CN108775206A - 用于智能货柜的控制器及智能货柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于智能货柜的控制器及智能货柜，其中，用于智能货柜的控制器包括：控制模块，控制模块包括电插锁接口；与控制模块相连的通讯模块；电源模块，电源模块分别与控制模块、通讯模块相连，为控制模块和通讯模块提供电源；柜门锁，柜门锁通过电插锁接口与控制模块相连，用于接收控制模块的控制信号，根据控制信号开启或关闭。本发明实施例的用于智能货柜的控制器及智能货柜，能够随时随地实现对柜门锁的精准控制，提高实用性。

Description

用于智能货柜的控制器及智能货柜

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种用于智能货柜的控制器及智能货柜。

背景技术

随着信息化时代的来临，越来越多的无人售货机出现在商场、写字楼、机场、车站等客流量较大的地方，给用户带来了便利。目前，无人售货机的支付方式主要是用户先选取需要购买的货品，然后使用手机扫描自动售货机提供的二维码进行支付，自动售货机自动掉落相应的货品到取货口，用户从取货口取出货品。但是，其并不能有效地帮助用户实现随时随地开关柜门，用户无法得知柜门的开关状态，实用性差。

发明内容

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种用于智能货柜的控制器及智能货柜，能够随时随地实现对柜门锁的精准控制，提高实用性。

为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种用于智能货柜的控制器，包括：

控制模块，所述控制模块包括电插锁接口；

与所述控制模块相连的通讯模块；

电源模块，所述电源模块分别与所述控制模块、所述通讯模块相连，为所述控制模块和所述通讯模块提供电源；

柜门锁，所述柜门锁通过所述电插锁接口与所述控制模块相连，用于接收所述控制模块的控制信号，根据所述控制信号开启或关闭。

可选的，所述柜门锁为两个，且工作电压为12V。

可选的，所述通讯模块包括无线通讯天线和蓝牙天线。

可选的，所述控制器通过所述无线通讯天线与服务器交互，并通过所述蓝牙天线与具有蓝牙功能的移动终端交互。

可选的，所述控制器还包括：

与所述控制模块相连的蓝牙模块，所述蓝牙模块与具有蓝牙功能的防丢器交互。

可选的，所述控制器还包括：

与所述控制模块相连的加速度传感器，所述控制模块还用于接收所述加速度传感器检测的加速度信息。

可选的，所述控制器还包括：

与所述控制模块相连的温度传感器，所述控制模块还用于接收所述温度传感器检测的温度信息。

可选的，所述控制器还包括：

掉电检测电路，所述掉电检测电路与所述控制模块相连。

可选的，所述控制器还包括：

蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述控制模块相连。

可选的，所述控制器还包括：

RS232接口，所述控制器通过所述RS232接口与上位机通讯。

可选的，所述控制器还包括：

RTC电池，所述RTC电池为所述控制模块的实时时钟供电。

可选的，所述电源模块包括第一电源模块、第二电源模块和第三电源模块，

所述第一电源模块用于接入12V电源，并将所述12V电源转为5V电源；

所述第二电源模块与所述第一电源模块相连，用于将所述第一电源模块输入的5V电源转为4V电源，并为所述通讯模块供电；

所述第三电源模块与所述第一电源模块相连，用于将所述第一电源模块输入的5V电源转为3.3V电源，并为所述控制模块供电。

可选的，所述控制器还包括：

二维码扫描模块，与所述控制模块相连，用于扫描移动终端生成的二维码。

可选的，所述控制器还包括：

JTAG程序下载模块，与所述控制模块相连，用于通过串行调试模式SWD下载程序。

为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种用于智能货柜，包括上一方面实施例提出的用于智能货柜的控制器。

本发明实施例的用于智能货柜的控制器及智能货柜，能够随时随地实现对柜门锁的精准控制，提高实用性。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一实施例提出的用于智能货柜的控制器的结构框图；

图2为STM32F103RET6芯片的电路图一；

图3为STM32F103RET6芯片的电路图二；

图4为SIM800C芯片的电路图；

图5为SIM卡的电路图；

图6为LM2596-ADJ芯片的电路图；

图7为MIC29302芯片的电路图；

图8为AMS1117芯片的电路图；

图9为柜门锁400的电路图；

图10为本发明另一实施例提出的用于智能货柜的控制器的结构框图；

图11为CC2541芯片的电路图；

图12为本发明又一实施例提出的用于智能货柜的控制器的结构框图；

图13为采用MPU6050芯片的电路图；

图14为本发明再一实施例提出的用于智能货柜的控制器的结构框图；

图15为本发明另一实施例提出的用于智能货柜的控制器的结构框图；

图16为掉电检测电路700的电路图；

图17为本发明又一实施例提出的用于智能货柜的控制器的结构框图；

图18为蜂鸣器800的电路图；

图19为本发明再一实施例提出的用于智能货柜的控制器的结构框图；

图20为MAX3232芯片的电路图；

图21为本发明一具体实施例提出的用于智能货柜的控制器的结构框图；

图22为本发明另一具体实施例提出的用于智能货柜的控制器的结构框图；

图23为本发明又一具体实施例提出的用于智能货柜的控制器的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的用于智能货柜的控制器及智能货柜。

图1为本发明一实施例提出的用于智能货柜的控制器的结构框图。

如图1所示，用于智能货柜的控制器包括控制模块100、通讯模块200、电源模块300以及柜门锁400。

控制模块100包括电插锁接口(图中未示出)。

举例来说，控制模块100采用的是STM32F103RET6芯片。该芯片具有64KB SRAM(静态随机存取存储器)、512KB FLASH(闪存)、2个基本定时器、4个通用定时器、2个高级定时器、2个DMA(直接内存存取)控制器(共12个通道)、3个SPI(串行外设接口)、2个IIC(集成电路总线)、5个串口、1个USB接口、1个CAN总线、3个12位的ADC(模数转换器)、2个12位的DAC(数模转换器)、1个SDIO接口(安全数字输入输出卡)、51个通用IO接口。该芯片的工作电压为2V-3.6V之间。其中，如图2所示，引脚1为低速时钟供电电源正极，引脚13、引脚19、引脚32、引脚48和引脚64为3.3V电源正极，引脚12、引脚18、引脚31、引脚47和引脚63为3.3V电源负极。如图3所示，引脚3和引脚4为低速时钟晶振，引脚5和引脚6为主时钟晶振，引脚8、引脚9、引脚10、引脚11、引脚24、引脚27、引脚28为锁控制及反馈信号，引脚2、引脚29、引脚30和引脚34与通讯模块200连接，引脚29、引脚30、引脚61和引脚62可用于与蓝牙模块连接，引脚37可与掉电检测电路相连，引脚38可用于与温度传感器连接，引脚41可用于与蜂鸣器连接，引脚26、引脚58和引脚59可用于与加速度传感器连接。引脚42和引脚43为调试串口，用于设备软件调试，通过调试串口输出状态信息，方便开发人员调试。

通讯模块200与控制模块100相连。通讯模块200包括无线通讯天线210、蓝牙天线220和SIM卡接口230。这样，控制器100便可通过无线通讯天线210与后台的服务器进行交互，如提交货品种类数量等等。控制器100还可以通过蓝牙天线220与具有蓝牙功能的移动终端如手机进行交互，在没有移动信号的环境下，也可以通过蓝牙信号进行交互。

举例来说，通讯模块200可以是GPRS模块，采用SIM800C芯片。SIM800C芯片可支持4频GSM/GPRS，工作的频段为：GSM850、EGSM900、DCS1800和PCS1900MHz。SIM800C芯片的物理接口为42引脚的SMT焊盘，包括两路串口(一路三线串口与一路全功能串口)；一路USB接口，便于用户调试和下载软件；一路音频接口，包含麦克风输入和受话器输出；可编程的通用输入输出接口(GPIO)；一路SIM卡接口。通讯模块200支持蓝牙3.0功能。如图4所示，引脚15至引脚18为SIM卡接口，引脚24至引脚27为USB接口，引脚1和引脚2与控制模块100连接，引脚32为GPRS天线，引脚9至引脚12为音频接口。如图5所示，图5为SIM卡的电路图。

电源模块300，分别与控制模块100、通讯模块200相连，为控制模块100和通讯模块200提供电源。

具体地，电源模块300包括第一电源模块310、第二电源模块320和第三电源模块330。第一电源模块310用于接入12V电源，并将12V电源转为5V电源；第二电源模块320与第一电源模块310相连，用于将第一电源模块310输入的5V电源转为4V电源，并为通讯模块200供电；第三电源模块330与第一电源模块310相连，用于将第一电源模块310输入的5V电源转为3.3V电源，并为控制模块100供电。

如图6所示，第一电源模块310可采用LM2596-ADJ芯片。宽电压输入，转换效率高。LM2596-ADJ芯片可以为MIC29302芯片和AMS1117芯片供电。

如图7所示，第二电源模块320可采用MIC29302芯片。由于通讯模块200以最大功率发射时，电流峰值瞬间最高可达到2A，从而导致有较大的电压跌落，所以第二电源模块320只给通讯模块200供电。

如图8所示，第三电源模块330可采用AMS1117芯片，外围电路简单，稳定可靠。

柜门锁400，通过电插锁接口与控制模块100相连，用于接收控制模块的控制信号，根据控制信号开启或关闭。

其中，柜门锁400为两个，且工作电压为12V。控制模块100可通过N沟道MOSFET场效应管来控制柜门锁400的开启和关闭，共两个锁接口。当锁1接口出现故障时，可将柜门锁400插入至锁2接口，实现快速维修，可通过不同版本的软件实现适应不同规格的锁。柜门锁400的电路图可如图9所示。

本发明实施例的用于智能货柜的控制器，能够随时随地实现对柜门锁的精准控制，提高实用性。

在本发明的另一个实施例中，如图10所示，用于智能货柜的控制器还可包括蓝牙模块500。

蓝牙模块500与控制模块100相连，其可以与具有蓝牙功能的防丢器交互。

举例来说，蓝牙模块500支持蓝牙4.0版本通讯，可与手机直接通讯。采用的芯片为CC2541，其将领先的性能出色的RF收发器和一个增强型8051MCU、系统内可编程闪存存储器、8kB RAM(随机存储器)及其它功能强大的外设进行组合。电路图可如图11所示。其工作电压范围为(2V-3.6V)。该蓝牙模块400可作为蓝牙主机、蓝牙从机以及蓝牙主从一体。蓝牙主机支持SBL(串口)升级(UART异步升级)；蓝牙从机支持OAD(空中下载)升级；蓝牙主从一体支持蓝牙角色切换。该蓝牙模块400还支持桥接模式(串口透传)，或者直接驱动模式(无需额外CPU)。直驱模式支持UART/IIC/SPI三种接口。

在本发明的又一个实施例中，如图12所示，用于智能货柜的控制器还可包括加速度传感器600。

加速度传感器600与控制模块100相连。控制模块100可接收加速度传感器600检测的加速度信息，如货品掉落时的加速度等。

举例来说，加速度传感器600可采用MPU6050芯片。如图13所示，该芯片内部整合了3轴陀螺仪和3轴加速度传感器，并且含有一个主IIC接口和一个第二IIC接口。主IIC接口用于与控制模块100连接，第二IIC接口与外部磁力传感器连接。加速度传感器600利用自带的数字运动处理器(DMP:Digital Motion Processor)硬件加速引擎，通过主IIC接口，向应用端输出完整的9轴融合演算数据。通过DMP，可调用运动处理资料库，非常方便地实现姿态计算，降低了运动处理运算对操作系统的负荷，同时大大降低了开发难度。

在本发明的再一个实施例中，如图14所示，用于智能货柜的控制器还可包括温度传感器700。

温度传感器700与控制模块100相连。控制模块100可接收温度传感器700检测的温度信息。

举例来说，温度传感器700可采用DS18B20芯片，可在冰箱内防水防凝露防结霜，其采用单总线结构，测量温度范围为-55～125℃，精度为±0.5℃。温度传感器600工作在3-5.5V的电压范围，具有掉电保护功能。

第一电源模块310还可以为温度传感器700供电。

在本发明的另一个实施例中，如图15所示，用于智能货柜的控制器还可包括掉电检测电路800。

掉电检测电路800与控制模块100相连。其中，掉电检测电路800的电路图可如图16所示。当设有UPS电源时，UPS电源自带的主电源在线状态(AC OK开，AV Fail关)引脚，可与控制模块100的掉电检测接口连接。控制模块100通过光耦EL817采集掉电信号。

在本发明的又一个实施例中，如图17所示，用于智能货柜的控制器还可包括蜂鸣器900。

蜂鸣器900与控制模块100相连。其中，蜂鸣器900的电路图可如图18所示。第三电源模块330还可为蜂鸣器900供电。蜂鸣器900，可用于特定状态的报警，如当检测到柜门锁长时间未关闭时，蜂鸣器900会发出报警信号。

在本发明的再一个实施例中，如图19所示，用于智能货柜的控制器还可包括RS232接口1000。

RS232接口1000与控制模块100相连。控制器可以通过RS232接口900与上位机通讯。RS232接口1000可采用MAX3232芯片。如图20所示，该芯片采用专有低压差发送器输出级，利用双电荷泵3.0V至5.5V电源供电时，能够实现真正的RS-232接口性能。仅需四个0.1uF的外部小尺寸电荷泵电容。MAX3232芯片能够确保在120kbps数据速率，同时保持RS-232接口的输出电平。

在本发明的另一个实施例中，如图21所示，用于智能货柜的控制器还可包括RTC电池1100。

RTC电池1100可以为控制模块100的实时时钟供电。可采用CR1220纽扣电池，可维持数年工作。在外部电源断电的时候，RTC电池1000可维持后备区域数据的存储。

在本发明的另一个实施例中，如图22所示，用于智能货柜的控制器还可包括二维码扫描模块1200。

二维码扫描模块1200与控制模块100相连，用于扫描移动终端生成的二维码。当用户使用移动终端支付成功后，移动终端会生产二维码图片，通过二维码扫描模块1200扫描该二维码，控制模块100可进行验证，成功后控制柜门锁开启。

在本发明的另一个实施例中，如图23所示，用于智能货柜的控制器还可包括JTAG程序下载模块1300。

JTAG程序下载模块1300与控制模块100相连，用于通过串行调试模式SWD下载程序。其中，SWD(Serial Wire Debug，串行调试)，是一种与JTAG(Joint Test Action Group，联合测试工作组)模式不同的调试模式，使用的调试协议也不一样。与JTAG模式需要20个引脚连接相比，SWD模式只需要4个或者5个引脚进行连接，结构简单，在高速模式下更加可靠。

此外，控制器还可包括三个工作指示灯。其中，POWER_LED是电源指示灯，当控制模块100供电正常时，电源指示灯常亮；BT_LED是蓝牙指示灯，当蓝牙模块500正常工作通讯时，蓝牙指示灯以每秒一次的频率闪烁；GPRS_LED是通讯指示灯，当无线网络正常工作通讯(通讯模块200正常)时，通讯指示灯以每秒一次的频率闪烁。

为了实现上述实施例，本发明还提出了一种智能货柜，该智能货柜具有上一方面实施例描述的控制器。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (15)

1.一种用于智能货柜的控制器，其特征在于，包括：

控制模块，所述控制模块包括电插锁接口；

与所述控制模块相连的通讯模块；

电源模块，所述电源模块分别与所述控制模块、所述通讯模块相连，为所述控制模块和所述通讯模块提供电源；

柜门锁，所述柜门锁通过所述电插锁接口与所述控制模块相连，用于接收所述控制模块的控制信号，根据所述控制信号开启或关闭。

2.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述柜门锁为两个，且工作电压为12V。

3.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述通讯模块包括无线通讯天线和蓝牙天线。

4.如权利要求3所述的控制器，其特征在于，所述控制器通过所述无线通讯天线与服务器交互，并通过所述蓝牙天线与具有蓝牙功能的移动终端交互。

5.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：

与所述控制模块相连的蓝牙模块，所述蓝牙模块与具有蓝牙功能的防丢器交互。

6.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：

与所述控制模块相连的加速度传感器，所述控制模块还用于接收所述加速度传感器检测的加速度信息。

7.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：

与所述控制模块相连的温度传感器，所述控制模块还用于接收所述温度传感器检测的温度信息。

8.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：

掉电检测电路，所述掉电检测电路与所述控制模块相连。

9.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：

蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述控制模块相连。

10.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：

RS232接口，所述控制器通过所述RS232接口与上位机通讯。

11.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：

RTC电池，所述RTC电池为所述控制模块的实时时钟供电。

12.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述电源模块包括第一电源模块、第二电源模块和第三电源模块，

所述第一电源模块用于接入12V电源，并将所述12V电源转为5V电源；

所述第二电源模块与所述第一电源模块相连，用于将所述第一电源模块输入的5V电源转为4V电源，并为所述通讯模块供电；

所述第三电源模块与所述第一电源模块相连，用于将所述第一电源模块输入的5V电源转为3.3V电源，并为所述控制模块供电。

13.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：

二维码扫描模块，与所述控制模块相连，用于扫描移动终端生成的二维码。

14.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：

JTAG程序下载模块，与所述控制模块相连，用于通过串行调试模式SWD下载程序。

15.一种智能货柜，其特征在于，包括如权利要求1-14任一项所述的控制器。