CN104992499A - 一种基于物联网技术的智能自动售货机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网技术的智能自动售货机，包括：一主控系统；至少一用于存放粘贴有RFID标签的商品的货柜，每一货柜上设置有一与主控系统连接的货柜门，每一货柜内安装有一RFID天线；一与主控系统连接且通过每一RFID天线读取存放在每一货柜内的所有商品的RFID标签的信息的RFID读写器；以及一与主控系统连接的收银系统；还包括一外围封闭结构，外围封闭结构至少将每一货柜和收银系统包纳在其内且其内形成有一供顾客选购商品的活动区域，外围封闭结构设置有一安装有一与主控系统的第一电子锁且与所述活动区域连通的通行门。本发明设置有外围封闭结构，不仅能够确保顾客付款后才能离开，而且也有助于保护顾客购物的隐私。

Description

一种基于物联网技术的智能自动售货机

技术领域

本发明涉及自动售货机技术领域，尤其涉及一种基于物联网技术的智能自动售货机。

背景技术

目前，自动售货机在全球已经是十分普及，机场，学校，车站等地方随处可见自动售货机的身影。自动售货机的发展是围绕着其核心技术“货币识别技术”的演进而展开的，最开始只能识别硬币，由于采用物理手段，识别效率低；近代自动售货机初步能够识别纸币了；现代自动售货机运用控制论、系统论和信息论等现代科学理论的最新成果，并且集成电子技术、传感技术、精密机械制造技术、计算机技术、通讯技术、网络技术于二体的高科技产品。除了能够有传统硬纸币识别外，还实现了对各种形式电子货币的识别，并逐步过渡到利用信用卡和无线移动工具等进行结算，使自助结算手段更加简便快捷。

自动售货机虽然在支付手段上有突破，但自动售货机在顾客购买商品后仍需借助一机械机构将商品传送出售货机，一旦该机械机构发生故障，自动售货机便无法正常工作，如果该机械机构上的故障不能被及时发现并排除，将会严重影响自动售货机的营销额，而且该机械机构上的故障如果不能及时消除，甚至会对整个自动售货机的系统造成不良影响。另外，顾客在现有的自动售货机选购商品之前只能通过观察窗口看到商品的样品或者商品图片，无法直观地选择，一旦拿到商品后则无法再更改选择，这样给顾客的购物造成诸多不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：针对现有的自动售货机存在的不足而提供一种能够允许顾客打开货柜门直观地挑选商品，获得良好的购物体验，同时也能够保护顾客购物隐私的直选式智能自动售货机。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种基于物联网技术的智能自动售货机，包括：

一主控系统；

至少一用于存放粘贴有RFID标签的商品的货柜，每一货柜上设置有一与所述主控系统连接并由所述主控系统控制其打开或者关闭的货柜门，每一货柜内安装有一RFID天线；

一与所述主控系统连接且通过每一RFID天线读取存放在每一货柜内的所有商品的RFID标签的信息的RFID读写器；以及

一与所述主控系统连接的收银系统；其特征在于，

还包括一外围封闭结构，所述外围封闭结构至少将每一货柜和收银系统包纳在其内且其内形成有一供顾客选购商品的活动区域，所述外围封闭结构设置有一安装有一与所述主控系统的第一电子锁且与所述活动区域连通的通行门；当至少有一货柜的货柜门处于打开状态时，或者至少有一货柜内的商品被取出且未完成付款操作时，所述主控系统控制所述第一电子锁切换至锁紧状态以将所述外围封闭结构的通行门锁紧。

在本发明的一个优选实施例中，每一货柜的货柜门上还设置有一与所述主控系统连接并由所述主控系统控制其在锁紧状态或者解锁状态之间切换的第二电子锁；当所述主控系统获知顾客需要打开任一货柜的货柜门时，所述主控系统控制所述第二电子锁切换至解锁状态；当所述主控系统获知顾客选好商品并取出所述货柜时，所述主控系统控制所述第二电子锁切换至锁紧状态。

在本发明的一个优选实施例中，所述外围封闭结构内的活动区域至多允许两个人活动。

在本发明的一个优选实施例中，所述天线安装在所述货柜的腔体的内壁上。

在本发明的一个优选实施例中，每一货柜的货柜门上设置有一信号屏蔽网。

本发明的一个优选实施例中，所述主控系统包括单片机、电源、若干光耦合器以及若干继电器，所述单片机包括中央处理器、存储单元、电源接口以及信号输入接口和若干信号输出接口，所述单片机的电源接口与所述电源连接，所述单片机的信号输入接口与所述RFID阅读器连接，所述单片机的每一信号输出接口分别依次通过与之相对应的光耦合器和继电器与设置在与之对应的货柜门上的用于执行该货柜门打开或者关闭操作的执行机构连接。

在发明的一个优选实施例中，所述主控系统还包括一上位机，所述上位机与所述单片机连接。

在本发明的一个优选实施例中，还包括一与所述主控系统连接的用于接收由所述主控系统判断出的所述货柜内被取走的商品的RFID标签的信息以及总价格信息并对该RFID标签的信息和总价格信息进行显示的电子显示屏。

在本发明的一个优选实施例中，还包括一与所述主控系统连接的用于接收由所述主控系统传来的发票信息并对该发票信息进行打印的发票打印机。

在本发明的一个优选实施例中，所述收银系统支持现金支付方式和电子支付方式。

在本发明的一个优选实施例中，所述电子支付方式包括银行卡支付、微信支付、支付宝支付、闪付以及会员卡支付。

在本发明的一个优选实施例中，还包括一与所述主控系统连接的通信模块，所述主控系统通过该通信模块与远程服务器通信，便于远程管理货柜。

在本发明的一个优选实施例中，还包括一与所述主控系统连接的报警装置，当出现门锁故障或付款故障时，顾客可通过触动该报警装置与后台管理系统联系，后台管理系统可远程对故障进行检查维护。

本发明的自动售货机的工作原理如下：

当顾客需要在本发明的自动售货机购物时，首先通过外围封闭结构的通行门进入外围封闭结构内的活动区域，此时外围封闭结构的通行门的第一电子锁处于解锁状态，顾客可以自由进出，而此时每一货柜的货柜门处于关闭状态；当主控系统获知顾客要打开任一货柜的货柜门进行挑选该货柜内的商品时，主控系统一方面控制该货柜的货柜门打开和控制外围封闭结构的通行门的第一电子锁切换至锁紧状态，另一方面控制RFID读写器对每一货柜内的所有商品的RFID标签的信息进行第一次读取，并将该第一次读取信息存储；当顾客选购好的商品并将其选购好的商品取出该货柜后，主控系统一方面控制该货柜的货柜门关闭，另一方面控制RFID读写器对每一货柜内的所有商品的RFID标签的信息进行第二次读取，并该第二次读取信息存储，此时外围封闭结构的通行门的第一电子锁仍然处于锁紧状态；然后主控系统将所述第一次读取信息与第二次读取信息进行对比并判断出该货柜内被取走的商品，再将被取走的商品的总价格信息传送至收银系统，顾客通过收银系统进行付款；付款后，主控系统控制外围封闭结构的通行门的第一电子锁切换至解锁状态，顾客即可离开该外围封闭结构，完成整个自助购物。

由于采用了如上的技术方案，本发明的有益效果在于：

1、本发明的自动售货机设置有外围封闭结构，不仅能够确保顾客付款后才能离开，而且也有助于保护顾客购物的隐私；

2、本发明的自动售货机上设置有可控的货柜门，顾客可通过打开货柜门，直接挑选存放于货柜内的商品，顾客可以触摸到货柜内的商品和查看商品的外包装上的信息，这样更加便于顾客选购商品，使得顾客获得良好的购物体验；

3、与传统的自动售货机相比，本发明的自动售货机不再需要设置复杂的传送商品的机械结构，避免了因该机械结构出现机械故障而导致售货机无法正常工作的情况，降低了售货机的机械故障率，使得售货机运行更加稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的实施1的结构示意图。

图2是本发明的实施例1的主控系统的结构示意图。

图3是本发明的实施2的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例1

参见图1和图2，本发明的一种基于物联网技术的智能自动售货机包括主控系统100、货柜200、RFID读写器300、收银系统400以及外围封闭结构500，其中主控系统100、RFID读写器300以及收银系统400可以集成于货柜200内，当然也可以单独设置。

主控系统100作为自动售货机的中枢，负责自动售货机整个系统的协调与管理。主控系统100包括单片机110、电源120、光耦合器130以及继电器140。单片机110包括用于处理数据信号的中央处理器、用于存储数据的存储单元、电源接口以及用于接收数据信息号的信号输入接口和用于输出数据信号的信号输出接口。单片机110的电源接口与电源120连接，并由该电源120进行供电。在本实施例中，单片机110还可以采用微电脑代替。

主控系统100还包括一上位机150，上位机150与单片机110连接，其可以执行单片机110的部分功能，如复杂的数据处理等。在本实施例中，上位机150为电脑。

货柜200内构成一腔体，货柜200的腔体内存放着各式各样的商品，每一商品上均粘贴有RFID标签，RFID标签内存储有商品信息，商品信息包括商品名称、商品价格、产地、重量、生产日期、保质期、生产厂商等一些涉及商品本身特性的信息，当然还可以包括商品的含糖量、适宜人群、使用注意事项等一些与安全健康有关的信息。

货柜200上设置有一货柜门210，货柜门210与主控系统100连接，并且由主控系统100控制其打开或者关闭，具体地，主控系统100的单片机110的信号输出接口依次通过光耦合器130和继电器140与设置在货柜门210上的用于执行货柜门210打开或者关闭操作的执行机构211连接。

货柜200内安装有一RFID天线220，RFID天线220安装在货柜200的腔体的内壁上。

货柜门210上设置有一信号屏蔽网(图中未示出)，这样就能保证当商品被取出货柜200后，货柜200内的RFID天线220不再能读取被取出的商品上的RFID标签。

此外，货柜门210上设置有一用于打开货柜门210或关闭货柜门210的把手，该把手上设置有一感应装置，例如感应装置为电容式传感器，当顾客的手捂住把手时，触碰到设置在把手上的电容式传感器，此时电容式传感器感应到电容变化，与此同时传递给主控系统100一个信号，让主控系统100获知到顾客需要打开货柜门210选购货柜200内的商品。当然，感应装置还可以为压力传感器、红外线传感器等，具体实现方法属于常规技术，在许多领域特别是汽车门上有较多的应用，在此就不一一赘述。

同样地，主控系统100也能够获知顾客选购好所需要商品并将该商品取出货柜200，其与上述的主控系统100获知顾客需要打开货柜门210选购货柜200内的商品的方式大致相同，即当顾客选购好所需要商品并将该商品取出货柜200后，顾客通过设置在货柜门210上的把手来关闭货柜门210，此时触碰到设置在把手上的感应装置，该感应装置感应到变化，即给主控系统100一个信号，让其获知顾客选购好所需要商品并将该商品取出货柜200的信息。

货柜200的货柜门210上还设置有一与主控系统100连接并由主控系统100控制其在锁紧状态或者解锁状态之间切换的第二电子锁230。当主控系统100获知顾客需要打开货柜200的货柜门210时，主控系统100控制第二电子锁切230换至解锁状态，便于货柜门210被打开；当主控系统100获知顾客选好商品并取出货柜200时，主控系统100控制第二电子锁切230换至锁紧状态，用以锁紧货柜门210。

在本实施例中，货柜200可以为普通的售货机柜体，又或者为冰箱或冰柜。

RFID读写器300与主控系统100连接，具体地，RFID读写器300与主控系统100的单片机110的信号输入接口连接，RFID读写器300通过安装在货柜200内的RFID天线220读取存放在货柜200内的所有商品的RFID标签的信息，并将其采集到的该RFID标签的信息传送至主控系统100进行处理。

RFID读写器300读取RFID标签的信息的原理如下：主控系统100控制RFID读写器300向RFID天线220发出读取指令，RFID天线220接收到该读取指令后发出读取信号至货柜200内的商品的RFID标签，RFID标签识别到该读取信号并返回RFID标签信息的信号，RFID天线220接收到RFID标签返回的信号并将该RFID标签返回的信号传送至RFID读写器300内，RFID读写器300继而将接收到RFID标签返回的信号处理成信息数据后传回主控系统100，完成一次读取操作。

收银系统400与主控系统100连接，具体地，收银系统400与主控系统100的单片机110连接，当然，收银系统400也可以与主控系统100的上位机150连接。顾客选购商品后可通过该收银系统400进行付款操作，收银系统400支持现金支付方式和电子支付方式，其中，电子支付方式包括银行卡支付、微信支付、支付宝支付、闪付以及会员卡支付。

外围封闭结构500将主控系统100、货柜200、RFID读写器300以及收银系统400包纳在其内，并且外围封闭结构500的内部构成有一供顾客选购商品的活动区域510，该活动区域510至多允许两个人活动，即同时进入到外围封闭结构500内进行选购商品的人数不得超过两人，这样能够有助于保护顾客购物的隐私。外围封闭结构500设置有一通行门520，通行门520安装有一与主控系统100连接的第一电子锁530，主控系统100可以控制该第一电子锁530在锁紧状态和解锁状态之间切换。顾客可以通过该通行门520进入外围封闭结构500的活动区域510内。当货柜200的货柜门210处于打开状态时，又或者货柜200内的商品被取出且未完成付款操作时，主控系统100控制通行门520上的第一电子锁530切换至锁紧状态，用以将通行门520锁紧，确保顾客付款后才能离开。

本发明的自动售货机的工作原理如下：

当顾客需要在本发明的自动售货机购物时，首先通过外围封闭结构500的通行门520进入外围封闭结构500内的活动区域510，此时外围封闭结构500的通行门520的第一电子锁530处于解锁状态，顾客可以自由进出，而此时货柜200的货柜门210处于关闭状态，且货柜门210上的第二电子锁230处于锁紧状态。

当顾客打开货柜200的货柜门210进行挑选货柜200内的商品时，主控系统一方面控制货柜200的货柜门210上的第二电子锁230切换至解锁状态并控制货柜门210打开，与此同时将外围封闭结构500的通行门520的第一电子锁530切换至锁紧状态，另一方面控制RFID读写器300通过安装在货柜200内的RFID天线220对货柜200内的所有商品的RFID标签的信息进行第一次读取，并将该第一次读取信息存储在主控系统100的单片机110的存储单元内。

当顾客选购好商品并取出货柜200后，主控系统100一方面控制货柜200的货柜门210关闭并控制货柜门210上的第二电子锁230切换至锁紧状态以将货柜门210锁紧，另一方面控制RFID读写器300通过安装在货柜200内的RFID天线220对货柜200内的所有商品的RFID标签的信息进行第二次读取，并该第二次读取信息存储在主控系统100的单片机110的存储单元内，此时外围封闭结构500的通行门520上的第一电子锁530仍然处于锁紧状态。

与此同时，主控系统100将第一次读取信息与第二次读取信息进行对比并判断货柜200内的商品是否被取出，如果是，则根据第一次读取信息与第二次读取信息进行对比结果判断出货柜200内的哪些商品被取出，并根据被取出的商品计算出总价格，然后将该总价格信息传送至收银系统400，顾客便可通过收银系统400进行付款，待顾客付款完毕后，主控系统100控制外围封闭结构500的通行门520上的第一电子锁530切换至解锁状态，顾客即可离开外围封闭结构500，完成整个自助购物；如果否，主控系统100则控制外围封闭结构500的通行门520上的第一电子锁530切换至解锁状态，顾客可通过通行门520离开外围封闭结构500。

本发明的基于物联网技术的智能自动售货机还包括一电子显示屏600，该电子显示屏600可以集成于货柜200内，又或者设置在货柜200外，但需要保证其在外围封闭结构500的活动区域510内。电子显示屏600与主控系统100连接，具体地，该电子显示屏600与主控系统100的单片机110连接。当顾客选购商品完毕后，电子显示屏600接收由主控系统100判断出的货柜200内被取走的商品的RFID标签的信息以及总价格信息，并将该RFID标签的信息以及总价格信息进行显示，便于顾客进行核对。

本发明的基于物联网技术的智能自动售货机还包括一发票打印机700，该发票打印机700可以集成于货柜200内，又或者设置在货柜200外，但需要保证其在外围封闭结构500的活动区域510内。发票打印机700与主控系统100连接，具体地，该发票打印机700与主控系统100的单片机110连接。当顾客选购商品完毕后，主控系统100将顾客选购的商品的发票信息发送至发票打印机700中，顾客可选择性地通过发票打印机700进行自助打印发票。

本发明的基于物联网技术的智能自动售货机还包括一与主控系统100连接的通信模块800，具体地，该通信模块800可以与主控系统100的单片机110连接，又或者与主控系统100的上位机150连接。当然，该通信模块800可以集成于货柜200内，又或者设置在货柜200外，但需要保证其在外围封闭结构500的活动区域510内。主控系统100通过通信模块800与后台管理系统1000连接，通过后台管理系统1000可以管理海量的自动售货机，能够随时掌握每台自动售货机中的商品信息，以便于及时补货和处理过期品等。

本发明的基于物联网技术的智能自动售货机还包括一与主控系统100连接的报警装置900，具体地，该报警装置900可以与主控系统100的单片机110连接，又或者与主控系统100的上位机150连接。当然，该报警装置900可以集成于货柜200内，又或者设置在货柜200外，但需要保证其在外围封闭结构500的活动区域510内。当出现门锁故障或付款故障时，顾客可通过触动该报警装置900与后台管理系统1000联系，后台管理系统1000可远程对故障进行检查维护。

另外，本发明的自动售货机采用如下补货方式：

粘贴在商品上的RFID标签需进行特殊授权，即商品放入货柜200内时，主控系统100会控制RFID读写器300对放入货柜200内的商品上的RFID标签的信息进行读取，并判断其上粘贴的RFID标签是否为经特殊授权的标签，如果是，则将放入货柜200内的商品纳入主控系统100的商品管理模块内，否则，主控系统100便会发出不允许纳入货柜200内的指令。

实施例2

本实施例的结构与实施例1的结构大致相同，其区别在于：参见图3，本实施例的自动售货机包括多台货柜200a，每一货柜200a的结构与实施例1的结构相同，每一货柜200a的控制方式与实施例1的控制方式也相同。

当至少有一货柜200a的货柜门210a处于打开状态时，又或者至少有一货柜200内的商品被取出且未完成付款操作时，主控系统100控制通行门520上的第一电子锁530切换至锁紧状态，用以将通行门520锁紧，确保顾客付款后才能离开。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (13)

1.一种基于物联网技术的智能自动售货机，包括：

一主控系统；

至少一用于存放粘贴有RFID标签的商品的货柜，每一货柜上设置有一与所述主控系统连接并由所述主控系统控制其打开或者关闭的货柜门，每一货柜内安装有一RFID天线；

一与所述主控系统连接且通过每一RFID天线读取存放在每一货柜内的所有商品的RFID标签的信息的RFID读写器；以及

一与所述主控系统连接的收银系统；其特征在于，

还包括一外围封闭结构，所述外围封闭结构至少将每一货柜和收银系统包纳在其内且其内形成有一供顾客选购商品的活动区域，所述外围封闭结构设置有一安装有一与所述主控系统的第一电子锁且与所述活动区域连通的通行门；当至少有一货柜的货柜门处于打开状态时，或者至少有一货柜内的商品被取出且未完成付款操作时，所述主控系统控制所述第一电子锁切换至锁紧状态以将所述外围封闭结构的通行门锁紧。

2.如权利要求1所述的基于物联网技术的智能自动售货机，其特征在于，每一货柜的货柜门上还设置有一与所述主控系统连接并由所述主控系统控制其在锁紧状态或者解锁状态之间切换的第二电子锁；当所述主控系统获知顾客需要打开任一货柜的货柜门时，所述主控系统控制所述第二电子锁切换至解锁状态；当所述主控系统获知顾客选好商品并取出所述货柜时，所述主控系统控制所述第二电子锁切换至锁紧状态。

3.如权利要求1所述的基于物联网技术的智能自动售货机，其特征在于，所述外围封闭结构内的活动区域至多允许两个人活动。

4.如权利要求1所述的基于物联网技术的智能自动售货机，其特征在于，所述天线安装在所述货柜的腔体的内壁上。

5.如权利要求1所述的基于物联网技术的智能自动售货机，其特征在于，每一货柜的货柜门上设置有一信号屏蔽网。

6.如权利要求1所述的基于物联网技术的智能自动售货机，其特征在于，所述主控系统包括单片机、电源、若干光耦合器以及若干继电器，所述单片机包括中央处理器、存储单元、电源接口以及信号输入接口和若干信号输出接口，所述单片机的电源接口与所述电源连接，所述单片机的信号输入接口与所述RFID阅读器连接，所述单片机的每一信号输出接口分别依次通过与之相对应的光耦合器和继电器与设置在与之对应的货柜门上的用于执行该货柜门打开或者关闭操作的执行机构连接。

7.如权利要求6所述的基于物联网技术的智能自动售货机，其特征在于，所述主控系统还包括一上位机，所述上位机与所述单片机连接。

8.如权利要求1所述的基于物联网技术的智能自动售货机，其特征在于，还包括一与所述主控系统连接的用于接收由所述主控系统判断出的所述货柜内被取走的商品的RFID标签的信息以及总价格信息并对该RFID标签的信息和总价格信息进行显示的电子显示屏。

9.如权利要求1所述的基于物联网技术的智能自动售货机，其特征在于，还包括一与所述主控系统连接的用于接收由所述主控系统传来的发票信息并对该发票信息进行打印的发票打印机。

10.如权利要求1所述的基于物联网技术的智能自动售货机，其特征在于，所述收银系统支持现金支付方式和电子支付方式。

11.如权利要求10所述的基于物联网技术的智能自动售货机，其特征在于，所述电子支付方式包括银行卡支付、微信支付、支付宝支付、闪付以及会员卡支付。

12.如权利要求1所述的基于物联网技术的智能自动售货机，其特征在于，还包括一与所述主控系统连接的通信模块，所述主控系统通过该通信模块与远程服务器通信，便于远程管理货柜。

13.如权利要求1所述的基于物联网技术的智能自动售货机，其特征在于，还包括一与所述主控系统连接的报警装置，当出现门锁故障或付款故障时，顾客可通过触动该报警装置与后台管理系统联系，后台管理系统可远程对故障进行检查维护。