助盲物流精灵

刘云熔 陈乙铭 邓永灿

摘要：视觉障碍人士由于个人身体局限在签收物件时遇到很多麻烦，例如“包裹换包”、“包裹偷拆”等等事件，而且不能实时查到包裹的定位。通过研究一款物流装置，它带有语音播报功能、盲文按钮的显示屏、自动检测物流被损情况的装置、基站定位系统和电子锁等功能，解决视觉障碍人士寄存信息读取、物件检测及实时定位的问题。

关键词：盲人存取件装置 智能物流装置 盲文按钮显示屏

1.研究目的

每年的10月15日是“国际盲人节”，又称“白手杖节”。中国有1700余万名视力障碍残疾人，是世界上盲人最多的国家。而当今，收快件时，快递人员往往不打电话只是发条短信，或者需要到蜂巢等代收装置取件，这个方便了我们普通人，但是视觉障碍者（盲人）他们却感到十分不便，我身边就有一些视觉障碍者的同学，他们网上购物经常需要寻求他人帮助。如何能让他们独立完成收件、寄件、查件的麻烦呢？如何“包裹换包”、“包裹偷拆”等事件，由此，萌生一款能解决视觉障碍人士寄存信息读取、物件检测及实时定位的物流装置。

2研究现状

智慧物流包括数据服务市场（形成层），智慧物流云服务市场（运转层）和智慧物流设备市场（执行层）。其中智慧物流设备市场（执行层）是智慧物流市场的重要细分领域，包括自动化分拣线、物流无人机、二维码标签、电子面单等各类智慧物流产品。

可以发现，目前智能的物流设备，大部分都是以商家角度去考虑。例如菜鸟网络科技有限公司提出的菜鸟语音助手，凭借人工智能技术，它能够同一时间自动批量拨打巨量电话，提升了快递员的工作效率。很少考虑到有视觉障碍这个特殊群体。

为此，我们团队到我市福利院及周边同学朋友中，调查关于视觉障碍人群对于物流装置的需求。通过沟通调查可得，75%的视觉障碍者有网购的经验，89.7%的视觉障碍者都是通过亲人协助存取件，62.4%的视觉障碍者有过包裹被偷拆、或被快递员欺凌等事件。大部分视觉障碍者有自己存取件，物件检测和实时定位的需求。综上，研究一款能解决视觉障碍人士寄存信息读取、物件检测及实时定位的物流装置非常有意义。

3研究思路及创新点

3.1解决视觉障碍人士寄存信息读取、物件检测和实时定位问题及方案：

①解决视觉障碍人士看不到面单信息 语音播报功能和带盲文按钮的显示屏。视觉障碍人士通过显示屏上【选择】的盲文按钮来选系统功能（发件，收件，查询等）。系统对语音播报的物流信息进行识别与播报，通过【确定】、【取消】来选择。

②解决视觉障碍人士不能确定物品是否完好

带自动检测物流被损情况的装置。安装加速度传感器、温度计、湿度计、加速度计传感器，用于帮助盲人监测运送途中是否有暴晒、水淋、暴力装卸等问题。

③解决视觉障碍人士看不见拆包封条——带有电子锁的物流盒子。如果是盲人，使用语音解锁盒子，如果是普通用户，也可以使用微信小程序進行解锁。

④通过语音播报功能和基站定位系统解决视觉障碍人士不能实时看见定位物流信息。带有电子锁的物流盒子可以通过基站定位系统联网，用户通过手机语音播报助手实时查询物件的位置。

3.2创新点：

①带传声器、麦克风，可以语言识别的物流收发信息的装置，实现帮助盲人解决觉障碍人士看不到面单信息的障碍;

②带有传感器的物流盒子帮助视觉障碍人士检查物流配送物是否完整，从而确定是否签收;

③语音播报通过基站定位传输过来的物流位置信息，解决视觉障碍人士不能实时定位物流信息。

④带有电子锁的物流盒子解决视觉障碍人士看不见物件封条，难拆件问题。

4研究原理与方法

4.1科学方法：

通过调查问卷法得到盲人在物流存取件、查件及定位方面存在的需求;

通过文献分析法得出一款语音操作的视觉障碍人士使用的物流装置实现方案及相关电子元件及传感器;

通过实验法得到加速度传感器的数值与物流盒破坏程度的关系;

通过实验法得到温湿度传感器与物流盒子遭到爆晒，雨淋的关系;

通过实验法挑选基站定位需要的设备，比较2G与4G的定位效率，最终确定选择4G。

4.2科学原理：

①加速度传感器工作原理：利用感受加速度并将其转换为电信号的方式来测量加速力（加速力即指作用于物体上使物体处于加速过程中的力）的设备。

②温度传感器工作原理：金属在环境温度变化后会产生一个相应的延伸，因此传感器可以以不同方式对这种反应进行信号转换。

③湿度传感器工作原理：湿敏元件主要有电阻式、电容式两大类湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。

④基站定位系统工作原理：基站定位则是利用基站对手机的距离的测算距离来确定手机位置的，不需要手机具有GPS定位能力。

5研究过程

5.1资料信息理论学习、现状研究

查阅相关的书籍，选择合适的元器件，走访调查视觉障碍人士关于物流装置的需求。由于他们看不见资料，所以调查的方式选择沟通的方式，75%的视觉障碍者有网购的经验，89.7%的视觉障碍者都是通过亲人协助存取件，62.4%的视觉障碍者有过包裹被偷拆、或被快递员欺凌等事件。大部分视觉障碍者有自己存取件，物件检测和实时定位的需求。

5.2作品原理设计，画出结构图与原理图

5.3程序、技术实现

主体结构包括传感器、控制单元、人机界面、电子锁。

传感器：温度计、湿度计、加速度计、基站定位系统。由于视觉障碍很难快速鉴定货物是否损坏，使用这些传感器检测货物在运输途中是否暴晒、水淋、暴力装卸等问题。

控制单元：使用一个运行轻量级LINUX操作系统的片上系统。用于和腾讯云服务器连接，提供微信交互后台和人机交互后台，以及在远程服务器是存储运送过程中快递的各种传感器数据，供事后查询。

人机交互界面：电子墨水显示屏，扬声器，麦克风，刻有盲文和专用符号的按钮。用户可以使用语音输入的方式填人目标地址并自动生成水单显示在电子墨水显示屏上。电子墨水屏幕在系统断电后一样能够保持显示内容。这样系统意外断电仍旧可以继续使用。

电子锁：受控制单元控制，在货物放人后自动锁定。到达目的后，用户验证后可以语音解锁，非视觉障碍人士可以使用微信解锁。

6研究结论

解决视觉障碍人士寄存信息读取、物件检测和实时定位的物流装置。语音播报功能和带盲文按钮的显示屏解决视觉障碍人士看不到面单信息。带自动检测物流被损情况的装置。带有电子锁的物流盒子解决视觉障碍人士看不见拆包封条。正常人可以通过物流自动解锁。通过语音播报功能和基站定位系统解决视觉障碍人士不能实时看见定位物流信息。

物流装置未来可以通过让智能电子快递单面附带广告的方式赚取广告费用，这样不仅能让智能电子单面的费用做到免费，还能让工厂端、快递方获取更多的利益成本。