基于物联网的快速外卖递送系统.doc

附件32016年安徽高校物联网应用创新大赛作品简介作品名称： 基于物联网的无人机快速外卖递送系统 电子邮箱： 提交学校： 黄山学院 参赛学生： 许智龙、张海超、陶佳慧 指导老师： 胡伟 填写说明1. 所有参赛项目必须为一个基本完整的设计。参赛作品简介旨在能够清晰准确地阐述（或图示）该参赛队的参赛项目（或方案）。2. 参赛作品简介采用A4纸撰写。除标题外，所有内容必需为宋体、小四号字、1.5倍行距。3. 参赛作品简介不超过6页A4纸。4. 参赛作品简介模板里已经列的内容仅供参考，作者也可以多加内容。5. 为保证网评的公平、公正，作品简介中应避免出现作者所在学校、院系和指导教师等泄露身份的信息。摘要一. 概述餐饮行业本来就是传统行业中跟物联网结合最早的行业之一，而在新的物联网发展背景下，餐饮的外卖服务进入了O2O时代，在此商业模式之下，餐饮快递行业有了新的转机。但是，外卖递送的低效和高人工成本成为了阻碍外卖底价化的重要因素，人工运送的速度十分缓慢，在用餐高峰时期很容易造成延误，使得用户体验极差。而且商家不得不将每一次递送外卖所支付的人员工资叠加在外卖的基础成本中，造成了外卖虽然好吃美味，但是起送价和价格都十分的昂贵。对于商家来说，人力和时间成本是其外卖业务的短板。我们基于物联网的无人机外卖服务的功能就是简单高效的送外卖，等买家提交订单后，通过物联网系统会立即提交订单信息给商家，商家接单并完成制作后轻轻一按，送餐无人机将会迅速降落在商家指定的位置，同时系统也会立即通知客户准备外出等待送餐无人机的到来。此时，商家只需将外卖打包后放入机身下方的盒子内，待确认后合上盖子，飞行器将会立即起飞直奔客户手中。飞行器在飞行中通过GNSS全球定位系统和RTK载波相位差分基站进行精确定位，降落在客户事先所设定的降落位置。此时用户只需使用手机上所提供的解锁二维码取出外卖，待确认收货后合上盖子，飞行器将会立即执行返回程序并根据所余电量智能选择返回配送点充电或继续下一单。二. 设计与实现飞行控制模块通过陀螺仪、气压计、超声波、GPS控制飞行器姿态，定高，定位。并通过预搭载CMOS摄像头进行简单地面纹理识别，以便于准确识别降落位置，通过超声波壁障模块保证不受障碍物干扰，从而进行智能化外卖递送。RTK（Real - time kinematic）载波相位差分技术，通过大数据分析选择在配送点和人员密集点之间建立RTK测量站，飞行终端通过实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给软件模块终端，进行求差解算坐标。这是一种新的常用的GPS测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，极大地提高了外业作业效率。使得飞行终端更加安全，高效。WiFi（2.4G/5.8G扩频）通讯网络模块的组建，利用2.4G/5.8G的庞大数据承载量、高速传输速度、多信道抗干扰的优势；结合低频433Hz的高穿透性，稳定性，组成稳定可靠的通讯网络，WiFi（2.4G/5.8G扩频）通讯用于大量数据的高速传输，433Hz负责数据备份和定位传输，双频段组成的通讯网络，使得飞行终端与中央处理平台间的联系更加安全和稳定。 软件（云计算）模块拥有图形化交互式界面，可以很好的将事先采集的道路、兴趣点数据录入并分析，优化，计算最佳配送路线。并通过各个飞行终端反馈的实时位置信息，规划各终端的飞行路线，避免重复配送的浪费，同时在有飞行终端出现故障后，及时告知商户和客户。同时调整其他飞行终端继续完成配送作业，并通知后勤人员故障飞行终端的实时状态、精确坐标以便快速维修。高效的任务规划系统将在结束配送作业后根据剩余电量选择返回至补给点准备下次配送作业或是继续执行下一配送作业。三. 测试与分析我们团队在调查大学生外卖需求以及对待无人机配送方式的态度之后，进行了前期的准备工作，随后就开始根据配送区域的地图进行路线分析和降落配送点的分析，在实际飞行配送的过程中，我们发现有一个问题，无人机扇叶的安全问题，因为我们的无人机对于扇叶没有添加保护装置，在降落的过程的可能对于外卖订购者造成伤害。所以我们打算在无人机上加装保护罩，保证用户的安全。还有一个问题就是，关于无人机的续航能力和数量，本团队的实验使用的是两架无人机，对于外卖的高峰期时，两架无人机是明显是不够。本团队给无人机供电的是现在已将成熟的石墨烯电池，在高峰期时，是不够的，所以，本团队提出的解决方法是多准备几节电池，可以缓解无人机电量不足的压力。四. 应用前景分析第三方物流是指生产经营企业为集中精力搞好主业，把原来属于自己处理的物流活动，以合同方式委托给专业物流服务企业，同时通过信息系统与物流企业保持密切联系，以达到对物流全程管理控制的一种物流运作与管理方式。本系统则是利用第三方物流运作思想，即商家将外卖配送外包给使用团队，由本团队专业、高效的完成外卖配送。商家则可以将更多的精力集中于餐饮服务，本团队通过大量的验证与实践保障了线路的合理规划，配送工具的标准化等。现如今第三方物流配送模式在大量校园得到采用，进行统一化和标准化校园送餐也成为一种趋势。在为学生提供便捷服务的同时也能提高送餐速度，更重要的是，减少了校园内部的人员流动和传统外卖时潜在的交通安全风险，方便了校园管理，保证了学生的生命财产安全。而校园环境也给本系统的安全实行提供天然的环境，加上大学生的网络知识水平高，公共素养高，居住密度高，外卖需求量搞，更加适合采用本系统进行外卖配送。五. 创新点总结该系统使用的地点主要是面对大学城或大学周边。该系统的创新性和优点是现在传统人力派送买卖的方式所不能比拟的，该系统派送外卖采用一对一送达的方式，当消费者在外卖的APP上下单成功，商家就会开始加工食物，在加工完成后，商家只需简单操作设备，无人机就会快速到达商家地点，商家只要把食物放入无人机的派送盒中，无人机就会迅速的起飞，飞向消费者的下单时定位的地点，并且在快要到达时，会通知消费者外卖即将送达，接收外卖。由于采用的是一对一的派送方式，可以大大的节省用户的时间，提高效率，有效的避免传统的人力派送需要凑足一定量的派送单数再统一派送所造成的阻塞和延误。由于商户是采用租赁无人设备派送，可以减少人员工资的开销，使得商家的外卖成本大大的降低。该系统采用集体租赁使用的模式，配送站点只需要一次性投入，即可在支付少量电费的情况下获得较为长久的收益。同时也使得商家的成本降到最低，利益达到最大化。飞行终端还装备近距离避障模块，以规避降落地点的障碍物。飞行控制系统则采用最新的算法，有效保证飞行的平稳，使食物在运送中不会收到影响，从而保证了用户体验。六. 未来工作我们现在基于物联网无人机快速外卖递送系统前期只是针对于一个小区域的外卖递送活动，而且因为知名度和前期影响力的原因，我们所使用的系统只能进行嵌入到外卖APP之中，我们计划在站稳市场之后，趁着还没有其他的竞争对手之时，我们会加大