CN104331940B - 一种高效密集投送的智能邮递终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效密集投送的智能邮递终端，其技术特点是：包括机架柜体、回转式密集分隔箱体、机架底座、旋转驱动机构和控制电路；回转式密集分隔箱体通过旋转驱动机构安装在机架底座上并设置在机架柜体内，该回转式密集分隔箱体由多层密集匣体构成，在机架柜体前面板上设有多个柜门、人机交互装置、RFID阅读器；控制电路安装在底座内并与旋转驱动机构、人机交互装置、RFID阅读器、电控锁相连接实现相应的控制功能。本发明采用内部回转式密集分隔箱体结构并通过控制电路将匣体送达柜门处，大幅降低了占地面积和空间浪费，不仅实现了高效密集存储，节约了占地空间，而且避免了用户丢失及携带钥匙的麻烦。

Description

一种高效密集投送的智能邮递终端

技术领域

本发明属于邮递终端技术领域，尤其是一种高效密集投送的智能邮递终端。

背景技术

信报箱作为传统的邮递普遍服务是写字楼、住宅等楼宇内法定安装的邮递投送终端。从信报箱诞生到现在，其结构都是采取门、锁、独立分隔箱体组合，并且是一户一箱的形式应用。这种一户一箱的结构无论是否经常接收邮件，均需耗费资源并占用固定的空间，这就造成了几百户信报箱占用整面墙的无谓浪费；另外，邮递员需要辛苦穿梭在各个楼宇间轮寻投递邮件，投送效率极低；而且投递邮件后，用户不仅无法及时得知到件，还需要经常自行到信报箱查看是否收到邮件，重要挂号信的延误又给用户带来很多麻烦和困扰。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种使用安全可靠、结构设计科学、占地空间小、投送效率高且能够到件即时通知的高效密集投送的智能邮递终端。

本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种高效密集投送的智能邮递终端，包括机架柜体、回转式密集分隔箱体、机架底座、旋转驱动机构和控制电路；所述的机架柜体安装在机架底座上，所述的回转式密集分隔箱体通过旋转驱动机构安装在机架底座上并设置在机架柜体内，该回转式密集分隔箱体由多层密集匣体构成，在机架柜体前面板上从上至下设有与密集匣体层数相同的多个柜门，每个柜门的开关由安装在机架柜体上的电控锁控制，在机架柜体的前面板上还设有人机交互装置、RFID阅读器；所述的控制电路安装在底座内并与旋转驱动机构、人机交互装置、RFID阅读器、电控锁相连接实现相应的控制功能。

而且，所述的旋转驱动机构包括步进电机、减速箱和旋转轴，旋转轴垂直固装在回转式密集分隔箱体中部，旋转轴的底部通过减速箱与步进电机相连接，步进电机通过减速箱以轴驱动形式对回转式密集分隔箱体进行旋转定位。

而且，所述的旋转驱动机构包括步进电机、减速箱和齿轮盘，齿轮盘安装在回转式密集分隔箱体底部或顶部，步进电机和减速箱以齿轮驱动形式对回转式密集分隔箱体进行旋转定位。

而且，所述的回转式密集分隔箱体由按圆周等距分隔的多层密集匣体构成。

而且，所述机架柜体的前面板上还设有LCD显示屏和按键。

而且，所述的人机交互装置为实体门牌号按键LED阵列，或者为触摸屏。

而且，所述的控制电路包括中央处理器、DC-DC电源模块、按键LED阵列、RS485模块、LCD显示屏、RFID阅读器、电控锁模块、电机转动检测模块、EEPROM、DC48V电源模块和电机驱动器；中央处理器与按键LED阵列、RS485模块、LCD显示屏、RFID阅读器、电控锁、电机转动检测模块、EEPROM、电机驱动器相连接实现相应的控制功能，RS485模块与上位机相连接，电机驱动器与旋转驱动机构相连接，电控锁模块与电控锁相连接，DC48V电源模块与电机驱动器相连接为旋转驱动机构提供电源，DC-DC电源模块与控制电路中的其他模块相连接为其供电。

而且，所述的按键LED阵列由多个按键和双色LED灯组成，其驱动电路采用多片CH451驱动，中央处理器通过SPI同步串口读取多片CH451级联后的键值，并通过CH451控制LED阵列的颜色。

而且，所述电机转动角度检测模块由红外线对射传感器及运算放大器电路组成。

而且，所述的中央处理器通过UART接口与RS485模块相连接，该模块采用串行差分方式与上位机进行通信。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明对现有的信报箱结构进行了优化，将一户一箱的堆叠墙面式结构改为占地仅一平米左右的内部回转式密集分隔箱体结构，大幅降低了占地面积和空间浪费；其作为集中式智能邮递终端可替代传统信报箱，广泛用于现代邮政领域。

2、本发明的控制电路通过控制步进电机、减速箱驱动旋转机构精确将匣体送达柜门处，并取消了普通信报箱的钥匙开锁形式，取之为电控锁开关柜门，不仅实现了高效密集存储，节约了占地空间，而且避免了用户丢失及携带钥匙的麻烦。

3、本发明采用门牌号键组可以简单清楚地引导邮递员和用户快速找到相应的门牌号，并且在投送邮件后，相应的门牌号会有指示灯亮起，提高用户视觉寻找的友好性。允许一户多次投递也大幅提升了智能邮递终端的有效利用率。

4、本发明还可以进行扩展并通过网络将邮件的即时信息及时通知用户，让用户不再有因为重要邮件或者挂号信没有及时取走而造成的麻烦。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是机架机柜内部的结构主视图；

图3是机架机柜内部的机构俯视图；

图4是本发明的控制电路方框图；

图中，1-机架柜体，2-人机交互装置，3-合页，4-柜门，5-电控锁，6-LCD显示屏，7-RFID阅读器，8-操作按键，9-旋转轴，10-回转式密集分隔箱体，11-密集匣体，12-机架底座，13-旋转驱动机构，14-齿轮盘。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。

一种高效密集投送的智能邮递终端，如图1至图3所示，包括机架柜体1、回转式密集分隔箱体10、机架底座12、旋转驱动机构13和控制电路。所述的机架柜体安装在机架底座上，所述的回转式密集分隔箱体通过旋转驱动机构安装在机架底座上并设置在机架柜体内，该回转式密集分隔箱体由按圆周等距分隔的多层密集匣体11构成，该旋转驱动机构驱动回转式密集分隔箱体在机架柜体中心旋转。在机架柜体前面板中部上从上至下设有多个柜门4，柜门的层数与回转式密集分隔箱体上的密集匣体的层数相同并且处在同一水平位置，每个柜门一侧通过两个合页3与机架柜体铰接在一起，每个柜门另一侧的机架柜体上安装有能够控制柜门开关的电控锁5。在机架柜体的前面板上还设有人机交互装置2、LCD显示屏6、RFID阅读器7和操作按键8。所述的控制电路安装在底座内并与旋转驱动机构、人机交互装置、LCD显示屏、RFID阅读器、按键、电控锁相连接实现相应的控制功能。在本实施例中，机架柜体采用的方形柜体，当然也可以根据需要采用其他形状的柜体，回转式密集分隔箱体采用的圆柱形箱体，当然也可以采用其他形状的箱体。

旋转驱动机构包括两种结构，一种结构包括步进电机、减速箱和旋转轴9，旋转轴垂直固装在回转式密集分隔箱体中部，如图2所示，旋转轴的底部通过减速箱与步进电机相连接，步进电机通过减速箱以轴驱动形式进行旋转定位；另一种结构包括步进电机、减速箱和齿轮盘14，齿轮盘安装在回转式密集分隔箱体底部或顶部，如图3所示，步进电机和减速箱以齿轮驱动形式进行旋转定位。

机架柜体上设置的LCD显示屏用于实现功能菜单显示，操作按键进行相关的设置，RFID阅读器用于识别邮递员或用户的身份。在本实施例中，人机交互装置采用实体门牌号按键LED阵列，实体门牌号按键LED阵列由360个按键和双色LED灯组成，当然，人机交互装置也可以采用触摸屏实现人机交互功能。通过人机交互装置标明楼宇内相应的每户门牌号码，邮递员通过RFID阅读器进行身份识别并按下需要投送的门牌号键后，控制电路给予步进电机指令通过减速机将回转式密集分隔箱体的相应匣体旋转至柜门处并打开电控锁开门接受投递，一户用户允许接受多次投递；用户取件时，通过RFID阅读器进行身份识别后，按下自己的门牌号按键，控制电路给予步进电机指令通过减速机将存有该门牌号码的匣体旋转至柜门处并打开电控锁开门允许用户取走邮件。

控制电路安装在底座内，如图4所示，该控制电路包括中央处理器(CPU)、DC-DC电源模块、按键LED阵列、RS485模块、LCD显示屏、RFID阅读器、电控锁模块、电机转动检测模块、EEPROM、DC48V电源模块和电机驱动器。CPU与按键LED阵列、RS485模块、LCD显示屏、RFID阅读器、电控锁、电机转动检测模块、EEPROM、电机驱动器相连接实现相应的控制功能，DC48V电源模块与电机驱动器相连接为旋转驱动机构提供电源，DC-DC电源模块与控制电路中的其他模块相连接为其供电。该控制电路用来实现按键输入、与上位机通讯、步进电机旋转角度控制、指示灯颜色变化、控制电控锁打开、保存电机当前位置、将RFID阅读器发送来的ID信息转发至上位机、可驱动LCD显示屏实现菜单显示并通过按键进行相关的设置。下面对控制电路中的各个部分分别进行说明：

(1)中央处理器(CPU)

由于步进电机(86型)对CPU稳定性及控制精度要求较高，因此选用Microchip公司PIC24F系列单片机，该单片机为16位改进型哈佛结构、工作性能高达16MIPS·32Mhz、8MHz内部振荡器4倍频PLL选项、内部集成PMW模块，同时该芯片为工业级抗干扰能力强。CPU负责驱动LCD显示功能菜单、读取RFID读头数据、通过UART接口及RS485模块与上位机通讯、扫描按键阵列键值、驱动LED阵列的颜色变化、通过PMW控制步进电机转动、检测电机转动角度是否正确，同时将角度信息通过IIC总线保存至EEPROM。

(2)按键LED阵列

按键LED阵列由360个按键和双色LED灯组成，由6片CH451驱动，CH451内部集成按键去抖动电路，CPU通过SPI同步串口读取6片CH451级联后的键值。同时CH451将根据CPU的命令控制LED阵列的颜色。

(3)DC-DC模块

由于旋转驱动机构的步进电机(86型)在启动和停止过程中会对电源部分造成脉冲干扰，可能导致各模块功能异常甚至不工作，因此，在控制电路中增加了DC-DC电源模块，该电源模块采用MORNSUN公司的B_L-3W(E)系列DC-DC模块，该系列模块输出功率可达3W输出为5V或3.3V、隔离电压为DC1500V,控制电路中除步进电机驱动器以外的所有器件均有DC-DC电源模块供电，从而保证控制电路不被步进电机启动和停止时产生的脉冲信号所干扰。

(4)LCD显示屏

本终端为室外工作方式，对LCD显示效果要求较高，因此控制电路采用蓝光背景白色字体的12864液晶，12864液晶模块是128×64点阵的汉字图形型液晶模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字(16X16点阵)、128个字符(8X1点阵)及64X256点阵显示RAM(GDRAM)。LCD显示屏与CPU直接连接，提供两种连接方式连接CPU：8-位并行及串行两种连接方式。LCD显示屏具有多种功能：光标显示、画面移位、睡眠模式等。

(5)电机转动角度检测模块

电机转动角度检测模块由红外线对射传感器及运算放大器电路组成，将红外线的光信号转换成“0”或“1”的高低电平信号提供给CPU。红外发射管与红外接收管保持垂直状态，在没有物体遮挡时红外线可以正常被接收管接收到，通过运算放大器将信号处理后输出为高电平即“1”，当发射管与接收管之间有物体遮挡时，发射管的光线不能被接收管接收到，则运算放大器处理后的输出为低电平即“0”。将电机旋转的360度，设置为90个分区每个分区即为4度，通过每1度的位置上是否开孔来决定输出为“1”或“0”(开孔处红外线发射管发出的红外线可被接收管收到，未开孔处红外线发射管发出的红外线不能被接收管收到)。在假定为原点的分区内将开孔顺序设置为“1010”将其与分区内设置为“0101”这样CPU通过判断角度检测模块输出的数据就可知道电机是否在原点，同时可以判断所旋转的度数是否符合设定值以及电机当前所处的角度。

(6)RFID阅读器

RFID阅读器可识别13.56MHz或125KHz频率的非接触式卡片，并将卡片的ID信息通过UART传送给CPU，以实现身份识别功能。

(7)电控锁模块

电控锁模块可用来驱动12V电磁锁，实现开锁功能并将锁体开关状态转换成相应的电平信号提供给CPU。

(8)EEPROM模块

EEPROM采用24C02作为存储器，可将设备信息，电机角度信息保存起来。CPU通过IIC总线实现对EEPROM的读写操作，并且该模块具有掉电不易失功能，可将数据保存几十年以上，即便设备断电也可将当前电机的位置信息保存起来，以便系统上电后CPU知道当前电机所处的角度位置。

(9)电机驱动器

电机驱动器为MA86H型步进电机驱动器可控制DC24-80、AC17-60V范围内的步进电机，最大输出峰值电流6A，可提供200—51200范围内的脉冲数，使步进电机最小可以旋转1.8度。

(10)步进电机

步进电机为86BYG250H型直流48V两相四线步进电机，最大输出电流5.8A、步距1.8、力矩12N.m。

(11)DC48V电源模块

48V电源采用工业级S-300-48型开关电源，输出最大电流6.2A电压为直流48V，用来驱动步进电机驱动器。

(12)RS485模块

RS485模块为本终端与上位机通讯模块，该模块采用串行差分方式进行通讯抗干扰能力强，传输距离远可达3000米最高传输速率为10Mbps。

本智能邮递终端还可以通过网络与用户交互，可以将邮件投送和取走信息即时通过短信、微信以及开放接口推送至用户手机或者家中，也可支持用户主动查询相关信息。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种高效密集投送的智能邮递终端，其特征在于：包括机架柜体、回转式密集分隔箱体、机架底座、旋转驱动机构和控制电路；所述的机架柜体安装在机架底座上，所述的回转式密集分隔箱体通过旋转驱动机构安装在机架底座上并设置在机架柜体内，该回转式密集分隔箱体由多层密集匣体构成，在机架柜体前面板上从上至下设有与密集匣体层数相同的多个柜门，每个柜门的开关由安装在机架柜体上的电控锁控制，在机架柜体的前面板上还设有人机交互装置、RFID阅读器；所述的控制电路安装在底座内并与旋转驱动机构、人机交互装置、RFID阅读器、电控锁相连接实现相应的控制功能；

所述的控制电路包括中央处理器、DC-DC电源模块、LCD显示屏、RFID阅读器、按键阵列、电控锁模块、电机转动检测模块、EEPROM、DC48V电源模块和电机驱动器；中央处理器与LCD显示屏、按键阵列、RFID阅读器、电控锁、电机转动检测模块、EEPROM、电机驱动器相连接实现相应的控制功能，电机驱动器与旋转驱动机构相连接，电控锁模块与电控锁相连接，DC48V电源模块与电机驱动器相连接为旋转驱动机构提供电源，DC-DC电源模块与控制电路中的其他模块相连接为其供电；

所述的旋转驱动机构为下述两种结构之一：

一种旋转驱动机构包括步进电机、减速箱和旋转轴，旋转轴垂直固装在回转式密集分隔箱体中部，旋转轴的底部通过减速箱与步进电机相连接，步进电机通过减速箱以轴驱动形式对回转式密集分隔箱体进行旋转定位；另一种旋转驱动机构包括步进电机、减速箱和齿轮盘，齿轮盘安装在回转式密集分隔箱体底部或顶部，步进电机和减速箱以齿轮驱动形式对回转式密集分隔箱体进行旋转定位。

2.根据权利要求1所述的一种高效密集投送的智能邮递终端，其特征在于：所述的回转式密集分隔箱体由按圆周等距分隔的多层密集匣体构成。

3.根据权利要求1所述的一种高效密集投送的智能邮递终端，其特征在于：所述机架柜体的前面板上还设有LCD显示屏和按键。

4.根据权利要求1所述的一种高效密集投送的智能邮递终端，其特征在于：所述的人机交互装置为触摸屏，或者为实体门牌号按键阵列。

5.根据权利要求1所述的一种高效密集投送的智能邮递终端，其特征在于：所述中央处理器还连接一RS485模块，该RS485模块与上位机及DC-DC电源模块相连接。

6.根据权利要求1所述的一种高效密集投送的智能邮递终端，其特征在于：所述的按键阵列由多个按键和双色LED灯组成，其驱动电路采用多片CH451驱动，中央处理器通过SPI同步串口读取多片CH451级联后的键值，并通过CH451控制LED阵列的颜色。

7.根据权利要求1所述的一种高效密集投送的智能邮递终端，其特征在于：所述电机转动检测模块由红外线对射传感器及运算放大器电路组成。

8.根据权利要求5所述的一种高效密集投送的智能邮递终端，其特征在于：所述的中央处理器通过UART接口与RS485模块相连接，该模块采用串行差分方式与上位机进行通信。