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【摘要】本文就一次性快递包装（瓦楞纸箱和聚乙烯塑料包装袋）浪费问题进行了调查，发现浪费和污染问题十分严重，就此设计出一款环保型智能快递箱。该产品用聚碳酸酯（PC）做箱体,嵌入锌合金材质的电子密码锁，以珍珠棉做内衬。寄件人只需将快件存入快递箱并录入快递信息，系统将随机产生的验证码同时发送给寄件人和收件人（寄件人将该码设为开箱密码），快件到达目的地后，派件员根据箱体上放大的条形码号检索出对应快件，收件人在电子密码锁中输入验证码开锁即可取出快件。文章最后就本产品的环保价值和市场前景作出评估，得出该产品兼具节能环保和方便快捷的优点。
【关键词】快递；聚碳酸酯(PC)；智能环保箱；电子密码锁
1.总体设计
箱体材料：聚碳酸酯
内衬：珍珠棉
封口：锌合金材质(ABS环保阻燃材质)电子密码锁
体积：260mm×150mm×180mm
厚度：1.5mm
质量：201.45g（箱体材料）+320g（电子密码锁）+20g（内衬）=541.45g
成本：4.5元（箱体材料）+20元（电子密码锁）+0.5元（内衬）+1.5（制作工艺）
合计：26.5元
节能效果和创新特色：快递箱循环利用，省去了大量一次性包装箱、包装袋、纸质快递单、内衬材料和缠绕在快递箱外部的胶带，不仅是经济上的节约，而且减少了树木的砍伐，降低了塑料等难降解垃圾对环境的污染。此外，用电子密码锁作开关在保证财物安全的基础上避免了缠绕、拆封胶带等繁琐工作，方便快捷，提高了工作效率。
2.设计方案
2.1箱体设计
2.1.1箱体外观
箱体的尺寸是根据快递行业对不同大小的快递物品运输要求而设计的，本文中以使用频率最高的尺寸（260mm×150mm×180mm）来说明。
2.1.2箱体材料
目前市面上常见的快递包装有一次性快递箱和一次性快递袋。快递箱一般由UV瓦楞纸板制成，快递袋多为聚乙烯材料，此两种现用材料对资源的浪费和环境的污染已在作品研制背景中介绍过，不再赘述。
考虑到邮递过程中快递箱的颠簸振荡、摩擦碰撞、人工搬运、制作成本以及邮递货物的保密性等因素，我们根据节能减排的原则来选用智能环保箱的制作材料。所选材料需要具有以下特性：
耐磨损、密度小、耐候性强、染色性强、燃点低、可回收、易降解、防水性高、防震性高、成本低经过对多种通用塑料和工程塑料的以上性能综合考虑，我们将选择范围缩小在聚丙烯（PP）、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚四氟乙烯(PTFE)等四种现在生产量较大、并且使用较为普遍的材料上，综合上述几方面因素，在对四种材料进行性能对比之后，发现聚碳酸酯的性能最适合制作环保快递箱。
内衬材料——珍珠棉，即可发性聚乙烯(EPE),它采用丁烷发泡成形并加入两种辅料，无毒，弹性较高,且具有韧性，不易脆,是目前世界上比较先进的保护性内装材料，更是一种环保型、可回收再次利用材料。
珍珠棉的表面柔和,外观洁白,由于内部是完全独立的气泡体,所以质量轻，具有很好的隔热、防水、防震、隔音以及耐腐蚀性，抗老化能力强,容易加工，克服了普通发泡胶易碎、变形、恢复性差的缺点。其能够循环再造的特点，符合我们节能环保的理念，能与PO薄膜、铝膜、编织品等材料贴合制成各种款式的产品，是传统包装材料的理想替代品。
2.2锁体设计
环保快递箱采用锌合金材质(ABS环保阻燃材质)外壳、锌合金锁舌的电子密码锁，其面板规格为84.9mm*56.1mm*14.0mm，锁体规格为18mm*45mm*29mm。
使用说明：
电子密码锁的出厂用户密码为“1111”，管理密码为“00000000”，其中用户密码和管理密码可在锁上进行自由设置，由4~10位阿拉伯数字组成。用户密码即寄件人设置的开锁密码，管理密码由快递员管理，忘记用户密码时可以用管理密码进行开锁，管理密码开锁后用户密码自动恢复为出厂的“1”。其中面板上的C（红键）为清除键，回车（绿键）为确认键。当密码正确开锁嘀一声亮绿灯、密码错误嘀三声亮黄灯、电池电量不足亮红灯嘀二声。亮红灯仍可开锁20次，此时请尽快更换电池或者进行充电。
2.3使用方法及派送流程
【寄件人】
（1）寄件人在快递投递点发送快递时，工作人员对快件进行称重，并根据快件的尺寸提供相应规格的智能环保快递箱，扫描箱体的条形码，在计算机中录入收件人、寄件人信息（包括电话号码、姓名、收发地址等）,此时信息与快递箱的条形码绑定，寄件人确认信息后，系统产生一随机开箱密码，并将该验证码同时发送给寄件人和收件人，寄件人将此密码设置为快递箱开锁密码，并将快递箱上锁。
（2）支付快递运费（运费包括两部分，一部分是根据无包装的快件重量计算出的运费，另一部分是相应规格智能环保快递箱的使用费）。
（3）快递进入物流中转。
【物流公司】
（4）快件在進行处理时，由工作人员扫描箱体条形码，显示出绑定在条形码的快件信息，快件分拣中心按快件的寄达地点把快递进行分类、装载。
（5）快件进入中转的过程，都由工作人员扫描箱体条码进行中转信息的录入。
【快递派送】
（6）快件到达终端快递点时，由派件人扫描箱体条形码，并由系统发送短信至收件人（包括领取快件的时间地点、快件条形码号等信息），等待收件人取件。
（7）取件人到达快递点取件时，告知快递员快件条形码数，由派件人员根据箱体上放大的条形码号检索出快件（为方便快递员检索快递箱，条形码号被放大后印制在箱体表面），快递员核对收件人身份后，由收件人输入验证码进行解锁，收件人对快件进行确认。若收件人丢失验证码，或未收到验证码，导致无法打开密码箱，可以在确认收件人身份后，由快递工作人员用管理密码进行开锁（管理密码设置详见密码锁使用说明）。
（8）信息确认无误，收件人取走货物后，邮递员锁上快递箱并回收，下次使用时，快递员用管理密码打开快递箱，寄件人重置密码后上锁。
2.4工作原理
智能快递密码箱运用物联网技术,包括前台站点快件存取和后台中心数据处理两部分。
物联网
物联网就是通过射频识别（RFID）等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
智能快递箱是基于嵌入式技术，通过射频识别（RFID） 进行数据采集，然后将采集到的数据传送至控制器进行处理，处理完再通过各类传感器实现整个终端的运行，包括GSM短信提醒，RFID身份识别，等等。
PC服务端
PC服务端主要是将智能快递投递箱采集到的快件信息进行整理，实时在网络上更新数据，分别供用户，快递人员，系统管理员进行快件查询，调配快件，维护终端等操作。[科]
【参考文献】
［1］黄丽.高分子材料.化学工业出版社，2009.1.
［2］李文东.节能减排.经济管理出版社，2008-07-01.
［3］葛察忠，段显明，董战峰等编著.自愿协议：节能减排的制度创新.中国环境科学出版社，2012-03-01.
【关键词】快递；聚碳酸酯(PC)；智能环保箱；电子密码锁
1.总体设计
箱体材料：聚碳酸酯
内衬：珍珠棉
封口：锌合金材质(ABS环保阻燃材质)电子密码锁
体积：260mm×150mm×180mm
厚度：1.5mm
质量：201.45g（箱体材料）+320g（电子密码锁）+20g（内衬）=541.45g
成本：4.5元（箱体材料）+20元（电子密码锁）+0.5元（内衬）+1.5（制作工艺）
合计：26.5元
节能效果和创新特色：快递箱循环利用，省去了大量一次性包装箱、包装袋、纸质快递单、内衬材料和缠绕在快递箱外部的胶带，不仅是经济上的节约，而且减少了树木的砍伐，降低了塑料等难降解垃圾对环境的污染。此外，用电子密码锁作开关在保证财物安全的基础上避免了缠绕、拆封胶带等繁琐工作，方便快捷，提高了工作效率。
2.设计方案
2.1箱体设计
2.1.1箱体外观
箱体的尺寸是根据快递行业对不同大小的快递物品运输要求而设计的，本文中以使用频率最高的尺寸（260mm×150mm×180mm）来说明。
2.1.2箱体材料
目前市面上常见的快递包装有一次性快递箱和一次性快递袋。快递箱一般由UV瓦楞纸板制成，快递袋多为聚乙烯材料，此两种现用材料对资源的浪费和环境的污染已在作品研制背景中介绍过，不再赘述。
考虑到邮递过程中快递箱的颠簸振荡、摩擦碰撞、人工搬运、制作成本以及邮递货物的保密性等因素，我们根据节能减排的原则来选用智能环保箱的制作材料。所选材料需要具有以下特性：
耐磨损、密度小、耐候性强、染色性强、燃点低、可回收、易降解、防水性高、防震性高、成本低经过对多种通用塑料和工程塑料的以上性能综合考虑，我们将选择范围缩小在聚丙烯（PP）、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚四氟乙烯(PTFE)等四种现在生产量较大、并且使用较为普遍的材料上，综合上述几方面因素，在对四种材料进行性能对比之后，发现聚碳酸酯的性能最适合制作环保快递箱。
内衬材料——珍珠棉，即可发性聚乙烯(EPE),它采用丁烷发泡成形并加入两种辅料，无毒，弹性较高,且具有韧性，不易脆,是目前世界上比较先进的保护性内装材料，更是一种环保型、可回收再次利用材料。
珍珠棉的表面柔和,外观洁白,由于内部是完全独立的气泡体,所以质量轻，具有很好的隔热、防水、防震、隔音以及耐腐蚀性，抗老化能力强,容易加工，克服了普通发泡胶易碎、变形、恢复性差的缺点。其能够循环再造的特点，符合我们节能环保的理念，能与PO薄膜、铝膜、编织品等材料贴合制成各种款式的产品，是传统包装材料的理想替代品。
2.2锁体设计
环保快递箱采用锌合金材质(ABS环保阻燃材质)外壳、锌合金锁舌的电子密码锁，其面板规格为84.9mm*56.1mm*14.0mm，锁体规格为18mm*45mm*29mm。
使用说明：
电子密码锁的出厂用户密码为“1111”，管理密码为“00000000”，其中用户密码和管理密码可在锁上进行自由设置，由4~10位阿拉伯数字组成。用户密码即寄件人设置的开锁密码，管理密码由快递员管理，忘记用户密码时可以用管理密码进行开锁，管理密码开锁后用户密码自动恢复为出厂的“1”。其中面板上的C（红键）为清除键，回车（绿键）为确认键。当密码正确开锁嘀一声亮绿灯、密码错误嘀三声亮黄灯、电池电量不足亮红灯嘀二声。亮红灯仍可开锁20次，此时请尽快更换电池或者进行充电。
2.3使用方法及派送流程
【寄件人】
（1）寄件人在快递投递点发送快递时，工作人员对快件进行称重，并根据快件的尺寸提供相应规格的智能环保快递箱，扫描箱体的条形码，在计算机中录入收件人、寄件人信息（包括电话号码、姓名、收发地址等）,此时信息与快递箱的条形码绑定，寄件人确认信息后，系统产生一随机开箱密码，并将该验证码同时发送给寄件人和收件人，寄件人将此密码设置为快递箱开锁密码，并将快递箱上锁。
（2）支付快递运费（运费包括两部分，一部分是根据无包装的快件重量计算出的运费，另一部分是相应规格智能环保快递箱的使用费）。
（3）快递进入物流中转。
【物流公司】
（4）快件在進行处理时，由工作人员扫描箱体条形码，显示出绑定在条形码的快件信息，快件分拣中心按快件的寄达地点把快递进行分类、装载。
（5）快件进入中转的过程，都由工作人员扫描箱体条码进行中转信息的录入。
【快递派送】
（6）快件到达终端快递点时，由派件人扫描箱体条形码，并由系统发送短信至收件人（包括领取快件的时间地点、快件条形码号等信息），等待收件人取件。
（7）取件人到达快递点取件时，告知快递员快件条形码数，由派件人员根据箱体上放大的条形码号检索出快件（为方便快递员检索快递箱，条形码号被放大后印制在箱体表面），快递员核对收件人身份后，由收件人输入验证码进行解锁，收件人对快件进行确认。若收件人丢失验证码，或未收到验证码，导致无法打开密码箱，可以在确认收件人身份后，由快递工作人员用管理密码进行开锁（管理密码设置详见密码锁使用说明）。
（8）信息确认无误，收件人取走货物后，邮递员锁上快递箱并回收，下次使用时，快递员用管理密码打开快递箱，寄件人重置密码后上锁。
2.4工作原理
智能快递密码箱运用物联网技术,包括前台站点快件存取和后台中心数据处理两部分。
物联网
物联网就是通过射频识别（RFID）等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
智能快递箱是基于嵌入式技术，通过射频识别（RFID） 进行数据采集，然后将采集到的数据传送至控制器进行处理，处理完再通过各类传感器实现整个终端的运行，包括GSM短信提醒，RFID身份识别，等等。
PC服务端
PC服务端主要是将智能快递投递箱采集到的快件信息进行整理，实时在网络上更新数据，分别供用户，快递人员，系统管理员进行快件查询，调配快件，维护终端等操作。[科]
【参考文献】
［1］黄丽.高分子材料.化学工业出版社，2009.1.
［2］李文东.节能减排.经济管理出版社，2008-07-01.
［3］葛察忠，段显明，董战峰等编著.自愿协议：节能减排的制度创新.中国环境科学出版社，2012-03-01.