CN108694538A - 基于物联网技术的智能商品管理货架 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及互联网商业自动化超市技术，特别是基于物联网技术的智能商品管理货架，在货架上固装着声光发生装置，货架水平设置有水平隔档和竖直隔档，相邻两层水平隔档之间的空隙形成货品存放层，货品存放层被竖直隔档分隔为方形货品存放空间单元格，在每个水平隔档位于相应方形货品存放空间单元格下方的部位固装着称重传感器，在每个水平隔档位于相应方形货品存放空间单元格上方的部位固装着磁传感器，称重传感器和磁传感器通过单片机电连接数据采集模块，单片机电连接控制声光发生装置，数据采集模块电连接以太网交换机。本发明能实现对远程实时对货架上的商品数量及品种真实数据进行自动化快速采集。
Description
技术领域
本发明涉及互联网商业自动化超市技术，特别是基于物联网技术的智能商品管理货架。
背景技术
现代商业在商业自动化超市/仓库场景里，商家需要随时远程知道并掌握自己所有商品的一个实时状态，这就要求在商品管理上实现远程对货架上的商品数量及品种真实数据进行自动化快速采集，这种对商品数量及品种自动化的快速采集是实现商业商品自动化管理的前提条件。
然而，传统货架需要人为亲临现场用盘点的方式来解决，或者各类电子标签被扫描的方式，并不能完全实现商品实时状态与实际账面的同步，浪费大量的人力和时间成本，同时盘点数据和账面数据的误差困扰着现代商业管理，形成一个急需解决的技术痛点。为解决该技术痛点，目前世界上的各种方式有两种：
①基于电子标签技术：该技术的明显缺陷是如果出仓商品未扫描则同样出现账面亏损，同时本身电子标签成为消耗品要消费者买单，并且粘贴标签和扫描标签耗费人力成本。
②基于大数据的摄像头视觉分析技术：该技术的缺陷是成本高，一般的商户无法承受。同时技术不成熟，检测不准确。
③基于完全无人化拣选系统：该技术只适用于大型仓储物流行业，由于使用了大量的机械化作业占用了大量空间，机械作业区属于危险区域，并不适用于商超百货的管理，同时一般商家无法承受高昂的系统设备成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网技术的智能商品管理货架，能实现对远程实时对货架上的商品数量及品种真实数据进行自动化快速采集。
本发明的目的是这样实现的：一种基于物联网技术的智能商品管理货架，在货架上固装着声光发生装置，货架水平设置有若干个水平隔档且竖直设置有若干个与水平隔档相交的竖直隔档，水平隔档由导磁通电隔板构成，竖直隔档由电磁屏蔽隔板构成，相邻两层水平隔档之间的空隙形成货品存放层，货品存放层被竖直隔档分隔为方形货品存放空间单元格，在每个水平隔档位于相应方形货品存放空间单元格下方的部位固装着称重传感器，在每个水平隔档位于相应方形货品存放空间单元格上方的部位固装着磁传感器，称重传感器的信号输出端以单向通信单片机的模式电连接单片机的信号输入端，磁传感器的信号输出端以单向通信单片机的模式电连接单片机的信号输入端，单片机的信号输出端以单向通信数据采集模块的模式电连接数据采集模块的信号输入端且以单向通信或单向控制声光发生装置的模式电连接控制声光发生装置的信号输入端，数据采集模块的信号输出端以单向通信以太网数据交换机的模式电连接以太网数据交换机，以太网数据交换机的输入/输出信号端以与计算机相互通信的模式电连接计算机的输入/输出信号端。
本发明能实现对远程实时对货架上的商品数量及品种真实数据进行自动化快速采集。
附图说明
图1为本发明的基本版结构示意图；
图2为本发明的升级版结构示意图。
具体实施方式
一种基于物联网技术的智能商品管理货架，在货架上固装着声光发生装置L，货架水平设置有若干个水平隔档且竖直设置有若干个与水平隔档相交的竖直隔档，水平隔档由导磁通电隔板构成，竖直隔档由电磁屏蔽隔板K构成，相邻两层水平隔档之间的空隙形成货品存放层，货品存放层被竖直隔档分隔为方形货品存放空间单元格B，在每个水平隔档位于相应方形货品存放空间单元格B下方的部位固装着称重传感器，在每个水平隔档位于相应方形货品存放空间单元格上方的部位固装着磁传感器I，称重传感器的信号输出端以单向通信单片机M的模式电连接单片机M的信号输入端，磁传感器I的信号输出端以单向通信单片机M的模式电连接单片机M的信号输入端，单片机M的信号输出端以单向通信数据采集模块E的模式电连接数据采集模块E的信号输入端且以单向通信或单向控制声光发生装置L的模式电连接控制声光发生装置L的信号输入端，数据采集模块E的信号输出端以单向通信以太网交换机G的模式电连接以太网交换机G，以太网交换机G的输入/输出信号端以与计算机相互通信的模式电连接计算机的输入/输出信号端。
本发明的基本版工作原理如图1所示：经货架自身设有的电源输入接口A输入0-5V稳定电压以给货架每个货位的称重传感器及磁传感器I供电并通过货架自身设有的电源输出接口、供电导线D给数据采集模块E供电，安设于每个方形货品存放空间单元格B的称重传感器受商品重力作用而产生变化的电信号通过电流信号导线C传送到基于以太网BD/SD的数据采集转换模块E，数据采集转换模块E将输入的N路电流模拟信号转换成混合数字信号通过与该模块的一个以太网口连接的第一网线F传送给以太网交换机G；若干个数据采集转换模块E通过第二网线H将转换成的混合数字信号传送给以太网交换机G，即每个以太网交换机G的所有信号端口分别通过第二网线H连接若干个以太网BD/SD数据采集转换模块E；若干个以太网交换机G再共同同时连接一个总交换机；总交换机通过第三网线连接服务器，服务器将这些混合数字信号解析成各个IP/ID地址并把这些重量数字信号根据单品的重量转换成数量，通过互联网传送到云服务器。这些IP/ID地址又是和商品地理位置（位置坐标/所属省/所属市/所属库/所属库区/所属货位）及商品属性绑定在一起，继而形成一个商品基于IP/ID地址的品种数量实时动态变化的精准数据池，为其它系统模块从中提取商品实时数量数据进行计算与自动化管理提供基础依据。
如表1所示，表1为一个智能货品管理货架形成数据库的典型应用。
表1
本发明的管理系统程序创建基本规则
1、在同一个订单里的同一货位的商品，不得出现“出仓下架又入库上架”的现象，即同一个超市/仓库的一个订单不能同时是出库的，同时又是入库的。
2、①因为方形货品存放空间单元格、商品数量的变化会影响传感器给系统传送瞬时变化的数据，在管理系统对该数据必须设置一个暂缓进入数据池/库的时间，时间到进入数据池/库后方可被管理系统任意调用（该时间可根据每个货位商品的属性进行调整）。②因为方形货品存放空间单元格、商品数量的变化会导致传感器给系统传送瞬时变化的数据进入数据池/库。这个新的数据在池/库里必须过一个暂缓时间才可替换原数据，才生效（该时间可根据每个货位商品的属性进行人工调整）。
3、若对一个货位（方形货品存放空间单元格）的商品进行操作（下架/上货）时，管理程序须提前给对应货位一个可变允许量，在此之后，才可在对应货位的可变量范围内增加或减少对应可变量，否则将触发报警系统。
4、不允许同时对一个货位给两个或两个以上全是减或全是加的可变允许量，全是减或全是加的可变允许量将造成该货位警情秩序混乱，只能在一个订单该货位的（加/减）完成后，再执行下一个（加/减）任务，（加/减）任务通过管理系统管理的“订单门禁”及“智能导购购物车”与“智能货品管理货架” 的协同配合在恰当的时间来控制同一货位的多个可变允许量。
5、当管理系统同时给一个货位“一个增加和一个减少”的订单任务后，对应该订单任务的场景处理方法有两种：场景处理方法①：在任务允许同时被执行过程中，该货位增加的量被自动计入“增加”的订单里，减少的量被自动计入“减少”订单里；场景处理方法②：在任务不被允许同时执行过程中，必须在一个订单一个货位的（加/减量）完成后，再执行下一个（加/减量）任务（这部分通过管理系统管理的“订单门禁”与“智能导购购物车”的协同配合在恰当的时间来控制同一货位的多个可变允许量）。
本发明使用的称重传感器虽然可以解决商品数量变化的智能感应，通过操作程序的设计、配合订单门禁、智能购物车、声光交互系统可以基本解决实际使用中的远程管理问题。由于：①在操作规则制定中不允许取货者将商品从货架上取下又放回，只能一次取下拿走。②取货者在取的过程中可能存在手的抖动导致商品在货架上短时间的晃动致使传感器向管理系统短时间发送数个脉冲信号，给管理系统算法造成一定干扰，是管理系统存在误判的可能。③在操作程序中，如果允许将商品取下又放回，将无法判断放回的是不是取下的那个商品。基于此，本发明的升级版将即可解决上述问题。
本发明的升级版结构如图2所示：在货架每个货位的顶部配装着能测量到弱磁场的磁传感器I，用于向管理系统传送感应到的货位空间磁场的变化数据；水平隔档位于相应方形货品存放空间单元格上方的上电极板J1和位于其下方的下电极板J2为可导电的正、负电极，使上电极板J1和下电极板J2之间形成一个电磁通道，在上下两个电极板之间会形成一个均匀的电磁场；每个方形货品存放空间单元格除其取货口外其它5个矩形平面均采用电磁屏蔽隔板K，以保证每个货位空间里的磁场是独立的；声光发生装置L用于对取货人的不当操作行为给予警示或给现场保安提供指示；单片机M用于控制声光发生装置L和负责磁传感器I所感测到的测量数据的处理，可由DSP芯片控制板替代。
本发明的工作原理基于物体均可以在一定程度上被磁化以及被磁化物体离开磁场后随时间变化其磁量逐渐衰减的特性：
①、在单片机命令给货架每个货位的上电极板J1和下电极板J2施加直流电压后，在已经被磁屏蔽的货位空间内形成一个磁场，对在该空间里的商品或其附加有的易被磁化材料进行充磁，过一定的时间停止施加直流电压，命令装在货位顶部的磁传感器I开始工作对磁化后的商品或其附加有的易被磁化材料向空间辐射的磁场进行测量，如果没有测量到向空间辐射的磁场，单片机M命令磁传感器I断电，并对上电极板J1和下电极板J2继续施加直流电压，进一步加大电流以对该商品或其附加有的易被磁化材料进行充磁，过一段时时间，再命令磁传感器I对该商品或其附加有的易被磁化材料向空间辐射的磁场进行充磁，如此往复，直至磁传感器I有感测到的测量数据被发送至管理系统。
②、管理系统接收到磁传感器I发送的数据后，即对该数据进行暂时锁定。当商品磁量衰减超出设定的范围的时候，单片机M继续给电极板J1和下电极板J2通电以给商品或其附加有的易被磁化材料进行充磁，直到商品或其附加有的易被磁化材料的磁量回升到被设定的范围内。
③、当在货位里的商品被翻动时，称重传感器感测到数据发生变化并被传送到管理系统，电极板J1和下电极板J2暂停电流充磁，但磁传感器I持续工作。在商品被翻动的同时，管理系统相应接收到称重传感器输出的 “减少—增加—复原”的变化数据。虽然商品的姿态在被磁屏蔽的货位空间里发生变化，但商品并未离开该被磁屏蔽的货位空间里，况且充磁停止时间很短，在这个被磁屏蔽的货位空间里的总剩磁量变化并不会超出设定的范围，因此，管理系统综合称重传感器和磁传感器I的数据，可以算出该货位商品的实际数量没有变化。
④、当商品在已经被磁屏蔽的货位空间里被提起并拿出的瞬间有另外一个同等重量的商品被放入，虽然称重传感器传送的数据显示复原，但是新放入的商品所携带的磁量必然与先前在已经被磁屏蔽的货位空间的原商品的磁量有较大的差异，这个差异将导致总剩磁量超出设定的范围，被灵敏的磁传感器I感测到并传送到管理系统，同时单片机M给予“被放入的商品不是我原来的”的判断，并启动声光发生装置L给予提示与现场报警。
⑤、当在已经被磁屏蔽的货位空间里的商品被取货人取出查看，如果管理系统在根据磁衰减规律预设的时间内没有感应到商品被放回，则启动在已经被磁屏蔽的货位空间里给予提示与现场报警。当将商品放回已经被磁屏蔽的货位空间，管理系统根据称重传感器和磁传感器I综合数据计算后，取消报警；单片机M若综合数据计算后判定放回到已经被磁屏蔽的货位空间里的商品不是原先的商品，继续报警提示保安出现“商品放回异常”的问题，直到保安到达现场解决“商品放回异常”的问题，确保放回到已经被磁屏蔽的货位空间里的商品是原先的商品。
Claims (1)
1.一种基于物联网技术的智能商品管理货架，其特征在于：在货架上固装着声光发生装置，货架水平设置有若干个水平隔档且竖直设置有若干个与水平隔档相交的竖直隔档，水平隔档由导磁通电隔板构成，竖直隔档由电磁屏蔽隔板构成，相邻两层水平隔档之间的空隙形成货品存放层，货品存放层被竖直隔档分隔为方形货品存放空间单元格，在每个水平隔档位于相应方形货品存放空间单元格下方的部位固装着称重传感器，在每个水平隔档位于相应方形货品存放空间单元格上方的部位固装着磁传感器，称重传感器的信号输出端以单向通信单片机的模式电连接单片机的信号输入端，磁传感器的信号输出端以单向通信单片机的模式电连接单片机的信号输入端，单片机的信号输出端以单向通信数据采集模块的模式电连接数据采集模块的信号输入端且以单向通信或单向控制声光发生装置的模式电连接控制声光发生装置的信号输入端，数据采集模块的信号输出端以单向通信以太网数据交换机的模式电连接以太网数据交换机，以太网数据交换机的输入/输出信号端以与计算机相互通信的模式电连接计算机的输入/输出信号端。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181023 |