CN109102650A - 一种有线通信的快递柜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有线通信的快递柜，包括主柜锁控板和多个副柜锁控板，主柜锁控板与各副柜锁控板之间串联；所述主柜锁控板上设置有第一处理模块、用于控制有线通信方式的第一开关控制模块和多个第一门磁锁接口，所述第一开关控制模块和第一门磁锁接口连接第一处理模块；所述副柜锁控板上设置有第二处理模块、用于控制有线通信方式的第二开关控制模块和多个第二门磁锁接口，所述第二开关控制模块和第二门磁锁接口连接第二处理模块，所述第一处理模块与相邻副柜的第二处理模块串联。本发明通过第一开关控制模块和第二开关控制模块根据需要选择有线通信的方式，传输方式稳定可靠，而且简化了通信方式。
Description
技术领域
本发明涉及快递柜技术领域，特别涉及一种有线通信的快递柜。
背景技术
快递柜包括主柜和多个副柜，控制上采用一个主柜拖多个副柜的方式，主柜上主要有安卓工控机、触摸液晶屏、安防监控、人脸识别摄像头、扫码打印、格口锁控板和电源部分等，而副柜上只有副柜锁控板，副柜和副柜间经过电源线和信号控制线连接。现有的快递柜中，主柜和副柜间的锁控板经过电源线和信号控制线连接，并由主柜锁控板对副柜锁控板进行控制和通信。
目前的快递柜内的锁控板所用的MCU多是8位或16位51单片机，也有部分用Cortex-M3的16位处理器，其通信方式多采用以太网口或RS485通信。
但是，51单片机和Cortex-M3处理器运算速率低，不能满足产品的功能拓展，同时也处于停产或迭代。而以太网通信存在不稳定丢包问题，而RS485同时连接多个锁控板和其他RS485设备时，存在协议冲突、软件处理复杂等，而且快递柜内各种控制线比较杂乱，布线不方便，给后期维护带来困扰。
因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种有线通信的快递柜，能根据需要选择有线通信的方式，使通信稳定可靠。
为解决以上技术问题，本发明采取了以下技术方案：
一种有线通信的快递柜，包括主柜锁控板和多个副柜锁控板，主柜锁控板与各副柜锁控板之间串联；所述主柜锁控板上设置有第一处理模块、用于控制有线通信方式的第一开关控制模块和多个第一门磁锁接口，所述第一开关控制模块和第一门磁锁接口连接第一处理模块；所述副柜锁控板上设置有第二处理模块、用于控制有线通信方式的第二开关控制模块和多个第二门磁锁接口，所述第二开关控制模块和第二门磁锁接口连接第二处理模块，所述第一处理模块与相邻副柜的第二处理模块串联。
所述的有线通信的快递柜中，所述第一处理模块包括第一处理器，所述第一处理器具有若干个第一GPIO口、第一供电口、若干第一RS485接口和第一CAN接口，所述第一供电口、第一RS485接口和第一CAN接口连接第二处理模块，其中两个第一GPIO口连接第一开关控制模块，部分第一GPIO口连接第一门磁锁接口，所述第一供电口还连接第一门磁锁接口，其中一第一RS485接口连接快递柜的工控机。
所述的有线通信的快递柜中，所述第一开关控制模块包括第一开关芯片、第一电阻、第二电阻和第一电容，所述第一开关芯片的VCC脚连接VCC_3V3供电端、也通过第一电容接地，所述第一开关芯片的D+脚通过第一电阻连接主柜锁控板的电源模块，所述第一开关芯片的D-脚通过第二电阻连接主柜锁控板的电源模块，第一开关芯片的HSD1+脚、HSD1-脚连接第一CAN接口，第一开关芯片的HSD2+脚、HSD2-脚连接一第一RS485接口，所述第一开关芯片控制HSD1+脚、HSD1-脚或者HSD2+脚、HSD2-脚输出控制信号。
所述的有线通信的快递柜中，所述主柜锁控板上还设置有用于设置主柜锁控板的地址的第一地址设置模块，所述第一地址设置模块与第一处理模块连接。
所述的有线通信的快递柜中，所述第一地址设置模块包括第一五位拔码开关、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻，所述第一五位拔码开关的第1脚通过第三电阻连接VCC_3V3供电端和第一处理器的其中一第一GPIO口，所述第一五位拔码开关的第2脚通过第四电阻连接VCC_3V3供电端和第一处理器的其中一第一GPIO口，所述第一五位拔码开关的第3脚通过第五电阻连接VCC_3V3供电端和第一处理器的其中一第一GPIO口，所述第一五位拔码开关的第4脚通过第六电阻连接VCC_3V3供电端和第一处理器的其中一第一GPIO口，所述第一五位拔码开关的第5脚通过第七电阻连接VCC_3V3供电端和第一处理器的其中一第一GPIO口，所述第一五位拔码开关的第6脚、第7脚、第8脚、第9脚和第10脚接地。
所述的有线通信的快递柜中，所述电源模块包括保险丝、第一二极管、第二二极管和第三二极管，所述第一二极管的负极连接VCC_12V供电端，第一二极管的正极通过保险丝连接第一供电口的第1脚和VCC_12V_IN供电端，第一供电口的第2脚接地，第一供电口的第3脚连接第一开关芯片的D+脚，第一供电口的第4脚连接第一开关芯片的D-脚。
所述的有线通信的快递柜中，所述第二处理模块包括第二处理器，所述第二处理器具有若干个第二GPIO口、第二供电口、若干第二RS485接口和第二CAN接口，所述第二供电口、第二RS485接口和第二CAN接口连接第二处理模块，其中两个第二GPIO口连接第二开关控制模块，部分第二GPIO口连接第二门磁锁接口，所述第二供电口还连接第二门磁锁接口，其中一第二RS485接口连接快递柜的工控机。
所述的有线通信的快递柜中，所述第二开关控制模块包括第二开关芯片、第八电阻、第九电阻和第二电容，所述第二开关芯片的VCC脚连接VCC_3V3供电端、也通过第二电容接地，所述第二开关芯片的D+脚通过第八电阻连接主柜锁控板的电源模块，所述第二开关芯片的D-脚通过第九电阻连接主柜锁控板的电源模块，第二开关芯片的HSD1+脚、HSD1-脚连接第二CAN接口，第二开关芯片的HSD2+脚、HSD2-脚连接一第二RS485接口，所述第二开关芯片控制HSD1+脚、HSD1-脚或者HSD2+脚、HSD2-脚输出控制信号。
所述的有线通信的快递柜中，所述主柜锁控板上还设置有用于设置主柜锁控板的地址的第二地址设置模块，所述第二地址设置模块与第二处理模块连接。
所述的有线通信的快递柜中，所述有线通信方式为RS485总线通信或者CAN总线通信，由所述第一开关控制模块和第二开关控制模块控制有线通信方式为CAN总线通信或者RS485总线通信。
相较于现有技术，本发明提供的有线通信的快递柜，包括主柜锁控板和多个副柜锁控板，主柜锁控板与各副柜锁控板之间串联；所述主柜锁控板上设置有第一处理模块、用于控制有线通信方式的第一开关控制模块和多个第一门磁锁接口，所述第一开关控制模块和第一门磁锁接口连接第一处理模块；所述副柜锁控板上设置有第二处理模块、用于控制有线通信方式的第二开关控制模块和多个第二门磁锁接口，所述第二开关控制模块和第二门磁锁接口连接第二处理模块，所述第一处理模块与相邻副柜的第二处理模块串联。本发明通过第一开关控制模块和第二开关控制模块根据需要选择有线通信的方式，传输方式稳定可靠，而且简化了通信方式。
附图说明
图1为本发明提供的有线通信的快递柜的结构框图。
图2为本发明提供的有线通信的快递柜中主柜锁控板与副柜锁控板间的示意图。
图3为本发明提供的有线通信的快递柜中第一处理模块的结构框图。
图4为本发明提供的有线通信的快递柜中第一开关控制模块的电路图。
图5为本发明提供的有线通信的快递柜中第一开关芯片的原理示意图。
图6为本发明提供的有线通信的快递柜中第一地址设置模块的电路图。
图7为本发明提供的有线通信的快递柜中电源模块的电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1和图2，本发明提供的有线通信的快递柜包括主柜锁控板10和多个副柜锁控板20，主柜锁控板10与各副柜锁控板20之间串联；所述主柜锁控板10上设置有第一处理模块101、用于控制有线通信方式的第一开关控制模块102和多个第一门磁锁接口103，所述第一开关控制模块102和第一门磁锁接口103连接第一处理模块101；所述副柜锁控板20上设置有第二处理模块、用于控制有线通信方式的第二开关控制模块和多个第二门磁锁接口，所述第二开关控制模块和第二门磁锁接口连接第二处理模块，所述第一处理模块101与相邻副柜的第二处理模块串联。本发明通过第一开关控制模块102和第二开关控制模块根据需要选择有线通信的方式，传输方式稳定可靠，而且简化了通信方式。
本实施例中，所述有线通信方式为RS485总线通信或者CAN总线通信，由所述第一开关控制模块102和第二开关控制模块控制有线通信方式为CAN总线通信或者RS485总线通信。优选地，本发明采用CAN通信方式，将RS485通信总线作为可选，从而保证通信稳定可靠，硬件电路更简洁，电气接线简单，易标准化生产和安装。
请一并参阅图3，在本发明的有线通信的快递柜中，所述第一处理模块101包括第一处理器U1，所述第一处理器U1具有若干个第一GPIO口、第一供电口、若干第一RS485接口和第一CAN接口，所述第一供电口、第一RS485接口和第一CAN接口连接第二处理模块，其中两个第一GPIO口连接第一开关控制模块102，部分第一GPIO口连接第一门磁锁接口103，所述第一供电口还连接第一门磁锁接口103，其中一第一RS485接口连接快递柜的工控机。
具体实施时，所述第一处理器U1U1可采用ST的Cortex-M4内核的32位高性能微控制器STM32F407ZET6，当然也可采用其它类似功能的集成芯片。STM32F407ZET6的微控制器，其频率为168Mhz，其数据处理速率快,功率为256MB，Flash/192+4KB RAM。
请一并参阅图4和图5，在本发明的有线通信的快递柜中，所述第一开关控制模块102包括第一开关芯片U2、第一电阻R1、第二电阻R2和第一电容C1，所述第一开关芯片U2的VCC脚连接VCC_3V3供电端、也通过第一电容C1接地，所述第一开关芯片U2的D+脚通过第一电阻R1连接主柜锁控板10的电源模块，所述第一开关芯片U2的D-脚通过第二电阻R2连接主柜锁控板10的电源模块，第一开关芯片U2的HSD1+脚、HSD1-脚连接第一CAN接口，第一开关芯片U2的HSD2+脚、HSD2-脚连接一第一RS485接口，所述第一开关芯片U2控制HSD1+脚、HSD1-脚或者HSD2+脚、HSD2-脚输出控制信号。
本实施例中，第一开关芯片U2采用SGM7227的集成芯片，SGM7227芯片内部设置有双刀双掷开关，通过第一处理器U1的双刀双掷开关方式，控制CAN总线或RS485总线只能其中一个导通。
本发明采用Cortex-M4高性能处理器STM32F407，并增加CAN总线通信，提供CAN和RS485二选一的通信方式，在应用时可以只用CAN，预留RS485做过度，采用CAN总线通信，保证通信稳定可靠，硬件电路更简洁，电气接线简单，易标准化生产和安装。
请一并参阅图6，所述主柜锁控板10上还设置有用于设置主柜锁控板10的地址的第一地址设置模块，所述第一地址设置模块与第一处理模块101连接，通过第一地址设置模块设置主柜的地址编码，确保通信可靠。
所述第一地址设置模块包括第一五位拔码开关SW1、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7，所述第一五位拔码开关SW1的第1脚通过第三电阻R3连接VCC_3V3供电端和第一处理器U1的其中一第一GPIO口，所述第一五位拔码开关SW1的第2脚通过第四电阻R4连接VCC_3V3供电端和第一处理器U1的其中一第一GPIO口，所述第一五位拔码开关SW1的第3脚通过第五电阻R5连接VCC_3V3供电端和第一处理器U1的其中一第一GPIO口，所述第一五位拔码开关SW1的第4脚通过第六电阻R6连接VCC_3V3供电端和第一处理器U1的其中一第一GPIO口，所述第一五位拔码开关SW1的第5脚通过第七电阻R7连接VCC_3V3供电端和第一处理器U1的其中一第一GPIO口，所述第一五位拔码开关SW1的第6脚、第7脚、第8脚、第9脚和第10脚接地。
请一并参阅图7，所述电源模块包括保险丝RV1、第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3，所述第一二极管D1的负极连接VCC_12V供电端，第一二极管D1的正极通过保险丝RV1连接第一供电口的第1脚和VCC_12V_IN供电端，第一供电口的第2脚接地，第一供电口的第3脚连接第一开关芯片U2的D+脚，第一供电口的第4脚连接第一开关芯片U2的D-脚。
所述副柜锁控板20设置有接线接口CN1、CN2、CN3，接线接口CN1、CN3连接外部电源或者其它副柜锁控板20，由主柜锁控板10给各副柜锁控板20提供12V的工作电压，并通过CAN总线给各副柜锁控板20传输控制指令，其传输方式稳定可靠，而且简化了通信方式。
请继续参阅图1和图2，所述快递柜还包括触摸显示屏、摄像头、扫描头和打印模组，所述触摸显示屏、摄像头、扫描头和打印模组均连接快递柜的工控机，由工控机对触摸显示屏、摄像头、扫描头和打印模组等模块进行控制。其中，触摸显示屏与工控机之间通过LVDS接口连接，用于完成人机交互，摄像头用于拍摄快递柜区域的视频图像，扫描头用于扫描包裹上的身份识别信息(如二维码、条码等)，工控机与主柜锁控板10之间通过RS485通信，由于快递柜的主副锁控板之间优选采用CAN总线通信，不会存在协议上的冲突，软件上的特殊处理等。
在本发明有线通信的快递柜中，主柜锁控板10和各副柜锁控板20相应相同的控制电路板，即所述第二处理模块包括第二处理器，所述第二处理器具有若干个第二GPIO口、第二供电口、若干第二RS485接口和第二CAN接口，所述第二供电口、第二RS485接口和第二CAN接口连接第二处理模块，其中两个第二GPIO口连接第二开关控制模块，部分第二GPIO口连接第二门磁锁接口，所述第二供电口还连接第二门磁锁接口，其中一第二RS485接口连接快递柜的工控机。
所述第二开关控制模块包括第二开关芯片、第八电阻、第九电阻和第二电容，所述第二开关芯片的VCC脚连接VCC_3V3供电端、也通过第二电容接地，所述第二开关芯片的D+脚通过第八电阻连接主柜锁控板10的电源模块，所述第二开关芯片的D-脚通过第九电阻连接主柜锁控板10的电源模块，第二开关芯片的HSD1+脚、HSD1-脚连接第二CAN接口，第二开关芯片的HSD2+脚、HSD2-脚连接一第二RS485接口，所述第二开关芯片控制HSD1+脚、HSD1-脚或者HSD2+脚、HSD2-脚输出控制信号。
相应地，所述主柜锁控板10上还设置有用于设置主柜锁控板10的地址的第二地址设置模块，所述第二地址设置模块与第二处理模块连接。第二地址设置模块包括第二五位拔码开关及多个上拉电阻等。
本发明的有线通信的快递柜中，主、副柜锁控板20采用相同的电路板，主、副柜锁控板20采用STM32F4为主控，有线通信方式RS485和CAN通信通过模拟开关二选一，格口门的开关通过锁控板控制门磁锁实现。主副柜的每个格口门上都配有门磁锁，门磁锁主要由供电和锁状态反馈两部分，通过控制门锁上电开锁，及开锁后反馈锁的状态。本发明通过人机交互界面(即触摸屏)取件或寄件，安卓工控机与主柜锁控板10之间通过RS485通信，主柜锁控板10通过RS485或CAN下发指令给各副柜锁控板20，控制所有快递柜上的格口开门，开关门的状态又反馈给主柜锁控板10和工控机。人机交互触摸液晶屏通过LVDS排线连接安卓工控机，安卓工控机通过RS485连接主柜锁控板10，主副柜锁控板20间串联，如图1和图2所示。
由于主柜锁控板10除了连接工控机、散热风扇之外，其软硬件与副柜锁控板20完全相同，因此此处对副柜锁控板20作详述。
在本发明的有线通信的快递柜中，每个锁控板最多可接26把门磁锁，门磁锁主要由供电和锁状态两部分，STM32F4处理器通过IO口控制门锁的MOS管导通，使门锁上电开锁开门，同时触发锁内的开关输出低电平，并由STM32F4处理器对门锁的开断进行检测。由于本发明的快递柜采用一个主柜拖多个副柜，而且各副柜锁控板20电路原理都相同，本发明采用了拨码开关为每个副柜锁控板20进行二进制编码，使编码地址唯一，确保控制精准。
综上所述，本发明通过第一开关控制模块和第二开关控制模块根据需要选择有线通信的方式，工控机与主柜锁控板之间通过RS485通信，由于快递柜的主副锁控板之间优先采用CAN总线通信，因此在通信时不会存在协议上的冲突，软件上的特殊处理等，保证通信稳定可靠，硬件电路更简洁，电气接线简单，易标准化生产和安装。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种有线通信的快递柜，其特征在于，包括主柜锁控板和多个副柜锁控板，主柜锁控板与各副柜锁控板之间串联；所述主柜锁控板上设置有第一处理模块、用于控制有线通信方式的第一开关控制模块和多个第一门磁锁接口，所述第一开关控制模块和第一门磁锁接口连接第一处理模块；所述副柜锁控板上设置有第二处理模块、用于控制有线通信方式的第二开关控制模块和多个第二门磁锁接口，所述第二开关控制模块和第二门磁锁接口连接第二处理模块，所述第一处理模块与相邻副柜的第二处理模块串联。
2.根据权利要求1所述的有线通信的快递柜，其特征在于，所述第一处理模块包括第一处理器，所述第一处理器具有若干个第一GPIO口、第一供电口、若干第一RS485接口和第一CAN接口，所述第一供电口、第一RS485接口和第一CAN接口连接第二处理模块，其中两个第一GPIO口连接第一开关控制模块，部分第一GPIO口连接第一门磁锁接口，所述第一供电口还连接第一门磁锁接口，其中一第一RS485接口连接快递柜的工控机。
3.根据权利要求2所述的有线通信的快递柜，其特征在于，所述第一开关控制模块包括第一开关芯片、第一电阻、第二电阻和第一电容，所述第一开关芯片的VCC脚连接VCC_3V3供电端、也通过第一电容接地，所述第一开关芯片的D+脚通过第一电阻连接主柜锁控板的电源模块，所述第一开关芯片的D-脚通过第二电阻连接主柜锁控板的电源模块，第一开关芯片的HSD1+脚、HSD1-脚连接第一CAN接口，第一开关芯片的HSD2+脚、HSD2-脚连接一第一RS485接口，所述第一开关芯片控制HSD1+脚、HSD1-脚或者HSD2+脚、HSD2-脚输出控制信号。
4.根据权利要求3所述的有线通信的快递柜，其特征在于，所述主柜锁控板上还设置有用于设置主柜锁控板的地址的第一地址设置模块，所述第一地址设置模块与第一处理模块连接。
5.根据权利要求4所述的有线通信的快递柜，其特征在于，所述第一地址设置模块包括第一五位拔码开关、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻，所述第一五位拔码开关的第1脚通过第三电阻连接VCC_3V3供电端和第一处理器的其中一第一GPIO口，所述第一五位拔码开关的第2脚通过第四电阻连接VCC_3V3供电端和第一处理器的其中一第一GPIO口，所述第一五位拔码开关的第3脚通过第五电阻连接VCC_3V3供电端和第一处理器的其中一第一GPIO口，所述第一五位拔码开关的第4脚通过第六电阻连接VCC_3V3供电端和第一处理器的其中一第一GPIO口，所述第一五位拔码开关的第5脚通过第七电阻连接VCC_3V3供电端和第一处理器的其中一第一GPIO口，所述第一五位拔码开关的第6脚、第7脚、第8脚、第9脚和第10脚接地。
6.根据权利要求3所述的有线通信的快递柜，其特征在于，所述电源模块包括保险丝、第一二极管、第二二极管和第三二极管，所述第一二极管的负极连接VCC_12V供电端，第一二极管的正极通过保险丝连接第一供电口的第1脚和VCC_12V_IN供电端，第一供电口的第2脚接地，第一供电口的第3脚连接第一开关芯片的D+脚，第一供电口的第4脚连接第一开关芯片的D-脚。
7.根据权利要求1所述的有线通信的快递柜，其特征在于，所述第二处理模块包括第二处理器，所述第二处理器具有若干个第二GPIO口、第二供电口、若干第二RS485接口和第二CAN接口，所述第二供电口、第二RS485接口和第二CAN接口连接第二处理模块，其中两个第二GPIO口连接第二开关控制模块，部分第二GPIO口连接第二门磁锁接口，所述第二供电口还连接第二门磁锁接口，其中一第二RS485接口连接快递柜的工控机。
8.根据权利要求7所述的有线通信的快递柜，其特征在于，所述第二开关控制模块包括第二开关芯片、第八电阻、第九电阻和第二电容，所述第二开关芯片的VCC脚连接VCC_3V3供电端、也通过第二电容接地，所述第二开关芯片的D+脚通过第八电阻连接主柜锁控板的电源模块，所述第二开关芯片的D-脚通过第九电阻连接主柜锁控板的电源模块，第二开关芯片的HSD1+脚、HSD1-脚连接第二CAN接口，第二开关芯片的HSD2+脚、HSD2-脚连接一第二RS485接口，所述第二开关芯片控制HSD1+脚、HSD1-脚或者HSD2+脚、HSD2-脚输出控制信号。
9.根据权利要求8所述的有线通信的快递柜，其特征在于，所述主柜锁控板上还设置有用于设置主柜锁控板的地址的第二地址设置模块，所述第二地址设置模块与第二处理模块连接。
10.根据权利要求1所述的有线通信的快递柜，其特征在于，所述有线通信方式为RS485总线通信或者CAN总线通信，由所述第一开关控制模块和第二开关控制模块控制有线通信方式为CAN总线通信或者RS485总线通信。
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