CN107798774A - 一种基于rssi的智能柜、售卖方法及预订商品管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开一种基于RSSI的智能柜、售卖方法及预订商品管理方法，主控系统控制柜门的开关并接收和处理RFID阅读器的信息；机柜包括柜体和柜门，柜体内设置有托板；RFID阅读器与主控系统电连接，RFID阅读器读取每个RFID标签的ID和RSSI值；RFID标签安装在托板上，RFID标签的ID与商品信息在唯一对应，RFID标签的ID与商品信息之间的对应关系由服务器控制；服务器与主控系统连接，服务器用于接收用户购买指令并将用户信息发送至主控系统，服务器接收主控系统信息并完成计费，服务器向用户发送购买信息和付费信息，本发明通过RFID阅读器读取RFID标签的RSSI值变化来判断商品和标签的位置关系从而判断被购买商品的信息，不需要在每个商品上贴RFID标签，节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及智能柜领域，特别涉及一种基于RSSI的智能柜、售卖方法及预订商品管理方法。
背景技术
接收信号强度指示（Received Signal Strength Indication）RSSI值，表示RFID标签返回信号强度的大小。目前行业里面应用RSSI值来判断标签距离读写器的距离。接收到的RSSI值越大，表明信号越强标签距离读写器越近，越小表示信号越弱距离越远。
RFID的超高频标签RSSI值会因标签和读写器之间存在物体属性而改变，比如液体对信号频点的改变及信号的吸收会导致粘贴在液体容器上或靠近液体的标签RSSI值下降甚至到零值，致使标签无法识别，靠近标签的金属介质因金属内部产产生自生涡流，吸收射频能量降低了原有射频场强的总能量，产生的涡流也会身的感应磁场，形成对原磁场的阻碍效果，使得标签天线无法会的电磁场能量而无法工作，此时RSSI近乎是零使标签无法读取。
传统的自动售卖机能根据投入的钱币自动付货的机器。自动售卖机是商业自动化的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。是一种全新的商业零售形式，又被称为24小时营业的微型超市。目前国内常见的自动售卖机共分为四种：饮料自动售货机、食品自动售货机、综合自动售货机、化妆品自动售卖机。现有的自动售卖机大部分都是封闭式的橱窗，顾客在选购商品之前，只能通过观察窗口看到样品或者画面展示的商品图片，无法直观地选择商品，而且一旦拿到商品后也不能更改更换。中国专利授权公告号CN204965590U( 授权公告2016.01.13) 公开了一种自选式智能自动售货机，它的原理是通过RFID读写器对顾客取走货物之前的货柜内所有的商品的RFID标签分别进行读取，两次读取结果的差价为顾客取走货物的价值。该方案有个缺点：每个货物上均需要贴RFID标签，无法对贴在液体容器或金属包装物的标签进行稳定读取，对于价格低的商品使用成本过高。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于RSSI的智能柜、售卖方法及预订商品管理方法，通过RSSI来直接获取被购买商品的信息，而不需要在每个商品上贴RFID标签，节约成本。
本发明实施例公开一种基于RSSI的智能柜，包括：
主控系统，所述主控系统控制柜门的开关并接收和处理RFID阅读器的信息；
机柜，包括柜体和柜门，柜门上安装电锁，柜体内设置有多层托板；
RFID阅读器，所述RFID阅读器与主控系统电连接，所述RFID阅读器读取每个RFID标签的ID和RSSI值；
RFID标签，所述RFID标签安装在托板上，RFID标签的ID与商品信息在唯一对应，RFID标签的ID与商品信息之间的对应关系由服务器控制；
服务器，服务器与主控系统连接，服务器用于接收用户购买指令并将用户信息发送至主控系统，服务器接收主控系统信息并完成计费，服务器向用户发送购买信息和付费信息。
本发明实施例还公开一种售卖方法，包括：
接收用户购买智能柜内商品的购买指令并将用户的购买指令和用户信息发送至主控系统，验证用户身份后主控系统打开电锁解除门禁；
用户打开柜门后，电锁保持解锁状态；
当用户关闭柜门后，主控系统向电锁发出关锁指令，当电锁关闭后，控制RFID阅读器读取机柜内所有的RFID标签ID及RSSI值；
对读取的RFID标签的RSSI值与该RFID标签在柜门被打开之前的RSSI值进行比较，根据两个RSSI值的比较结果，判断该RFID标签对应的商品是否被购买；
将所有被购买的商品形成订单信息并完成支付，将订单信息和支付信息发送至用户。
本发明实施例还公开一种预订商品管理方法，包括：
将用户预订商品的商品信息和用户信息与RFID标签的ID关联；
当商品包装放置在机柜的预订交付区内后，主控系统控制RFID阅读器对机柜内所有RFID标签及其RSSI值进行读取，对RFID标签的RSSI值和系统事先经测算设定的没有商品包装覆盖的RFID标签的RSSI值进行比较处理，当对RFID标签读取的RSSI值大于等于系统设定的RSSI值时，判断RFID标签上方没有覆盖商品包装，当对固定位置固定ID的RFID标签读取的RSSI值小于系统设定的RSSI值时，RFID标签被商品包装覆盖，判断预订商品到达柜体内，将预订商品到达信息发送通知给用户并赋予用户开门的权利；
当用户打开柜门拿取商品并再次关闭柜门后，主控系统接收到电锁锁上的状态信息，控制RFID阅读器对机柜内所有的RFID标签及其RSSI值进行读取；
当RFID标签粘贴或悬挂于商品包装上时，控制主控系统对用户自取的关联了用户信息的商品包装上的RFID标签进行比较处理，当用户拿取的商品包装上RFID标签所对应的用户信息不是拿取商品的用户时，表示用户拿取了错误的商品，即时提示通知用户拿错商品，并再次给该用户开门权限，直到正确拿取商品；
当RFID标签固定在柜体内的托板时，RFID阅读器读取此RFID标签的RSSI值和系统事先经测算设定的没有商品包装覆盖的RSSI值进行比较处理，当读取的RFID标签的RSSI值大于等于系统设定的RSSI值时，判断该RFID标签上方没有覆盖商品包装，判断预顶订商品已经被用户拿走，如果用户拿取了错误的商品，即时提示通知用户拿错，并再次给该用户开门权限以便放回原位，直到正确拿取商品。
本发明实施例公开的基于RSSI的智能柜，通过在机柜侧壁安装RFID阅读器，将RFID标签固定在机柜内的托板上，每个RFID标签对应一款商品，RFID阅读器过对RFID标签发射射频信号，由于水和金属对射频信号具有强烈影响效果，而目前自动售卖机绝大部分的商品为饮料或金属包装，若商品被购买，则RFID阅读器接收的来自RFID标签发射无线信号RSSI值则急剧变化，本发明实施例创造性的根据RSSI值的变化来判断商品是否被购买，而不是现有技术中通过直接读取各个商品上粘贴的RFID标签，实现了RFID标签的循环使用，节约成本。
本发明实施例公开的售卖方法，能够实现直接打开机柜的柜门来挑选商品，而且该商品不需要实现粘贴RFID标签，节约成本。
本发明实施例公开的预订商品管理方法，实现预订商品到达机柜后自动通知用户并且能够直接打开机柜的柜门来提取预订的商品的功能，方便用户使用。
附图说明
图1为本发明实施例基于RSSI的智能柜示意图。
图2为本发明实施例基于RSSI的智能柜去除柜门后局部示意图。
图3为本发明实施例商品推进器示意图。
图4为本发明实施例商品推进器另一示意图。
图5为本发明实施例基于RSSI的智能柜的架构图。
图6为本发明实施例售卖方法流程图。
图7为本发明实施例预订商品管理方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本发明实施例公开一种基于RSSI的智能柜，包括：
一种基于RSSI的智能柜，包括：
主控系统1，所述主控系统1控制柜门的2开关并接收和处理RFID阅读器3的信息；
机柜，包括柜体4和柜门2，柜门2上安装电锁，柜体4内设置有多层托板5；
RFID阅读器3，所述RFID阅读器3与主控系统1电连接，所述RFID阅读器3读取每个RFID标签的ID和RSSI值；
RFID标签，所述RFID标签安装在托板5上，RFID标签的ID与商品信息在唯一对应，RFID标签的ID与商品信息之间的对应关系由服务器控制；RFID标签有多个，每个RFID标签对应一个商品，RFID标签可以进行组合，如，多个RFID标签均表示一个类别的商品，但是每个RFID标签对应该该类别商品中的某一个商品。
服务器，服务器与主控系统1连接，服务器用于接收用户购买指令并将用户信息发送至主控系统1，服务器接收主控系统信息并完成计费，服务器向用户发送购买信息和付费信息。
本发明实施例创造性的根据RFID标签的RSSI值的变化来判断该RFID标签对应的商品是否被购买，因此，每个商品不需要分别粘贴RFID标签，节约成本。
用户可以通过微信、QQ、支付宝注册账号，建立会员档案，用户信息以会员档案的形式录入服务器，服务器负责校验该用户的会员身份（即校验该用户是否为真实存在的注册账号），进而判断其是否有开门取货或购物的权利，然后将判断结果传送到主控系统1。如果该会员用户身份属实，主控系统1控制柜门2的打开。
在本发明一实施例中，主控系统通过无线网络（例如：全网通4G、WIFI）或有线网络（例如RG45）的通信方式与服务器进行通信。
在本发明一实施例中，主控系统为工控机，主控系统1安装在机柜的顶部。
在本发明一实施例中，所述柜体4包括自选区A，所述自选区A用于自助购买商品，在托板5上安装多个放置商品的托盘10，所述托盘10上安装商品推进器。
如图1～图4所示，所述商品推进器包括卷簧92和推板91，所述RFID标签11安装在托盘10和卷簧92之间。
卷簧的材质为金属，金属能极大的干扰RSSI值。当商品被取走后，卷簧变短，卷簧覆盖的RFID标签就会露出，该RFID标签的RSSI值变化巨大，表示该RFID标签对应的商品被取出。本实施例结构简单巧妙，方便用户购物且能准备的判断商品是否被取出。
所述柜体包括若干个预订交付区B，所述预付交付区B用于存储预购买的商品，RFID标签与预购买商品的商品信息唯一对应，每个预付交付区对应一个柜门。如一个智能柜有一个自选区和多个预订交付区。
在本发明一实施例中，所述托盘上设置有定位标尺（图中未画出），定位标尺与商品推进器的推进方向平行。所述定位标尺起到指导RFID标签放置位置的作用。RFID标签的放置和拟售卖商品尺寸相关，商品放置在RFID标签的正上方。
在本发明实施例中，所述托盘10和托板5的材料均为非金属。RFID阅读器发射的射频信号受到水和金属介质的衰减影响很大。托盘10和托板5的材料选择非金属，减少材质对RFID标签的RSSI值的影响。
所述RFID标签是频率为840-910M的超高频电子标签。
在一实施例中，机柜的空间为长方体，机柜设有多层的托板，每个托板上均放置多个商品，因此，为了确保读取到所有的RFID标签的RSSI值，根据机柜的柜门数量（柜门数量代表机柜的容量）来确定RFID阅读器的数量和位置。
在本发明一实施例中，机柜设有多个柜门2，柜体4内壁分别安装多个连接RFID阅读器的天线，用于读取柜体内部标签的ID及其RSSI值。
在本发明一实施例中。当柜门为玻璃门时，玻璃门为电加热玻璃门。电加热玻璃门能加热玻璃，驱散玻璃上的雾气，方便用户查看智能柜内的商品。
本发明实施例还包括UPS续航电源，所述UPS续航电源与机柜、主控系统和RFID阅读器连接。当外部电源断电时，UPS续航电源能为智能柜提供半天工作的能源。
本发明机柜上设有多个灯，灯包括状态灯7和柜门灯8，状态灯7用于显示智能柜的状态，当状态灯7为绿灯时，智能柜的状态为正确状态。柜门灯8用于显示柜门的电锁是否开启，当柜门灯亮时，电锁开。图1中灯共有3个。
主控系统间隔1分钟向服务器发送一次心跳，若心跳出现中断，则重新联网。若5分钟之内未完成继续发送心跳，则控制智能柜重启。
本发明实施例还公开一种售卖方法，如图6所示，该方法包括：
步骤S100：接收用户购买智能柜内商品的购买指令并将用户的购买指令和用户信息发送至主控系统，验证用户身份后主控系统打开电锁解除门禁；
步骤S101：用户打开柜门后，电锁保持解锁状态；
步骤S102：当用户关闭柜门后，主控系统向电锁发出关锁指令，当电锁关闭后，控制RFID阅读器读取机柜内所有的RFID标签ID及RSSI值；
步骤S103：对读取的RFID标签的RSSI值与该RFID标签在柜门被打开之前的RSSI值进行比较，根据两个RSSI值的比较结果，判断该RFID标签对应的商品是否被购买；
步骤S104：将所有被购买的商品形成订单信息并完成支付，将订单信息和支付信息发送至用户。
步骤S100中，用户通过微信或支付宝进入智能柜联网的网站并选择，进入网站后，用户选择开门，网站后台将用户信息和开门指令发送至服务器，服务器验证用户信息，若用户信息正确，则将开门指令发送至主控系统，主控系统控制柜门打开。
步骤S102中，电锁保持解锁状态数秒，该时间为给用户打开柜门预留需要的时间，若在该时间段内，柜门未打开，则电锁进行关锁。
步骤S102中，在柜门关上后的5秒内，RFID阅读器对机柜内所有的RFID标签的RSSI值进行读取。
本发明实施例通过读取RFID标签RSSI值来判断该RFID标签上的商品是被购买。
对读取的RFID标签的RSSI值与该RFID标签在柜门被打开之前的RSSI值进行比较，根据两个RSSI值的比较结果，判断该RFID标签对应的商品是否被购买包括以下方法：
当RFID标签贴在托盘上，放置在RFID标签上是液体或金属包装商品时，若读取的RFID标签的RSSI值大于该RFID标签在柜门被打开之前的RSSI值，则判断商品被购买。此方法适用于RFID标签直接贴在托板上的智能柜，当商品直接放置在RFID标签上和不放在RFID标签上，RFID标签的RSSI值不同，商品放在RFID标签上时RFID的RSSI值小于商品不放在RFID标签上时RFID标签的RSSI值。一般RFID标签上方有商品时RFID的RSSI值≤50dBm，若RFID标签上方无商品，没有信号干扰物体时，RSSI≥65 dBm。
当智能柜内设置商品推进器时，RFID标签设置在托盘和卷簧之间，若读取的RFID标签的RSSI值大于等于该RFID标签未覆盖商品时测定的RSSI值时，判断该RFID标签上方的商品被购买；若读取的RFID标签的RSSI值小于该RFID标签未覆盖商品时测定的RSSI值，此RSSI值为基准值，判断该RFID标签上方的商品未被购买。此方法的关键在于卷簧为金属，标签设置在卷簧下端，当卷簧上端放置商品时，卷簧伸张，卷簧盖住RFID标签，使RFID标签的RSSI值接近于0，当商品被取走时，由于卷簧作用，卷簧收缩，使RFID标签露出，此时RFID标签的RSSI值变得很大，本方法只需要比较购买商品后对应的RFID标签的RSSI值与基准值，即可判断商品是否被购买。
本发明还公开一种预订商品管理方法，如图7所示，该方法包括：
S200：将用户预订商品的商品信息和用户信息与RFID标签的ID关联；
S201：当商品包装放置在机柜的预订交付区内后，主控系统控制RFID阅读器对机柜内所有RFID标签及其RSSI值进行读取，对RFID标签的RSSI值和系统事先经测算设定的没有商品包装覆盖的RFID标签的RSSI值进行比较处理，当对RFID标签读取的RSSI值大于等于系统设定的RSSI值时，判断RFID标签上方没有覆盖商品包装，当对固定位置固定ID的RFID标签读取的RSSI值小于系统设定的RSSI值时，RFID标签被商品包装覆盖，判断预订商品到达柜体内，将预订商品到达信息发送通知给用户并赋予用户开门的权利；
S202：当用户打开柜门拿取商品并再次关闭柜门后，主控系统接收到电锁锁上的状态信息，控制RFID阅读器对机柜内所有的RFID标签及其RSSI值进行读取；
S203：判断用户是否正确提取了预订商品并发送提示通知给用户。
在S203步骤中，当RFID标签粘贴或悬挂于商品包装上时，控制主控系统对用户自取的关联了用户信息的商品包装上的RFID标签进行比较处理，当用户拿取的商品包装上RFID标签所对应的用户信息不是拿取商品的用户时，表示用户拿取了错误的商品，即时提示通知用户拿错商品，并再次给该用户开门权限，直到正确拿取商品；
当RFID标签固定在柜体内的托板时，RFID阅读器读取此RFID标签的RSSI值和系统事先经测算设定的没有商品包装覆盖的RSSI值进行比较处理，当读取的RFID标签的RSSI值大于等于系统设定的RSSI值时，判断该RFID标签上方没有覆盖商品包装，判断预顶订商品已经被用户拿走，如果用户拿取了错误的商品，即时提示通知用户拿错，并再次给该用户开门权限以便放回原位，直到正确提取商品。
步骤S203中发送的通知包括未正确提取商品和已完成提取商品。
步骤S202中，若主控系统长时间没有接收到电锁发出的再次锁上的状态信息，主控系统向服务器发送未关门信息，运营方根据该信息对该智能柜进行处理。
如图5所示，服务器包括设备服务器和运营服务器，智能柜的所有硬件与设备服务器连接，设备服务器处理智能柜硬件的数据并控制设备服务器，运营服务器与运营方、用户及设备服务器连接，运营服务器实现计费结算、远程控制、监控、货品管理，而现有的自动售货机只有一个本地服务器，该服务器只能结算，销售方案只能事先固定的录入服务器，该服务器只能控制一个自动售货机，而本系统能够控制多个智能柜，实现了新零售。新零售即企业以互联网为依托，通过运用大数据、人工智能等先进技术手段，对商品的生产、流通与销售过程进行升级改造，进而重塑业态结构与生态圈，并对线上服务、线下体验以及现代物流进行深度融合的零售新模式。本发明实施例公开的智能柜、售卖方法和预订商品管理方法采用无人值守，操作简单方便，远程监控和维护，更新，使得人力和物力成本明显下降，同时提高了运营效率。
本发明还具有以下优点：
1、方便快捷的部署在社区，写字楼，地下车库，人流密集商场等地。
2、柜体结构可根据不同客户需求柔性设计，低温、常温均可，耗电低。
3、柜体主控系统长期运行性能稳定优异，如遇故障具有快速自我诊断与恢复。
4、支持商品RFID全自动管理。
5、支持720P高清和1080P全高清现场录像功能。
6、支持4G/WIFI/以太网主流网络接口，支持网络实时在线检测和快速恢复功能。
7、支持加热除湿，断电异常电池备用功能。
8、丰富的扩展接口，支持指纹锁，打印机，扫描枪，多屏异显和触摸，广告大屏，可以扩展任意锁等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于RSSI的智能柜，其特征在于，包括：
主控系统，所述主控系统控制柜门的开关并接收和处理RFID阅读器的信息；
机柜，包括柜体和柜门，柜门上安装电锁，柜体内设置有多层托板；
RFID阅读器，所述RFID阅读器与主控系统电连接，所述RFID阅读器读取每个RFID标签的ID和RSSI值；
RFID标签，所述RFID标签安装在托板上，RFID标签的ID与商品信息在唯一对应，RFID标签的ID与商品信息之间的对应关系由服务器控制；
服务器，服务器与主控系统连接，服务器用于接收用户购买指令并将用户信息发送至主控系统，服务器接收主控系统信息并完成计费，服务器向用户发送购买信息和付费信息。
2.如权利要求1所述的一种基于RSSI的智能柜，其特征在于，所述柜体包括自选区，所述自选区用于自助购买商品，在托板上安装多个放置商品的托盘，所述托盘上安装商品推进器，所述推进器包括卷簧和推板，所述RFID标签安装在托盘和卷簧之间。
3.如权利要求2所述的一种基于RSSI的智能柜，其特征在于，所述托盘上设置有定位标尺，定位标尺与商品推进器的推进方向平行。
4.如权利要求2或3所述的一种基于RSSI的智能柜，其特征在于，所述托盘为非金属。
5.如权利要求1所述的一种基于RSSI的智能柜，其特征在于，所述柜体包括若干个预订交付区，所述预付交付区用于存储预购买的商品， RFID标签与预购买商品的商品信息唯一对应，每个预付交付区对应一个柜门。
6.如权利要求1或2或3或5所述的一种基于RSSI的智能柜，其特征在于，所述托板的材料为非金属；当柜门为玻璃门时，玻璃门为电加热玻璃门。
7.如权利要求1所述的一种基于RSSI的智能柜，其特征在于，还包括UPS续航电源，所述UPS续航电源与机柜、主控系统和RFID阅读器连接；机柜设有多个柜门，柜体内壁分别安装多个连接RFID阅读器的天线，用于读取柜体内部标签的ID及其RSSI值。
8.一种售卖方法，其特征在于，包括：
接收用户购买智能柜内商品的购买指令并将用户的购买指令和用户信息发送至主控系统，验证用户身份后主控系统打开电锁解除门禁；
用户打开柜门后，电锁保持解锁状态；
当用户关闭柜门后，主控系统向电锁发出关锁指令，当电锁关闭后，控制RFID阅读器读取机柜内所有的RFID标签ID及RSSI值；
对读取的RFID标签的RSSI值与该RFID标签在柜门被打开之前的RSSI值进行比较，根据两个RSSI值的比较结果，判断该RFID标签对应的商品是否被购买；
将所有被购买的商品形成订单信息并完成支付，将订单信息和支付信息发送至用户。
9.如权利要求8所述的一种售卖方法，其特征在于，对读取的RFID标签的RSSI值与该RFID标签在柜门被打开之前的RSSI值进行比较，根据两个RSSI值的比较结果，判断该RFID标签对应的商品是否被购买包括以下方法：
当RFID标签贴在托盘上，放置在RFID标签上是液体或金属包装商品时，若读取的RFID标签的RSSI值大于该RFID标签在柜门被打开之前的RSSI值，则判断商品被购买；
当RFID标签设置在托盘和卷簧之间时，若读取的RFID标签的RSSI值大于等于该RFID标签未覆盖商品时测定的RSSI值时，判断该RFID标签上方的商品被购买；若读取的RFID标签的RSSI值小于该RFID标签未覆盖商品时测定的RSSI值，判断该RFID标签上方的商品未被购买。
10.一种预订商品管理方法，其特征在于，包括：
将用户预订商品信息和用户信息与RFID标签的ID关联；
当商品包装放置在机柜的预订交付区内后，主控系统控制RFID阅读器对机柜内所有RFID标签及其RSSI值进行读取，对RFID标签的RSSI值和系统经测算没有商品包装覆盖的RFID标签的RSSI值进行比较处理，当对固定位置固定ID的RFID标签读取的RSSI值小于系统设定的RSSI值时，RFID标签被商品包装覆盖，判断预订商品到达柜体内，将预订商品到达信息发送通知给用户并赋予用户开门的权利；
当用户打开柜门拿取商品并再次关闭柜门后，主控系统接收到电锁锁上的状态信息，控制RFID阅读器对机柜内所有的RFID标签及其RSSI值进行读取；
当RFID标签粘贴或悬挂于商品包装上时，主控系统对用户自取的关联了用户信息的商品包装上的RFID标签进行比较处理，当用户拿取的商品包装上RFID标签所对应的用户信息不是拿取商品的用户时，表示用户拿取了错误的商品，即时提示通知用户拿错商品，并再次给该用户开门权限，直到正确拿取商品；
当RFID标签固定在柜体内的托板时，RFID阅读器读取此RFID标签的RSSI值和系统事先测算设定的没有商品包装覆盖的RSSI值进行比较处理，当读取的RFID标签的RSSI值大于等于系统设定的RSSI值时，判断该RFID标签上方没有覆盖商品包装，判断预顶订商品已经被用户拿走，如果用户拿取了错误的商品，即时提示通知用户拿错，并再次给该用户开门权限以便放回原位，直到正确拿取商品。
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