CN109240176A - 智能物联共享柜 - Google Patents

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CN109240176A CN201811325492.6A CN201811325492A CN109240176A CN 109240176 A CN109240176 A CN 109240176A CN 201811325492 A CN201811325492 A CN 201811325492A CN 109240176 A CN109240176 A CN 109240176A
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陈平
刘浩
陶铮
沈军
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
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    • G—PHYSICS
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/24—Pc safety
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Abstract

本发明公开了一种智能物联共享柜，其包括储存柜和控制系统；所述控制系统包括树莓派、控制器、电磁锁开关电路、电磁锁、RFID读卡器和通信模块；所述控制器与所述树莓派信号连接；所述控制器信号连接于电磁锁开关电路，所述电磁锁开关电路连接于电磁锁；所述RFID读卡器信号连接于所述控制器，用于识别放入或者取出储藏空间的物品的ID；所述控制器与所述通信模块信号连接，控制器通过所述通信模块连接于服务器。本发明的智能物联共享柜通过控制系统的设置，能够实现柜内物品实时状态的检测，并且在能够实现柜门的自动打开，方便用户存取柜内所保持的物品，使得行政人员可以远程操作该智能物联共享柜，方便了用户使用，提高了公司的办公效率。

Description

智能物联共享柜
技术领域
本发明涉及一种智能化物联网设备，尤其涉及一种智能物联共享柜。
背景技术
对于企事业单位而言，均存在着大量的贵重物品，例如公章、合同和药品等，这些物品在管理和使用时均需要专人保管，在使用时需要进行申领登记，以使得办公过程有据可查。
现有技术的办公自动化系统，均是实现无纸化申请，但是这些物品的保管均一般均是由公司的行政人员通过钥匙保管，此时，如果保管人不在公司，则无法拿到公章，并交付给申请成功的业务人员，由此导致了整个公司的办公效率的低下。
发明内容
本发明目的是提供一种智能物联共享柜，其能够对物品进行保管和交付，简化了行政人员的工作，并提高了整个公司的办公效率。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种智能物联共享柜，其包括储存柜和控制系统；
所述储存柜包括柜体和至少一个柜门，所述柜体内部设置有至少一个独立的储藏空间，每一个储藏空间均对应一个柜门；
所述控制系统包括树莓派、控制器、电磁锁开关电路、电磁锁、RFID读卡器和通信模块；
所述树莓派通过FPC排线连接有摄像头，而且所述树莓派通过HDMI线连接显示器；
所述控制器与所述树莓派信号连接，所述控制器信号连接于存储器，以通过所述存储器存储程序，所述控制器执行该程序；
所述控制器信号连接于电磁锁开关电路，所述电磁锁开关电路连接于电磁锁；
所述RFID读卡器信号连接于所述控制器，用于识别放入或者取出储藏空间的物品的ID；
所述控制器与所述通信模块信号连接，控制器通过所述通信模块连接于服务器。
可选的，所述电磁锁开关电路包括电阻R36、电阻R42、线性光耦、发光二极管D17、场效应管Q2和接口端子J11；
所述电阻R36的一端连接于+3.3V直流电源，所述电阻R36的另一端通过发光二极管D17连接于控制器的IO管脚；
所述电阻R42的一端连接于+3.3V直流电源，所述电阻R42的另一端连接于发光二极管D17的负极；
所述电阻R51的一端连接于+3.3V直流电源，所述电阻R51的另一端连接于线性光耦的第1管脚，所述线性光耦的第2管脚连接于发光二极管D17的负极；
所述线性光耦的第4管脚连接于+5V直流电源；所述线性光耦的第3管脚通过电阻R58连接于场效应管Q2的栅极；所述场效应管Q2的栅极通过电阻R64接地，并且所述场效应管Q2的源极接地；所述场效应管Q2的漏极通过二极管D26连接于+12V电源，并且所述场效应管Q2的漏极连接于接口端子J11的第3管脚，所述接口端子J11的第4管脚连接于二极管D26的负极；
所述接口端子J11的第1管脚连接于控制器的IO管脚，所述接口端子J11的第2管脚通过电阻R85连接于+3.3V电源，所述接口端子J11的第1管脚分别通过反接的二极管D37和电阻R92接地；
所述电磁锁的接线端子插入所述接口端子J11。
可选的，所述RFID读卡器设置于储存柜的柜体上。
可选的，所述RFID读卡器采用超高频RFID读卡器，并且所述RFID读卡器通过电平转换单元连接于控制器的IO管脚。
可选的，所述控制系统还包括显示器开关电路，所述显示器开关电路信号连接于所述控制器，直流电源通过显示器开关电路连接于所述显示器。
可选的，所述显示器开关电路包括：电阻R35、电阻R50、线性光耦、发光二极管D16、场效应管Q1和接口端子J10；
所述电阻R35的一端连接于+3.3V直流电源，所述电阻R35的另一端连接于控制器的IO管脚；
所述电阻R50的一端连接于+3.3V直流电源，所述电阻R50的另一端连接于线性光耦的第1管脚，所述线性光耦的第2管脚连接于通过发光二极管D16连接于电阻R35的另一端；
所述线性光耦的第4管脚连接于+5V直流电源；所述线性光耦的第3管脚通过电阻R57连接于场效应管Q1的栅极；所述场效应管Q1的栅极通过电阻R63接地，并且所述场效应管Q1的源极接地；所述场效应管Q1的漏极通过二极管D25连接于+12V电源，并且所述场效应管Q1的漏极连接于接口端子J10的第1管脚，所述接口端子J11的第2管脚连接于二极管D26的负极。
可选的，所述控制器还通过报警器开关电路连接于报警器。
可选的，所述通信模块包括型号为ESP-07S的芯片，所述型号为ESP-07S的芯片的第1管脚连接于开关按钮J8；所述型号为ESP-07S的芯片的第3管脚通过电阻R31连接于所述型号为ESP-07S的芯片的第1管脚；所述型号为ESP-07S的芯片的第7管脚连接于控制器的第16管脚；所述型号为ESP-07S的芯片的第8管脚连接于+3.3V电源；所述型号为ESP-07S的芯片的第9管脚接地；所述型号为ESP-07S的芯片的第10管脚连接于控制器的第17管脚；所述型号为ESP-07S的芯片的第11管脚通过电阻R41以及反接的发光二极管D22连接于+3.3V电源；所述型号为ESP-07S的芯片的第12管脚通过电阻R34连接+3.3V电源；所述型号为ESP-07S的芯片的第13管脚通过反接的发光二极管D15连接于+3.3V电源；所述型号为ESP-07S的芯片的第15管脚通过电阻R30连接于控制器的第16管脚；所述型号为ESP-07S的芯片的第16管脚通过电阻R28连接于+3.3V电源。
可选的，所述控制器用于将储存柜内的物品的ID发送至与所述通信模块信号连接的服务器，并接收所述服务器的控制命令，控制电磁锁的打开或者关闭。
本发明具有如下有益效果：本发明的智能物联共享柜通过控制系统的设置，能够实现柜内物品实时状态的检测，并且在能够实现柜门的自动打开，方便用户存取柜内所保持的物品，使得行政人员可以远程操作该智能物联共享柜，方便了用户使用，提高了公司的办公效率。
附图说明
图1为本发明的智能物联共享柜的控制系统的结构示意图；
图2为本发明的+12V直流电源转换为+5V直流电源的电路示意图；
图3为本发明的+12V直流电源转换为+4.6V直流电源的电路示意图；
图4为本发明的+12V直流电源转换为+5V直流电源的电路示意图；
图5为本发明的+5V直流电源转换为+3.3V直流电源的电路示意图；
图6为本发明的控制器的电路连接示意图；
图7为本发明的控制器的电路连接示意图；
图8为本发明的存储器的结构示意图；
图9为本发明的重置电路的结构示意图；
图10为本发明的指示灯的结构示意图；
图11为本发明的USB接口的示意图；
图12为本发明的SWIDO接口的示意图；
图13为本发明的树莓派的结构示意图；
图14为本发明的显示器开关电路的结构示意图；
图15为本发明的电磁锁开关电路的结构示意图；
图16为本发明的电平转换电路的结构示意图(RFID读卡器用)；
图17为本发明的蜂鸣器报警电路的结构示意图；
图18为本发明的红外检测装置的结构示意图；
图19为本发明的通信模块的结构示意图；
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
本实施例提供了一种智能物联共享柜，其包括储存柜和控制系统。
所述储存柜可以设计为常见的柜子形式，例如包括柜体和柜门，所述柜体内部设置有至少一个独立的储藏空间，每一个储藏空间均对应一个柜门，即所述储藏空间和柜门的数量相同，并一一对应，从而可以通过开锁动作打开一个储藏空间的柜门，取出物品或者归还物品。
本实施例中，所述控制系统包括电源模块、树莓派、控制器、电磁锁开关电路、电磁锁、RFID读卡器和通信模块。
本实施例中，所述电源模块将220V50Hz的交流电变换为+12V5A的直流电源，并且所述电源模块还通过TPS563200、TPS562200等芯片将+12V的直流电源转换为+4.6V以及+5V的直流电源；以及通过NCP5661DT33RKG的芯片将+5V的直流电源转换为+3.3V的直流电源，并将这些直流电源提供给树莓派、控制器等元件。
所述树莓派的供电为+5V电源，并且通过FPC排线连接有摄像头，本实施例中，所述摄像头的供电电源为+3.3V；而且优选地，所述树莓派通过HDMI线连接显示器，以在所述树莓派的控制下显示本实施例的智能物联共享柜所存储的物品状态。
所述控制器与所述树莓派信号连接，本实施例中，所述控制器可以采用型号为STM32F103RC的单片机，并且所述控制器信号连接于存储器，以通过所述存储器存储程序，所述控制器执行该程序，使得系统处于工作状态；本实施例中，所述存储器可以采用型号为FM25F02ADN的芯片。
所述控制器信号连接于电磁锁开关电路，所述电磁锁开关电路连接于电磁锁，以在所述控制器的控制下，实现电磁锁的打开或者关闭，此时，所述电磁锁安装于所述储藏柜，以打开或者关闭所述储藏柜的柜门。
所述电磁锁开关电路包括电阻R36、电阻R42、线性光耦、发光二极管D17、场效应管Q2和接口端子J11。
所述电阻R36的一端连接于+3.3V直流电源，所述电阻R36的另一端通过发光二极管D17连接于控制器的IO管脚。
所述电阻R42的一端连接于+3.3V直流电源，所述电阻R42的另一端连接于发光二极管D17的负极。
所述电阻R51的一端连接于+3.3V直流电源，所述电阻R51的另一端连接于线性光耦(型号为EL817SC)的第1管脚，所述线性光耦的第2管脚连接于发光二极管D17的负极。
所述线性光耦的第4管脚连接于+5V直流电源；所述线性光耦的第3管脚通过电阻R58连接于场效应管Q2的栅极；所述场效应管Q2的栅极通过电阻R64接地，并且所述场效应管Q2的源极接地；所述场效应管Q2的漏极通过二极管D26连接于+12V电源，并且所述场效应管Q2的漏极连接于接口端子J11的第3管脚，所述接口端子J11的第4管脚连接于二极管D26的负极。
所述接口端子J11的第1管脚连接于单片机的IO管脚，以将电磁锁的状态信号反馈至单片机，即接口端子J11的第2管脚通过电阻R85连接于+3.3V电源，所述接口端子J11的第1管脚分别通过反接的二极管D37和电阻R92接地。
所述电磁锁的接线端子插入所述接口端子J11，以当控制器发出高电平的打开信号时，能够接通电磁锁的电源(接口端子J11的第3管脚和第4管脚)，并且也接通接口端子J11的第1管脚和第2管脚，以反馈电磁锁的状态信号至单片机。
所述RFID读卡器的数量与所述储藏空间的数量相同，并且每一个储藏空间内均设置有一个RFID读卡器；或者仅设置一个RFID读卡器，此时所述RFID读卡器设置于储存柜的柜体上，此时可以在物品上设置RFID标签，以在从所述储藏空间取出物品或者向所述储藏空间内放置物品时，均通过所述RFID读卡器识别所述物品的RFID标签，从而确认该储藏空间内被放置的物品类别。
所述RFID读卡器信号连接于所述控制器，以将该RFID读卡器所检测的物品的ID信息发送至所述控制器，并通过所述控制器上传至服务器。
本实施例中，所述RFID读卡器采用超高频RFID读卡器，例如北京有我科技有限公司的产品超高频UHF中距离RFID读写器(YW-602-3)，并且所述RFID读卡器通过电平转换单元连接于单片机的IO管脚。
更优选地，所述RFID读卡器在检测到物体时，会驱动蜂鸣器工作，并发出声音。
本实施例中，所述控制器根据RFID读卡器所识别的物体的信息，打开固定的电磁锁，并在物体被妥善保管之后，更新物品信息；或者当使用者取走智能物联共享柜的物品之后，更新物体的信息，使得使用者使用物体或者归还物品时，均有据可查。
本实施例中，为实现对所述显示器的电源控制，所述控制系统还包括显示器开关电路，所述显示器开关电路信号连接于所述控制器，本实施例中，直流电源通过显示器开关电路连接于所述显示器；更优选地，所述显示器开关电路包括：电阻R35、电阻R50、线性光耦、发光二极管D16、场效应管Q1和接口端子J10。
所述电阻R35的一端连接于+3.3V直流电源，所述电阻R35的另一端连接于控制器的IO管脚。
所述电阻R50的一端连接于+3.3V直流电源，所述电阻R50的另一端连接于线性光耦(型号为EL817SC)的第1管脚，所述线性光耦的第2管脚连接于通过发光二极管D16连接于电阻R35的另一端。
所述线性光耦的第4管脚连接于+5V直流电源；所述线性光耦的第3管脚通过电阻R57连接于场效应管Q1的栅极；所述场效应管Q1的栅极通过电阻R63接地，并且所述场效应管Q1的源极接地；所述场效应管Q1的漏极通过二极管D25连接于+12V电源，并且所述场效应管Q1的漏极连接于接口端子J10的第1管脚，所述接口端子J11的第2管脚连接于二极管D26的负极。
从而在控制器的IO管脚发出高电平时，能够打开显示器的电源。
本实施例中，所述控制器还通过报警器开关电路连接于报警器，以当所述智能物联共享柜被破坏或者发生其他异常，例如归还物品不正确等情况时，发出警报；本实施例中，所述报警器开关电路与电磁锁开关电路的结构相同，再次不再一一详述。
所述通信模块为WIFI模块，其包括型号为ESP-07S的芯片，所述型号为ESP-07S的芯片的第1管脚连接于开关按钮J8；所述型号为ESP-07S的芯片的第3管脚通过电阻R31连接于所述型号为ESP-07S的芯片的第1管脚；所述型号为ESP-07S的芯片的第7管脚连接于单片机的第16管脚；所述型号为ESP-07S的芯片的第8管脚连接于+3.3V电源；所述型号为ESP-07S的芯片的第9管脚接地；所述型号为ESP-07S的芯片的第10管脚连接于单片机的第17管脚；所述型号为ESP-07S的芯片的第11管脚通过电阻R41以及反接的发光二极管D22连接于+3.3V电源；所述型号为ESP-07S的芯片的第12管脚通过电阻R34连接+3.3V电源；所述型号为ESP-07S的芯片的第13管脚通过反接的发光二极管D15连接于+3.3V电源；所述型号为ESP-07S的芯片的第15管脚通过电阻R30连接于单片机的第16管脚；所述型号为ESP-07S的芯片的第16管脚通过电阻R28连接于+3.3V电源。
本实施例中，所述控制系统还包括USB接口和SWIDO接口，所述USB接口和SWIDO接口均信号连接于所述控制器。
而且，所述控制系统还包括重置电路，以对所述控制器进行重置；所述控制系统还包括指示灯，参考图10，所述指示灯为发光二极管，所述发光二极管连接于所述控制器。
所述控制器还包括红外传感器(图中未示出)，所述红外传感器可以通过图18所示的电路连接于所述控制器，以通过所述红外传感器检测人的靠近，并在人靠近所述智能物联共享柜时，打开所述显示器开关电路，并打开显示器；当人远离所述智能物联共享柜时，关闭显示器。
本发明的智能物联共享柜通过控制系统的设置，能够实现柜内物品实时状态的检测，并且在能够实现柜门的自动打开，方便用户存取柜内所保持的物品，使得行政人员可以远程操作该智能物联共享柜，方便了用户使用，提高了公司的办公效率。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种智能物联共享柜，其特征在于，包括储存柜和控制系统；
所述储存柜包括柜体和至少一个柜门，所述柜体内部设置有至少一个独立的储藏空间，每一个储藏空间均对应一个柜门；
所述控制系统包括树莓派、控制器、电磁锁开关电路、电磁锁、RFID读卡器和通信模块；
所述树莓派通过FPC排线连接有摄像头，而且所述树莓派通过HDMI线连接显示器；
所述控制器与所述树莓派信号连接，所述控制器信号连接于存储器，以通过所述存储器存储程序，所述控制器执行该程序；
所述控制器信号连接于电磁锁开关电路，所述电磁锁开关电路连接于电磁锁；
所述RFID读卡器信号连接于所述控制器，用于识别放入或者取出储藏空间的物品的ID；
所述控制器与所述通信模块信号连接，控制器通过所述通信模块连接于服务器。
2.根据权利要求1所述的智能物联共享柜，其特征在于，所述电磁锁开关电路包括电阻R36、电阻R42、线性光耦、发光二极管D17、场效应管Q2和接口端子J11；
所述电阻R36的一端连接于+3.3V直流电源，所述电阻R36的另一端通过发光二极管D17连接于控制器的IO管脚；
所述电阻R42的一端连接于+3.3V直流电源，所述电阻R42的另一端连接于发光二极管D17的负极；
所述电阻R51的一端连接于+3.3V直流电源，所述电阻R51的另一端连接于线性光耦的第1管脚，所述线性光耦的第2管脚连接于发光二极管D17的负极；
所述线性光耦的第4管脚连接于+5V直流电源；所述线性光耦的第3管脚通过电阻R58连接于场效应管Q2的栅极；所述场效应管Q2的栅极通过电阻R64接地，并且所述场效应管Q2的源极接地；所述场效应管Q2的漏极通过二极管D26连接于+12V电源，并且所述场效应管Q2的漏极连接于接口端子J11的第3管脚，所述接口端子J11的第4管脚连接于二极管D26的负极；
所述接口端子J11的第1管脚连接于控制器的IO管脚，所述接口端子J11的第2管脚通过电阻R85连接于+3.3V电源，所述接口端子J11的第1管脚分别通过反接的二极管D37和电阻R92接地；
所述电磁锁的接线端子插入所述接口端子J11。
3.根据权利要求2所述的智能物联共享柜，其特征在于，所述RFID读卡器设置于储存柜的柜体上。
4.根据权利要求3所述的智能物联共享柜，其特征在于，所述RFID读卡器采用超高频RFID读卡器，并且所述RFID读卡器通过电平转换单元连接于控制器的IO管脚。
5.根据权利要求1所述的智能物联共享柜，其特征在于，所述控制系统还包括显示器开关电路，所述显示器开关电路信号连接于所述控制器，直流电源通过显示器开关电路连接于所述显示器。
6.根据权利要求5所述的智能物联共享柜，其特征在于，所述显示器开关电路包括：电阻R35、电阻R50、线性光耦、发光二极管D16、场效应管Q1和接口端子J10；
所述电阻R35的一端连接于+3.3V直流电源，所述电阻R35的另一端连接于控制器的IO管脚；
所述电阻R50的一端连接于+3.3V直流电源，所述电阻R50的另一端连接于线性光耦的第1管脚，所述线性光耦的第2管脚连接于通过发光二极管D16连接于电阻R35的另一端；
所述线性光耦的第4管脚连接于+5V直流电源；所述线性光耦的第3管脚通过电阻R57连接于场效应管Q1的栅极；所述场效应管Q1的栅极通过电阻R63接地，并且所述场效应管Q1的源极接地；所述场效应管Q1的漏极通过二极管D25连接于+12V电源，并且所述场效应管Q1的漏极连接于接口端子J10的第1管脚，所述接口端子J11的第2管脚连接于二极管D26的负极。
7.根据权利要求1所述的智能物联共享柜，其特征在于，所述控制器还通过报警器开关电路连接于报警器。
8.根据权利要求1所述的智能物联共享柜，其特征在于，所述通信模块包括型号为ESP-07S的芯片，所述型号为ESP-07S的芯片的第1管脚连接于开关按钮J8；所述型号为ESP-07S的芯片的第3管脚通过电阻R31连接于所述型号为ESP-07S的芯片的第1管脚；所述型号为ESP-07S的芯片的第7管脚连接于控制器的第16管脚；所述型号为ESP-07S的芯片的第8管脚连接于+3.3V电源；所述型号为ESP-07S的芯片的第9管脚接地；所述型号为ESP-07S的芯片的第10管脚连接于控制器的第17管脚；所述型号为ESP-07S的芯片的第11管脚通过电阻R41以及反接的发光二极管D22连接于+3.3V电源；所述型号为ESP-07S的芯片的第12管脚通过电阻R34连接+3.3V电源；所述型号为ESP-07S的芯片的第13管脚通过反接的发光二极管D15连接于+3.3V电源；所述型号为ESP-07S的芯片的第15管脚通过电阻R30连接于控制器的第16管脚；所述型号为ESP-07S的芯片的第16管脚通过电阻R28连接于+3.3V电源。
9.根据权利要求1所述的智能物联共享柜，其特征在于，所述控制器用于将储存柜内的物品的ID发送至与所述通信模块信号连接的服务器，并接收所述服务器的控制命令，控制电磁锁的打开或者关闭。
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