CN106909112A - 一种基于物联网的物品楼层智慧配送系统及其配送方式 - Google Patents

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李晋
李浩然
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刘亚儒
刘卓然
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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的物品楼层智慧配送系统及其配送方式，涉及物流配送领域。该物品楼层智慧配送系统包括：智能垂直运输系统、多功能自动接收分储箱和物联网智慧调配云平台，智能垂直运输系统包括垂直运输装置、水平推送机构和主自动控制单元，多功能自动接收分储箱包括箱体结构单元和子自动控制单元；智能垂直运输系统安装于楼道间窗口外侧，多功能自动接收分储箱安装于每个楼层楼道间的窗口内侧，两者通过水平推送机构和分选式输送机构相互关联。本发明实现了物品在终端运输配送时的智慧垂直配送，配送效率高，成本低，实现了物品终端配送的智能化。

Description

一种基于物联网的物品楼层智慧配送系统及其配送方式
技术领域
本发明属于物流配送领域，具体涉及一种基于物联网的物品楼层智慧配送系统及其配送方式。
背景技术
当下，越来越多的人们热衷于网络购物和网络订餐服务，快递、外卖的“最后100米物流配送”问题随之而出；同时，对于生活在无电梯建筑物内的人，外出购物后携带大量物品不方便爬楼，尤其对于老人，更是心有余而力不足。现已有多种解决方案，比如送货上门、无人机运送以及智能机器人运送等方式，但现有方案存在劳动量大，成本高，效率低等问题。
发明内容：
本发明是为解决物品最后几百米终端配送的问题，而提出的一种基于物联网的物品智慧配送系统及其配送方式，实现了物品自动运输并保存及楼层运输的无人化与智能化，提高了物品配送效率。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
本发明的一种基于物联网的物品楼层智慧配送系统，包括智能垂直运输系统(1)、多功能自动接收分储箱(2)和物联网智慧调配云平台(3)，其特征在于：
所述的智能垂直运输系统(1)包括垂直运输装置(1-1)、水平推送机构(1-2)和主自动控制单元(1-3)，所述的多功能自动接收分储箱(2)包括箱体结构单元(2-1)和子自动控制单元(2-2)；
所述的垂直运输装置(1-1)包含一个长方体形状的物厢(1-1-1)，物厢内部设置有至少两个以上隔板，每层隔板上分别设置有相应的水平推送机构(1-2)；
所述的主自动控制单元(1-3)包括单片机主电路板(1-3-1)、人体红外感应模块(1-3-2)、信息采集模块(1-3-3)、动力源Ⅰ(1-3-4)、短距离无线通信模块Ⅰ(1-3-5)和远程无线传输模块(1-3-6)，其中，单片机主电路板(1-3-1)与人体红外感应模块(1-3-2)通过通用输出口建立连接，与信息采集模块(1-3-3)通过串行总线和通用输出口建立连接，与动力源Ⅰ(1-3-4)通过通用输出口建立连接，与短距离无线通信模块Ⅰ(1-3-5)通过串行口总线建立连接，与远程无线传输模块(1-3-6)通过串行口总线建立连接；
所述的箱体结构单元(2-1)整体呈L形结构，分为上、下两层，上层包括分选式输送机构(2-1-1)、曲柄滑块机构系(2-1-2)和公共取物平台(2-1-3)，下层包含至少三个独立存储箱(2-1-4)，其箱门外侧安装有电子密码锁(2-1-5)，其中，分选式输送机构(2-1-1)平齐于窗台平面，且与窗台留有少量空隙，公共取物平台(2-1-3)位于分选式输送机构(2-1-1)的尾部，独立存储箱(2-1-4)位于分选式输送带(2-1-1)背离墙面一侧且有少量间隙，分选式输送机构(2-1-1)靠近墙面的壁面上安装有对应于独立存储箱(2-1-4)曲柄滑块机构系(2-1-2)；
所述的子自动控制单元(2-2)包括单片机子电路板(2-2-1)、短距离无线通信模块Ⅱ(2-2-2)和动力源Ⅱ(2-2-3)，其中，单片机子电路板(2-2-1)与电子密码锁(2-1-5)通过串行总线建立连接，与短距离无线通信模块Ⅱ(2-2-2)通过串行口总线建立连接，与动力源Ⅱ(2-2-3)通过通用输出口建立连接。
所述的智能垂直运输系统(1)安装于楼道间窗口外侧，所述的多功能自动接收分储箱(2)安装于每个楼层楼道间的窗口内侧，两者通过水平推送机构(1-2)和分选式输送机构(2-1-2)相互关联；
所述的主自动控制单元(1-3)位于垂直运输装置(1-1)的底部，控制垂直运输装置(1-1)和水平推送机构(1-2)的运动；所述的子自动控制单元(2-2)位于箱体结构单元(2-1)的顶部，控制箱体结构单元(2-1)的接收、分选与存储；所述主自动控制单元(1-3)和子自动控制单元(2-2)通过短距离无线通信模块Ⅰ(1-3-5)和短距离无线通信模块Ⅱ(2-2-2)实时交互；
所述的物联网智慧调配云平台(3)由物联网、远程无线传输模块、调配平台界面和互联网服务器组成，所述的物联网由至少两组以上智能垂直运输系统(1)和多功能自动接收分储箱(2)构建而成,本平台通过神经网络算法实现物品楼层智慧配送系统的智慧调配。
具体配送方式如下：
Step1：主自动控制单元(1-3)通过信息采集模块(1-3-3)获取物品的楼层、类型及物主信息，并对信息进行处理，通过短距离无线通信模块Ⅰ(1-3-5)和短距离无线通信模块Ⅱ(2-2-2)将信息传输到子自动控制单元(2-2)；
Step2：主自动控制单元(1-3)根据得到的信息启动动力源Ⅰ(1-3-4)，使垂直运输装置(1-1)开始垂直运输，到达目的楼层等待3-5秒后，控制水平推送机构(1-2)将物品推送至分选式输送机构(2-1-1)上；
Step3：子自动控制单元(2-2)控制分选式输送机构(2-1-1)对物品进行接收，并根据信息中的物品类别进行分选，存储于独立存储箱(2-1-4)或输送至公共取物平台(2-1-3)；
Step4：当物品存储于独立存储箱(2-1-4)时，单片机子电路板(2-2-1)内部的芯片生成物品的提取密码，经由短距离无线通信模块Ⅱ(2-2-2)发送至单片机主电路板(1-3-1)，然后通过远程无线传输模块(1-3-6)将提取物品的密码传输至智慧调配云平台(3)，通过智慧调配云平台(3)把提取密码以短信方式发送到物主手机，物主可在电子密码锁(2-1-5)上输入相应密码提取物品；当物品输送至公共取物平台(2-1-3)时，物主可将物品直接取走；
Step5:当存储于独立存储箱(2-1-4)的物品在规定时间t1内无人提取时，智慧调配云平台(3)会再次将提取密码以短信方式发送至物主手机，提醒物主及时取走物品；若存储于独立存储箱(2-1-4)的物品在规定时间t2仍无人提取时，智慧调配云平台(3)将每隔一段时间t3进行提醒；若在规定时间t4内仍无人提取，智慧调配云平台(3)将通过人工进行电话提醒。
整个过程的数据信息实时经由远程无线传输模块(1-3-6)通过互联网传输到智慧调配云平台(3)；云平台服务器实时接收并记录来自单片机主电路板(1-3-1)的信息，经分析后对物品的配送系统进行智慧优化，并把一些必要的数据信息显示在云平台界面上，供物主通过手机端或PC端进行查看。
本发明的有益效果在于：
实现物品在无电梯建筑物中的智慧垂直配送，配送效率高，配送效果好，节约了大量人力、财力，紧跟我国互联网经济的快速发展步伐，实现了物品终端配送的智能化。
附图说明
图1是本发明的智慧配送系统的安置简图；
图2是本发明的垂直运输装置机械结构图；
图3是本发明的多功能自动接收分储箱设计结构图；
图4是本发明的多功能自动接收分储箱设计结构剖视图；
图5是本发明的智慧配送系统的组成结构简图；
图6是本发明的智慧配送系统的组成结构详图；
图7是本发明的智慧配送方式流程图；
图中：
智能垂直运输系统(1)，多功能自动接收分储箱(2)，物联网智慧调配云平台(3)，垂直运输装置(1-1)，水平推送机构(1-2)，主自动控制单元(1-3)，箱体结构单元(2-1)，子自动控制单元(2-2)，物厢(1-1-1)，单片机主电路板(1-3-1)，人体红外感应模块(1-3-2)，信息采集模块(1-3-3)，动力源Ⅰ(1-3-4)，短距离无线通信模块Ⅰ(1-3-5)，远程无线传输模块(1-3-6)，分选式输送机构(2-1-1)，曲柄滑块机构系(2-1-2)，公共取物平台(2-1-3)，独立存储箱(2-1-4)，电子密码锁(2-1-5)，单片机子电路板(2-2-1)，短距离无线通信模块Ⅱ(2-2-2)，动力源Ⅱ(2-2-3)。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1-7所示，本发明提供一种基于物联网的物品楼层智慧配送系统，包括智能垂直运输系统(1)、多功能自动接收分储箱(2)和物联网智慧调配云平台(3)。
所述的智能垂直运输系统(1)分为垂直运输装置(1-1)、水平推送机构(1-2)和主自动控制单元(1-3)，垂直运输装置(1-1)和水平推送机构(1-2)的运动由放置在垂直运输装置(1-1)底部的主自动控制单元(1-3)智能控制。智能垂直运输系统(1)安装于楼道间窗口外侧，其结构安全可靠，体积小巧简单，主要用于物品的垂直运输。
所述的垂直运输装置(1-1)主要包括底板、导轨、物厢(1-1-1)、支撑架、对重、曳引机、曳引轮、安全绳，物厢(1-1-1)为长方体形状，内部设置有至少两个以上隔板，不同隔板上放置运往不同楼层的物品。
所述的水平推送机构(1-2)包括挡板、平行四杆机构、机构动力源和导向槽等，水平推送机构(1-2)放置在物厢每层隔板上，控制物品的自动送出。
本发明中单片机主电路板(1-3-1)为STM系列单片机，本实例应用STM32F103ZET6单片机；单片机子电路板(2-2-1)为STC系列单片机，本实例应用STC12C5A60S2单片机。本发明装置的远程无线传输模块可为GPRS无线传输模块和WIFI无线传输模块等等；短距离无线通信模块可为NRF24I01模块和Zigbee模块等等；人体红外感应模块为HC-SR501模块。
所述的主自动控制单元(1-3)以为单片机主电路板(1-3-1)核心控制系统运行，还包括人体红外感应模块(1-3-2)、信息采集模块(1-3-3)、动力源Ⅰ(1-3-4)、短距离无线通信模块Ⅰ(1-3-5)和远程无线传输模块(1-3-6)，信息采集模块(1-3-3)可通过二维码扫描模块、独立按键或语音识别模块实现功能。其中，单片机主电路板(1-3-1)与人体红外感应模块(1-3-2)通过通用输出口建立连接，与二维码扫描模块通过串行口总线建立连接，与独立按键通过建立连接，与语音识别模块通过串行总线建立连接，与动力源Ⅰ(1-3-4)通过通用输出口建立连接，与短距离无线通信模块Ⅰ(1-3-5)通过串行口总线建立连接，与远程无线传输模块(1-3-6)通过串行口总线建立连接。
所述的多功能自动接收分储箱(2)分为箱体结构单元(2-1)和子自动控制单元(2-2)，箱体结构单元(2-1)的接收、分选与存储由位于箱体结构单元(2-1)顶部的子自动控制单元(2-2)控制。多功能自动接收分储箱(2)安装于每个楼层楼道间的窗口内侧，与智能垂直运输系统(1)通过水平推送机构(1-2)和分选式输送机构(2-1-2)相互联系；
所述的箱体结构单元(2-1)整体呈L形结构，分为上、下两层，上层包括分选式输送机构(2-1-1)、曲柄滑块机构系(2-1-2)和公共取物平台(2-1-3)，下层包含至少三个独立存储箱(2-1-4)，其箱门外侧安装有电子密码锁(2-1-5)，其中，分选式输送机构(2-1-1)平齐于窗台平面，且与窗台留有少量空隙，公共取物平台(2-1-3)位于分选式输送机构(2-1-1)的尾部，独立存储箱(2-1-4)位于分选式输送带(2-1-1)背离墙面一侧且有少量间隙，分选式输送机构(2-1-1)靠近墙面的壁面上安装有对应于独立存储箱(2-1-4)的曲柄滑块机构系(2-1-2)；
所述的分选式输送机构(2-1-1)包括分选输送带、分选控制器、分选推送机构，分选输送带接收来自垂直运输机构的物品，然后由分选控制器接收子控制单元的信号，对分选推送机构进行控制，达到对物品的接收分选的功能。
所述的独立存储箱(2-1-4)接收分选推送机构送来的物品，进行保存，通过电子密码锁可以打开物品接收箱提取物品，安置于每层楼的独立存储箱(2-1-4)的数量及规格根据本楼层环境进行适当配置。
所述的子自动控制单元(2-2)以单片机子电路板(2-2-1)为核心处理指令，还包括短距离无线通信模块Ⅱ(2-2-2)和动力源Ⅱ(2-2-3)，其中，单片机子电路板(2-2-1)与电子密码锁(2-1-5)通过串行总线建立连接，与短距离无线通信模块Ⅱ(2-2-2)通过串行口总线建立连接，与动力源Ⅱ(2-2-3)通过通用输出口建立连接。动力源Ⅱ(2-2-3)通过键槽与分选式输送机构(2-1-1)的分选式输送带上的导轮建立连接，通过键槽与曲柄滑块机构系(2-1-2)的机架建立连接。
所述主自动控制单元(1-3)的单片机主电路板(1-3-1)和子自动控制单元(2-2)的，单片机子电路板(2-2-1)通过短距离无线通信模块Ⅰ(1-3-5)和短距离无线通信模块Ⅱ(2-2-2)建立连接，实现信息的实时交互，共同实现物品配送的智能化。
所述的物联网智慧调配云平台(3)由至少两组以上智能垂直运输系统(1)和多功能自动接收分储箱(2)构建的物联网、远程无线传输模块(1-3-6)、Java语言编写的调配平台界面和互联网服务器组成，互联网服务器实时接收并记录来自物品终端智能垂直配送系统传输的信息，经分析后对物品的配送系统进行优化智慧配送，并把一些必要的数据信息显示在调配平台界面上。
为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明的一种基于物联网的物品楼层智慧配送系统的配送方式作进一步详细说明，现提供两种种应用场景：
场景一：在一栋安装有基于物联网的物品楼层智慧配送系统的学生公寓，一位住在六楼的同学甲网购一件商品后，快递员乙将快递配送到甲同学楼下的智慧配送系统附近，智能智能垂直运输系统(1)感应到快递员乙的到来，开始工作，乙把商品扫码后放到物厢(1-1-1)内，继续配送其他快递，五秒后垂直运输装置(1-1)开始工作，经过一段时间商品运输到六楼，快递通过水平推送机构(1-2)推出物厢(1-1-1)，进入分选式输送机构(2-1-1)，分选式输送机构(2-1-1)根据单片机子电路板(2-2-1)的信号将快递存储到独立存储箱(2-1-4)内，之后，物联网智慧调配云平台(3)向甲同学发送取货信息。若甲同学12小时内未取货，云平台会再次提醒；若24小时未取货，云平台再次提醒；若36小时未取货，云平台会通过人工进行电话提醒。
场景二：在一栋安装有基于物联网的物品楼层智慧配送系统的无电梯普通居民楼房，住在五楼的丙住户购买了一袋10kg的面粉，丙住户走到智慧配送系统附近时，将面粉放到物厢(1-1-1)内，通过语音和按键输入楼层信息，五秒后垂直运输装置(1-1)开始工作，经过一段时间商品运输到五楼，面粉通过水平推送机构(1-2)推出物厢(1-1-1)，进入分选式输送机构(2-1-1)，分选式输送机构(2-1-1)根据单片机子电路板(2-2-1)的信号将快递将物品输送至公共取物平台(2-1-3)，当丙住户到达所在楼层时，即可在公共取物平台(2-1-3)拿到面粉。
整个过程的数据信息实时经由远程无线传输模块(1-3-6)通过互联网传输到智慧调配云平台(3)；云平台服务器实时接收并记录来自单片机主电路板(1-3-1)的信息，经分析后对物品的配送系统进行智慧优化，并把一些必要的数据信息显示在云平台界面上，供物主通过手机端或PC端进行查看。
应当理解,此处所描述的具体实施实例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

Claims (3)

1.一种基于物联网的物品楼层智慧配送系统，包括智能垂直运输系统(1)、多功能自动接收分储箱(2)和物联网智慧调配云平台(3)，其特征在于：
所述的智能垂直运输系统(1)包括垂直运输装置(1-1)、水平推送机构(1-2)和主自动控制单元(1-3)，所述的多功能自动接收分储箱(2)包括箱体结构单元(2-1)和子自动控制单元(2-2)；
所述的垂直运输装置(1-1)包含一个长方体形状的物厢(1-1-1)，物厢内部设置有至少两个以上隔板，每层隔板上分别设置有相应的水平推送机构(1-2)；
所述的主自动控制单元(1-3)包括单片机主电路板(1-3-1)、人体红外感应模块(1-3-2)、信息采集模块(1-3-3)、动力源Ⅰ(1-3-4)、短距离无线通信模块Ⅰ(1-3-5)和远程无线传输模块(1-3-6)，其中，单片机主电路板(1-3-1)与人体红外感应模块(1-3-2)通过通用输出口建立连接，与信息采集模块(1-3-3)通过串行总线和通用输出口建立连接，与动力源Ⅰ(1-3-4)通过通用输出口建立连接，与短距离无线通信模块Ⅰ(1-3-5)通过串行口总线建立连接，与远程无线传输模块(1-3-6)通过串行口总线建立连接；
所述的箱体结构单元(2-1)整体呈L形结构，分为上、下两层，上层包括分选式输送机构(2-1-1)、曲柄滑块机构系(2-1-2)和公共取物平台(2-1-3)，下层包含至少三个独立存储箱(2-1-4)，其箱门外侧安装有电子密码锁(2-1-5)，其中，分选式输送机构(2-1-1)平齐于窗台平面，公共取物平台(2-1-3)位于分选式输送机构(2-1-1)的尾部，独立存储箱(2-1-4)位于分选式输送带(2-1-1)背离墙面一侧，分选式输送机构(2-1-1)靠近墙面的壁面上安装有对应于独立存储箱(2-1-4)曲柄滑块机构系(2-1-2)；
所述的子自动控制单元(2-2)包括单片机子电路板(2-2-1)、短距离无线通信模块Ⅱ(2-2-2)和动力源Ⅱ(2-2-3)，其中，单片机子电路板(2-2-1)与电子密码锁(2-1-5)通过串行总线建立连接，与短距离无线通信模块Ⅱ(2-2-2)通过串行口总线建立连接，与动力源Ⅱ(2-2-3)通过通用输出口建立连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的物品楼层智慧配送系统，其特征在于：
所述的智能垂直运输系统(1)安装于楼道间窗口外侧，所述的多功能自动接收分储箱(2)安装于每个楼层楼道间的窗口内侧，两者通过水平推送机构(1-2)和分选式输送机构(2-1-2)相互关联；
所述的主自动控制单元(1-3)位于垂直运输装置(1-1)的底部，控制垂直运输装置(1-1)和水平推送机构(1-2)的运动；所述的子自动控制单元(2-2)位于箱体结构单元(2-1)的顶部，控制箱体结构单元(2-1)的接收、分选与存储；所述主自动控制单元(1-3)和子自动控制单元(2-2)通过短距离无线通信模块Ⅰ(1-3-5)和短距离无线通信模块Ⅱ(2-2-2)实时交互；
所述的物联网智慧调配云平台(3)由物联网、远程无线传输模块(1-3-6)、调配平台界面和互联网服务器组成，所述的物联网由至少两组以上智能垂直运输系统(1)和多功能自动接收分储箱(2)构建而成。
3.一种根据权利要求1所述的基于物联网的物品楼层智慧配送系统的配送方式，其特征在于，包括以下步骤：
Step1：主自动控制单元(1-3)通过信息采集模块(1-3-3)获取物品的楼层、类型及物主信息，并对信息进行处理，通过短距离无线通信模块Ⅰ(1-3-5)和短距离无线通信模块Ⅱ(2-2-2)将信息传输到子自动控制单元(2-2)；
Step2：主自动控制单元(1-3)根据得到的信息启动动力源Ⅰ(1-3-4)，使垂直运输装置(1-1)开始垂直运输，到达目的楼层后，控制水平推送机构(1-2)将物品推送至分选式输送机构(2-1-1)上；
Step3：子自动控制单元(2-2)控制分选式输送机构(2-1-1)对物品进行接收，并根据信息中的物品类别进行分选，存储于独立存储箱(2-1-4)或输送至公共取物平台(2-1-3)；
Step4：当物品存储于独立存储箱(2-1-4)时，单片机子控制电路板(2-2-1)内部的芯片生成物品的提取密码，经由短距离无线通信模块Ⅱ(2-2-2)发送至单片机主电路板(1-3-1)，然后通过远程无线传输模块(1-3-6)将提取物品的密码传输至智慧调配云平台(3)，通过智慧调配云平台(3)把提取密码以短信方式发送到物主手机，物主可在电子密码锁(2-1-5)上输入相应密码提取物品；当物品输送至公共取物平台(2-1-3)时，物主可将物品直接取走；
Step5:当存储于独立存储箱(2-1-4)的物品在规定时间内无人提取时，智慧调配云平台(3)会重复把提取密码以短信方式发送到物主手机，提醒物主及时取走物品；
整个过程的数据信息实时经由远程无线传输模块(1-3-6)通过互联网传输到智慧调配云平台(3)；云平台服务器实时接收并记录来自单片机主电路板(1-3-1)的信息，经分析后对物品的配送系统进行智慧优化，并把数据信息显示在云平台界面上，供物主通过手机端或PC端进行查看。
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