼保護(hù)、密碼成功輸入一次后失效，同時(shí)恢復(fù)到管理員密碼狀態(tài)，是此項(xiàng)目的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

電子密碼鎖通過密碼輸入控制電路或芯片工作，從而控制機(jī)械開關(guān)的閉合，完成開鎖、閉鎖。應(yīng)用較廣的電子密碼鎖以芯片為核心，通過編程來實(shí)現(xiàn)。在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。

在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個(gè)按鍵連接。這樣，一個(gè)端口（如P1口）就可構(gòu)成4×4的16個(gè)按鍵，比直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯。所以，在所需鍵數(shù)較多時(shí)，采用矩陣法做鍵盤是合理的。

鍵盤確定后就要找到適合產(chǎn)品的“心臟”。查閱資料時(shí)，我在網(wǎng)上看到了一個(gè)有關(guān)密碼箱的視頻。視頻中的密碼箱使用單片機(jī)控制繼電器進(jìn)而控制電磁鎖實(shí)現(xiàn)密碼輸入解鎖，這種結(jié)構(gòu)很符合我的設(shè)計(jì)要求，于是我便學(xué)習(xí)了相關(guān)知識(shí)。

電控鎖的終端其實(shí)是一個(gè)電磁鐵，它通過控制一個(gè)簡單的機(jī)械裝置開關(guān)箱蓋門。電磁鐵的動(dòng)作需通過一系列指令。當(dāng)不能控制時(shí)，首先測量輸往電磁鐵的電壓，同時(shí)輸入開關(guān)箱蓋指令，看其電壓是否有變化，如有變化，而電磁鐵不工作，則故障為電磁部分。

控制部分分為硬件控制和軟件控制，有些還與計(jì)算機(jī)接口相連，可進(jìn)行人員出入查詢、統(tǒng)計(jì)等。一般控制輸出電壓由繼電器控制輸出。首先看繼電器是否有吸合聲，若沒有，可測量繼電器控制接口各部分電壓，并測試和驅(qū)動(dòng)器件是否損壞，若完好，可進(jìn)一步測量有關(guān)集成電路的工作電壓、復(fù)位端口及時(shí)鐘振蕩部分，如無問題，一般為軟件故障。如繼電器有吸合聲，而繼電器的電壓又正常，則是繼電器觸點(diǎn)損壞或送往電控部分的線路斷路。

機(jī)械結(jié)構(gòu)組裝輪廓初步確定后再添加控制電路。

如何給密碼箱供電？電壓過大會(huì)影響質(zhì)量，過小會(huì)影響待機(jī)能力，為此我決定用性能較好的鋰電池。

三、創(chuàng)新點(diǎn)

1.使用剛性塑料代替紙質(zhì)或普通塑料包裝，抗壓力強(qiáng)，可循環(huán)使用。

2.首次在快遞運(yùn)輸過程中利用了密碼鎖裝置，用戶密碼被成功輸入一次后失效，提高了安全性。

3.內(nèi)部空間利用可充氣式氣囊作為填充物，為物品提供安全保障。

4.采用高性能、低功耗的ATMEGA16單片機(jī)作為主控芯片。

四、改進(jìn)

在密碼箱中加入GSM手機(jī)模塊，與商家手機(jī)綁定，當(dāng)輸入密碼開啟時(shí)會(huì)收到開啟信息，防止物品在未到達(dá)用戶手中前被打開。由于箱內(nèi)的線路多而凌亂，易出現(xiàn)線路問題，在真正推廣前，會(huì)制成PCB電路板，把元器件都集成在一個(gè)線路板上。