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摘要： 本文从智助烟仓的基本概念与核心功能出发，系统阐述了其设计架构、结构布局及硬件配置。通过实际案例分析，展示了智助烟仓在烟草物流领域的应用效果。研究显示，智助烟仓能有效解决烟草物流在“最后一公里”配送环节存在的挑战，提升卷烟配送效率，确保送货规范性，同时提升客户满意率。

关键词：智助烟仓；烟草物流；物流效率；送货规范；智慧物流

作者：欧阳宇1 左鹏2

1湖南省烟草公司永州市公司

2深圳市正杰智能工程有限公司

一

引言

随着智慧物流的快速发展，智能化技术逐步渗透到物流全流程、各环节。烟草物流作为物流行业的重要组成部分，也面临着转型升级的迫切需求。传统的烟草物流在“最后一公里”配送上存在诸多挑战，如位于限行路段的城区客户和地处偏远的山区客户无法直接送货到位、送货效率低和客户满意度不高[1]。为解决这些问题，烟草公司开始探索建设智助烟仓，以打破卷烟配送的时空限制，提升卷烟配送效率和客户满意率。

二

智助烟仓的定义与功能

1.智助烟仓的基本概念

智助烟仓是一种集成物联网、人工智能和5G等先进技术的自动化物流设备。它采用“人脸识别+密码”双重身份验证技术，确保货物的安全性和可追溯性[2]。通过后台数据验证分析、存取烟包全程录像和电子签收等功能，实现卷烟交接的自动化、智能化和透明化。同时，智助烟仓存取卷烟过程完全分离，实现无接触式送货和错时错峰送货，拓展了配送服务方式。

2.智助烟仓的主要功能

智助烟仓的功能同智能快递柜的功能类似，主要有寄取件、暂存商品、防盗监控、语音提示和短信通知等基础功能[3]。除此之外，针对卷烟商品的高价值和专卖品属性，智助烟仓还设计了人脸识别、存取烟包过程录像和远程监管等附加功能。

（1）人脸识别功能。智助烟仓的用户（包括送货员、卷烟零售客户持证人及授权委托取货人）在第一次使用时要完成实名注册认证。实名注册认证的身份信息与公安部身份证系统实时联网，确保身份真实准确。在进行存取卷烟操作时，设备可即时捕捉用户的面部特征，并与预先认证的用户信息进行比对验证。这一过程不仅提高了交易的安全性，防止非授权访问，还为用户提供了无感认证体验。

（2）存取烟包过程录像功能。为提升卷烟交接的安全性，自用户靠近智助烟仓开始，到卷烟商品被存入、取出，再到离开智助烟仓，所有关键步骤都会被高清摄像头记录，为送货交接可能发生的争议提供有力证据。

（3）远程监管功能。烟草公司管理人员可通过专用的手机应用程序或网页端，随时随地查看烟仓的运行状态，包括到货时间、取货时间、取货人信息、卷烟状态和异常报警等。这一功能提高了烟草公司的运营效率，规范了卷烟规范送货行为。

三

智助烟仓架构设计

1.设计思路

通过分析烟草物流送货的标准化流程，确保智助烟仓系统能够无缝对接现有送货体系。从接收订单到商品出库，每一步都严格遵循行业规定，保障送货交接的合法性和安全性。同时，通过集成高精度识别技术和用户友好的界面设计，使得用户能够轻松完成身份验证和卷烟商品的存取等步骤。设计远程监管功能以帮助烟草公司随时掌握智助烟仓的运行状态，优化送货交接策略，从而在满足用户需求的同时，也符合烟草行业的送货管理要求。智助烟仓业务整体流程如图1所示。

图1 智助烟仓业务流程图

2.系统架构

智助烟仓的系统架构基于模块化设计，以实现高效、稳定且可扩展的运营。它主要由智助烟仓终端、后台服务器和用户端三大模块构成，如图2所示。

图2 智助烟仓系统架构示意图

（1）智助烟仓终端。智助烟仓终端负责与用户直接交互，包括触摸屏界面、人脸识别模块及卷烟商品暂存区。利用物联网技术、人工智能、云计算技术和5G技术，为烟草公司和卷烟零售客户提供卷烟送货交接服务。

（2）后台服务器。采用独立台式服务器运行智助烟仓后台服务程序，主要实现与订单信息系统、卷烟零售客户信息系统和智助烟仓终端系统的通信，实时监控智助烟仓终端状态、向智助烟仓终端推送指令和信息、处理来自智助烟仓终端的请求和报告等。

（3）用户端。为零售户端提供信息提醒和签收查询服务。

3.数据安全性

为确保数据的完整性、保密性和可用性，系统采用加密技术、访问控制等手段，对各个关键节点进行防控，特别是存储加密、传输加密以及身份认证三个关键环节。

（1）存储加密。采用AES-256加密算法，在数据写入存储设备之前对其进行加密处理，确保即使数据被盗或未经授权访问，也无法直接读取原始信息。此外，用户密码采用HMAC-SHA256加盐值算法获取摘要信息，增强密码管理的安全性。

（2）传输加密。在数据通过网络传输时，服务接口调用采用DH密钥交换算法，外部网络请求采用https传输，WEB页面到服务端敏感数据采用RSA2048算法，确保数据在传输过程中不被窃取、篡改或泄露。

（3）身份认证。在人机安全认证方面，访问设备采用人脸识别加密码的双重认证方式。在机机安全认证方面，增加媒体网关取流、CVR访问和云存储访问安全认证等认证方式。

四

智助烟仓结构设计

1.箱格尺寸设计

箱格的尺寸的设计直接关系到柜体利用率和适配性，在设计时主要考虑烟包尺寸及数量。

（1）卷烟烟包尺寸和数量分析。卷烟烟包中，卷烟标准烟包装和异型烟包装的尺寸存在一定差异，其中标准烟最大包装数量为30条/包，异型烟包装则以高度作为的限制。因此在测量标准烟包时，需要测量其长、宽、高尺寸，如图3所示。异型烟包装主要以高度为限制因素，如图4所示，其最大高度为245mm。进一步对卷烟烟包数量进行分析，基于历史订单数据，统计分析发现，需要采用智助烟仓的零售客户在卷烟需求量上有一定的规律性。具体而言，95%以上的卷烟零售客户卷烟需求量不超过2个标准烟包和1个异型烟包，因此箱格容纳2个标准烟包和1个异型烟包即可满足大部分需求。

图3 标准烟包尺寸

图4 异型烟包尺寸

（2）箱格尺寸初步设计。设计时应确保箱格内部尺寸略大，以提供必要的缓冲空间和存取货空间，同时一个箱格可以容纳2个标准烟包和1个异型烟烟包。考虑到柜体整体尺寸，经过反复试验确定空间利用率较高的烟包堆叠方式是将标准烟包平行排列，异型烟包放在标准烟包与箱格门之间的方式，如图5所示和图6所示，箱格的设计尺寸为长度680mm、宽度850mm、高度380mm。

图5 烟包堆叠俯视图

图6 烟包堆叠左视图

2.机柜设计

智助烟仓由一组主柜和多组副柜组成，主副柜可自由组合，灵活搭配。机柜设计主要考虑烟仓柜体与箱格尺寸的配套、柜体基材的选择与设计和设备稳固性等方面。

（1）柜体与箱格尺寸配套。根据箱格尺寸反推烟仓副柜的整体尺寸，既满足箱格空间利用的最大化，又要便于用户开展存取作业。由于箱格设计尺寸为长度680mm、宽度850mm、高度380mm，基于人体工程学原理可设计4层箱格，这样既保证了用户在无需过度弯腰或踮脚的情况下即可顺利完成存取作业，又确保了烟仓柜整体结构的稳定性和承重能力的合理分配。最终主柜的长度为350mm、宽度850mm、高度为1992.4mm，副柜根据需求匹配相应的组数，如图7所示八门副柜长度为1550mm，高度、宽度同主柜一致。

图7 机柜尺寸示意图

（2）柜体基材的选择与设计。柜体基材的选择直接影响烟仓的耐用性、承重能力及防潮性能。因此，选用高强度、耐腐蚀的冷轧钢板作为柜体基材，通过精密的折弯与焊接工艺，打造坚固耐用的柜体结构，主、副柜柜门厚度均不低于1.2mm，框体厚度均不低于1.0mm。

（3）设备稳固性设计。设备稳固性设计是确保烟仓内部卷烟商品安全存储的关键。采用可调节的支架与锁扣系统，确保箱格在装载卷烟商品后能够稳固地固定在柜体内，防止因变形或倾斜导致的产品损坏。此外，柜体底部设计有加固横梁，进一步增强了整体结构的稳定性与承重能力。

五

智助烟仓硬件设计

1.硬件原理图设计

图8 硬件设计原理图

智助烟仓主柜内配备了不间断电源（UPS）和安卓一体机等电气组件，这些组件共同负责设备的核心运行控制。副柜正面设有柜门，通过集成锁控板和电磁锁的安全机制，确保只有经过授权的操作才能开启。此外，安防摄像机等监测设备安装在智助烟仓外部的左右顶部位置，以实现对周围环境的全面监控。

智助烟仓内部的通信模块与所有电气元件通过有线方式连接，构建了一个完整的局域物联网系统。该通信模块扮演着数据传输中枢的角色，能够高效地将设备状态、操作记录以及监控视频等重要信息实时发送至后台服务器。这些数据经过处理和分析，为用户提供详细的运营报告和安全预警，硬件设计原理图如图8所示。

2.核心硬件系统设计

核心硬件系统包括主控系统、网络系统、电源系统、门控系统和监控系统等。

（1）主控系统。主控系统作为核心硬件系统的中枢，由高性能的可编程逻辑控制器（PLC）组成，负责接收并处理来自各传感器的数据，执行复杂的逻辑运算，并发出精确的控制指令。主控系统选用一体机形态，触摸屏封装到机器中，工控板、触摸屏和液晶屏触显任意部件出现故障，更换整机便可快速恢复设备运行。

（2）网络系统。网络系统包括局域网内的设备间通信以及通过广域网与监控中心的连接。机柜与服务器之间的网络通讯采用5G模块，确保数据传输的实时性、安全性和可靠性，实现智助烟仓状态的远程监控、数据分析和故障诊断。

（3）电源系统。电源系统

不仅能提供稳定的电力供应，还具备过流过压保护、短路保护及备用电源切换等功能，确保在电力波动或故障情况下，烟仓仍能持续稳定运行。因此，在强电进入机柜之后，通过空开进行保护，再经过UPS设备和开关电源模块，将220V交流电转换成12V直流安全电压输出。

（4）门控系统。门控系统负责烟仓柜门的开启与关闭控制，采用电动锁具、传感器及控制器等组件，实现远程或本地控制下的自动开门操作。门控系统通过上位机下发命令到锁控板，锁控板控制对应的箱格门开启，并返回相应的箱门开启或关闭状态。锁控板支持打开12V电磁锁和多个副柜锁控板的级联。

（5）监控系统。在设备本地构建专用的监控局域网环境，确保全天候（7×24小时）不间断实时监管。该系统集成了SD卡存储与扬声器功能于一体的智能环境监测摄像头，布置于设备两侧上方对角位置，确保设备前方区域无任何监控盲区。通过这种方式，不仅实现了现场实况的实施录像存储，还能无缝对接至后台服务器。

六

案例分析

1.送货员存货

背景描述：某烟草公司在城市中心的繁华地段部署智助烟仓，以解决该区域因交通限制和停车困难导致的卷烟配送难题，送货员小李负责该区域的8个卷烟零售客户的送货。

送货员存货流程：

（1）准备阶段：小李到达智助烟仓所在位置后，将卷烟搬运至智助烟仓前准备存放。

（2）身份验证：通过人脸识别功能验证小李身份，确保送货员身份的真实性和合法性。

（3）选择订单：验证通过后，小李在系统界面上选择待配送的客户订单，系统会自动匹配相应的柜门。

（4）存货操作：小李根据系统提示，将卷烟商品整齐放入柜内，并关闭柜门。系统自动记录存货时间、卷烟品种和数量等信息，并全程录像。

（5）完成通知：存货完成后，系统向卷烟零售客户发送取货提醒信息。

通过智助烟仓的存货功能，送货员小李能够高效地将8个卷烟零售客户的卷烟商品存入指定位置，避免了因交通限制导致的配送延误和送货效率低下的问题。同时，系统记录的所有信息为后续的取货和异常处理提供了有力支持，如图9所示。

图9 烟包堆叠俯视图

2.卷烟零售客户取货

背景描述：卷烟零售客户张先生对寄存在智助烟仓的卷烟进行提货。

卷烟零售客户取货流程：

（1）接收通知：张先生收到智助烟仓发送的取货通知后，可自行前往或委托授权取货人前往智助烟仓取货。

（2）身份验证：到达智助烟仓后，张先生或委托授权取货人通过人脸识别和用户密码进行身份验证。

（3）取货操作：验证通过后，系统自动打开指定的柜门，张先生或委托授权取货人取出卷烟商品并清点。系统自动记录取货时间和取货人员等信息，并全程录像。

（4）完成签收：取货完成后，系统自动将完整的取烟包视频上传至后台服务器，完成卷烟送货交接。

张先生可以根据自己的需求随时取货，无需担心卷烟未及时提取而遗失的风险，同时也避免了等待送货上门而耽误日常经营的事件发生，取货更符合卷烟零售客户需求，如图10所示。

图10 卷烟零售客户取货示意图

3.监控与管理

背景描述：某烟草公司管理人员小王负责监控和管理智助烟仓的运行状态和货物信息。

监控与管理流程：

（1）实时监控：小王通过手机应用程序或网页端平台，实时监控智助烟仓的运行状态，包括柜门状态、暂存数量和取货记录等。

（2）数据分析：小王利用系统提供的数据分析功能，对卷烟的存取情况和客户取货及时性进行深入分析，为优化物流管理和提升客户满意度提供支持。

（3）异常处理：当系统检测到异常情况时，如柜门开启故障、取货人员异常等，小王会立即收到警报通知，并采取相应的处理措施。

通过智助烟仓的监控与管理功能，管理人员小王能够实时掌握烟柜的运行状态、卷烟交接状态和取货人信息，为规范经营提供有利条件，如图11所示。

图11 监控与管理示意图

七

结论

本文通过对智助烟仓在烟草物流中的设计与应用，证明智助烟仓是解决烟草物流配送“最后一公里”问题的有效手段之一。智助烟仓通过集成先进技术和智能化管理，打破了卷烟配送的时空限制，提高了配送效率和安全性。同时，智助烟仓的远程监管功能为烟草公司提供了实时的运营数据支持，有助于优化物流管理和提升客户满意度。未来，随着技术的不断进步和应用的深入，智助烟仓有望在烟草行业物流中发挥更大的作用，推动烟草物流的转型升级和持续发展。

参考文献:

[1]王幸福,高维新.基于SWOT分析的“互联网+”下智能快递柜发展对策研究[J].太原城市职业技术学院学报,2018,(05):23-25.

[2]李祖标,罗凡,瞿玮.智助烟仓是一种全新的物流新模式新业态[J].物流工程与管理,2021,43(08):174-176.

[3]吴爱萍,刘香进,谢媛媛.解决物流最后一公里之智能快递柜[J].物流工程与管理,2018,40(06):82-84.

———— 物流技术与应用 ————

编辑、排版：王茜

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