CN105223627B - 一种柜子及其储物检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柜子及其储物检测方法，通过将控制电路板、储物检测装置和LED照明灯条集成到电控锁中，省去所有的连接线缆，仅保留一根通讯总线电缆与主机连接，大大简化了柜子的布线安装及维护操作。另外，通过将RGB三色灯和光线传感器设置在柜格内的同一侧，利用三种颜色的光在柜格内部反射后的亮度变化来综合判断柜格内是否有物体，不仅简化安装布线，大幅降低误判率，而且安装和使用方便，故障率低，维护成本低，使用寿命长，可适用于各种物体的检测，具有结构简单、经济实用、检测准确、适用范围广、使用寿命长等多重优点。

Description

一种柜子及其储物检测方法

技术领域

本发明涉及一种柜子及其储物检测方法。

背景技术

目前，市面上存在大量的储物柜，快递柜等柜子设备，每个设备中都有大量的柜格需要独立控制门的开关，并实现照明、储物检测等功能。

一般的设计中每个柜子有三个功能：门锁、红外对射储物检测，柜子照明，采用控制电路板控制各个功能单元。目前常规的柜子控制方案有2种：

方案一：如图1所示，采用1拖多的控制方案，一个控制电路板同时控制多个格子。每个格子需要4组线缆，即连接LED照明灯条的1组线缆、连接红外发射灯条的1组线缆、连接红外接收灯条的1组线缆以及连接电控锁的1组线缆，N个格子合计需要4×N组线缆，导致柜子内部的线缆束密密麻麻，生产、维护都很麻烦。

方案二：如图2所示，采用1拖1的控制方案，即每个格子都使用一个独立的控制电路板，通过通讯总线把各个控制电路板连接到主机，每个控制电路板独立控制一个柜门。相对于方案一，方案二的布线复杂度有所降低，但控制电路板与LED照明灯条、红外发射灯条、红外接收灯条和电控锁之间仍然需要大量不同的接线。

另外，传统的储物检测装置和方法，采用的是直射式红外检测，即在柜格的两侧分别设置红外发射模块和红外接收模块，当柜格中放有物体时，红外光发射器发出的红外光将被物体所遮挡，红外光接收器无法接收到红外光而判断出柜格中有物体存在。这种检测装置和方法不适用于信封等比较薄的物体，容易出现误判，且安装布线也较为复杂。专利号为CN104637187A，专利名称为“带红外检测的智能快件箱”的中国发明专利公开了一种反射式红外检测装置和方法，其不同于传统的直射式红外检测装置和方法，而是将红外发射模块和红外接收模块设置在格子的同一侧，红外接收模块接收到经物体反射回来的红外发射模块发射出的红外线，即判断为有物体。该专利公开的装置和方法虽然简化了安装布线，但仍然存在以下缺陷：

1、安装时必须调整好红外发射模块的发射角度以及发射功率(距离)，确保在柜格内没有物体时，红外发射模块发射的红外光经对侧的柜格内壁反射后不会被红外接收模块接收到，而柜格内有物体时，红外光可以被物体准确反射到红外接收模块上，因此，安装难度大，使用不方便；

2、使用过程中必须严格保持红外发射模块的前端球面形发射部分既不能存在脏垢之类的污染物，更不能受到摩擦损伤，否则，从管芯发出的红外光将产生反射及散射现象，直接影响到红外光的传播，进而产生误判，因此维护难度大，误判现象时有发生，产品报废率高；

3、红外发射管必须与红外接收管严格配对使用，否则将影响检测的灵敏度，甚至造成失灵，因此，当红外发射管发生故障或损坏时不可随意更换，更换难度大，更换成本高；

4、红外发射管的辐射红外光波长一旦发生变化，将直接影响检测的灵敏度甚至造成失灵，因此红外发射管的使用寿命短，报废率高，更换频繁；

5、当物体表面的红外光吸收率较高时，上述装置和方法的检测准确率将大打折扣。

因此，上述装置和方法虽然简化了安装布线，但仍然存在较高的误判率，且安装和使用不便，维护成本高，使用寿命短，适用范围窄。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种便于安装布线、误判率低的柜子及其储物检测方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案一为：

一种柜子，包括柜格和一体式电控锁，所述一体式电控锁安装在柜格上，所述一体式电控锁包括壳体，壳体内设有电磁锁扣单元、控制电路板、LED照明灯条、储物检测装置和通讯总线接口，所述储物检测装置包括RGB三色灯和光线传感器，所述RGB三色灯和光线传感器位于壳体朝向柜格内的一侧，所述电磁锁扣单元、LED照明灯条、RGB三色灯、光线传感器和通讯总线接口分别与控制电路板电连接，所述壳体和柜格上对应于LED照明灯条、RGB三色灯和光线传感器的位置分别开设有出光孔。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案二为：

一种储物检测方法，包括：

在柜格内的同一侧安装RGB三色灯和光线传感器，RGB三色灯和光线传感器分别与控制电路板电连接；

将柜格内部清空，控制电路板控制RGB三色灯依次发射红、蓝、绿三种颜色的光，光线传感器分别测量上述三种颜色的光在柜格内部反射后的亮度并作为基准值存储在控制电路板中；

控制电路板继续控制RGB三色灯依次发射红、蓝、绿三种颜色的光，光线传感器继续分别测量上述三种颜色的光在柜格内部反射后的亮度并与基准值进行比较，当至少一种颜色的光的亮度发生变化或变化超过预设值时，即判断为有物体。

本发明的有益效果在于：

(1)通过将控制电路板、储物检测装置和LED照明灯条集成到电控锁中，省去所有的连接线缆，仅保留一根通讯总线电缆与主机连接，大大简化了储物柜的布线安装及维护操作。

(2)通过将RGB三色灯和光线传感器设置在柜格内的同一侧，利用三种颜色的光在柜格内部反射后的亮度变化来综合判断柜格内是否有物体，不仅简化安装布线，大幅降低误判率，而且安装和使用方便，故障率低，维护成本低，使用寿命长，可适用于各种物体的检测，具有结构简单、经济实用、检测准确、适用范围广、使用寿命长等多重优点。

附图说明

图1所示为本发明柜子的柜格内部结构示意图。

图2所示为图1中的一体式电控锁的结构示意图。

图3所示为图1中的一体式电控锁的模块示意图。

图4所示为图1中的一体式电控锁的开锁电路示意图。

图5所示为本发明柜子的布线示意图。

标号说明：

1-柜格；2-一体式电控锁；3-通讯总线电缆；4-主机；20-壳体；21-电磁锁扣单元；22-控制电路板；23-LED照明灯条；24-储物检测装置；25-通讯总线接口；26-蓄能电容；30-升压充电电路；210-电磁铁；211-电源驱动开关；240-RGB三色灯；241-光线传感器。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：1、将控制电路板、储物检测装置和LED照明灯条集成到电控锁中，省去所有的连接线缆，仅保留一根通讯总线电缆与主机连接，大大简化了储物柜的布线安装及维护操作；2、将RGB三色灯和光线传感器设置在柜格内的同一侧，利用三种颜色的光在柜格内部反射后的亮度变化来综合判断柜格内是否有物体，从而简化安装布线，大幅降低误判率。

具体的，请参照图1至图5所示，本发明实施方式的柜子，包括柜格1和一体式电控锁2，所述一体式电控锁2安装在柜格1上，所述一体式电控锁2包括壳体20，壳体20内设有电磁锁扣单元21、控制电路板22、LED照明灯条23、储物检测装置24和通讯总线接口25，所述储物检测装置24包括RGB三色灯240和光线传感器241，所述RGB三色灯240和光线传感器241位于壳体20朝向柜格1内的一侧，所述电磁锁扣单元21、LED照明灯条23、RGB三色灯240、光线传感器241和通讯总线接口25分别与控制电路板22电连接，所述壳体20和柜格1上对应于LED照明灯条23、RGB三色灯240和光线传感器241的位置分别开设有出光孔。

安装时，如图5所示，每个柜格1上的一体式电控锁2通过通讯总线接口25与通讯总线电缆3连接，通讯总线电缆3与主机4连接。

本发明实施方式的储物检测方法，包括：

在柜格1内的同一侧安装RGB三色灯240和光线传感器241，RGB三色灯240和光线传感器241分别与控制电路板22电连接；

将柜格1内部清空，控制电路板22控制RGB三色灯240依次发射红、蓝、绿三种颜色的光，光线传感器241分别测量上述三种颜色的光在柜格1内部反射后的亮度并作为基准值存储在控制电路板22中；

控制电路板22继续控制RGB三色灯240依次发射红、蓝、绿三种颜色的光，光线传感器241继续分别测量上述三种颜色的光在柜格1内部反射后的亮度并与基准值进行比较，当至少一种颜色的光的亮度发生变化或变化超过预设值时，即判断为有物体。

本发明采用RGB三色灯240对柜格1内部进行照明，然后使用光线传感器241测量柜格1内部反射的光线亮度。柜格1内部空闲和有物体两种状态下，测量到的光线亮度会产生不一致，通过这个不一致可以判断出内部是否有物体。具体实现原理如下：

RGB三色灯240顺序发射红、绿、蓝三种颜色的光，照射在柜格1中，然后使用光线传感器241测量不同颜色的光在柜格1内部反射后的亮度。

将柜格1内部清空，测量三种颜色的光的亮度，作为一个基准值。

当有物体放入柜格1后，由于物体的质地，包装颜色和柜格1内部存在不同，对不同颜色的光线的反射效果也不一致。此时，测量出的三种颜色的光的反射亮度会有所变化，通过这个变化，就可以判断出柜格1内部是否存在物体。

本发明相比现有的直射式红外检测和反射式红外检测，具有以下明显的优点：

1、RGB三色灯240和光线传感器241设置在柜格1内部的同一侧，可以大大简化安装布线；

2、以光线传感器241接收到的三种颜色的光的亮度与基准值相比是否有变化或变化是否超过预设值来综合判断柜格1内是否有物体，无需考虑RGB三色灯240的发射角度以及发射功率，安装和使用十分方便；

3、即使RGB三色灯240的发光表面在使用过程中受到污染或摩擦损伤，只要不影响RGB三色灯240发光，在检测前重新校对基准值即可正常检测，即，将柜格1内部清空后，由光线传感器241分别测量三种颜色的光在柜格1内部反射后的亮度作为基准值后再进行检测。因此维护成本低，使用寿命长，误判率低；

4、RGB三色灯240发生故障时可随意更换，不存在是否与光线传感器241匹配的问题，因此便于维修和更换，成本低；

5、当RGB三色灯240的发光强度随着使用时间的延长而发生衰减时，无需进行更换，只要在检测前重新校对基准值即可正常检测，因此使用寿命长，利用率高；

6、利用三种颜色的光在柜格1内部反射后的亮度变化进行综合判断，即使物体表面对某一种颜色的光具有较强的反射率或吸收率，也可以通过其他二种颜色的反射光的亮度变化综合判断出是否有物体，从而大大降低误判率，可适用于各种物体的检测；

7、即使RGB三色灯240发生故障而只能发射一种或两种颜色的光，也可以通过这一种或两种颜色的光的亮度变化判断出是否有物体，从而提高RGB三色灯240的利用率，降低产品故障率和误判率。

8、RGB三色灯240和光线传感器241相比红外检测装置，成本更低。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：

(1)通过将控制电路板、储物检测装置和LED照明灯条集成到电控锁中，省去所有的连接线缆，仅保留一根通讯总线电缆，大大简化了储物柜的生产安装及维护操作。

(2)通过将RGB三色灯和光线传感器设置在柜格内的同一侧，利用三种颜色的光在柜格内部反射后的亮度变化来综合判断柜格内是否有物体，不仅简化安装布线，大幅降低误判率，而且安装和使用方便，故障率低，维护成本低，使用寿命长，可适用于各种物体的检测，具有结构简单、经济实用、检测准确、适用范围广、使用寿命长等多重优点。

进一步的，所述壳体20内还设有蓄能电容26，所述电磁锁扣单元21的电磁铁通过蓄能电容26与控制电路板22电连接。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：与现有的由主机端远距离电源传输驱动电控锁，由于线损的原因导致大的电压降落，从而使得驱动电控锁的电压降低，导致开锁力度不够，开门不稳定相比，本发明通过在控制电路板22和电磁锁扣单元21的电磁铁210之间增设蓄能电容26，开锁时，总线供电先通过升压充电电路30将电压升压后，对蓄能电容26进行充电，然后控制电路板22通过蓄能电容26来驱动电磁铁210的电源驱动开关211，由于驱动使用的是电控锁本身内部的电容，因此可以保证一个稳定可靠的输出，可以可靠的驱动电磁铁210动作。

进一步的，根据不同的安装需要，所述RGB三色灯240和光线传感器241还可以安装在柜格1的侧壁上、搁板上或应急门一侧的侧壁上。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种柜子的储物检测方法，其特征在于，包括柜格和一体式电控锁，所述一体式电控锁安装在柜格上，所述一体式电控锁包括壳体，壳体内设有电磁锁扣单元、控制电路板、LED照明灯条、储物检测装置和通讯总线接口，所述储物检测装置包括RGB三色灯和光线传感器，所述RGB三色灯和光线传感器位于壳体朝向柜格内的一侧，所述电磁锁扣单元、LED照明灯条、RGB三色灯、光线传感器和通讯总线接口分别与控制电路板电连接，所述壳体和柜格上对应于LED照明灯条、RGB三色灯和光线传感器的位置分别开设有出光孔，

所述储物检测方法包括：

在柜格内的同一侧安装RGB三色灯和光线传感器，RGB三色灯和光线传感器分别与控制电路板电连接；

将柜格内部清空，控制电路板控制RGB三色灯依次发射红、蓝、绿三种颜色的光，光线传感器分别测量上述三种颜色的光在柜格内部反射后的亮度并作为基准值存储在控制电路板中；

控制电路板继续控制RGB三色灯依次发射红、蓝、绿三种颜色的光，光线传感器继续分别测量上述三种颜色的光在柜格内部反射后的亮度并与基准值进行比较，当至少一种颜色的光的亮度发生变化或变化超过预设值时，即判断为有物体。

2.根据权利要求1所述的储物检测方法，其特征在于：所述柜格的柜门上设有电控锁，所述RGB三色灯、光线传感器和控制电路板集成于电控锁上。

3.根据权利要求1所述的储物检测方法，其特征在于：所述RGB三色灯和光线传感器安装在柜格的侧壁上。

4.根据权利要求1所述的储物检测方法，其特征在于：所述RGB三色灯和光线传感器安装在柜格的搁板上。

5.根据权利要求1所述的储物检测方法，其特征在于：所述RGB三色灯和光线传感器安装在应急门一侧的侧壁上。