CN109533624A - 一种用于无人配送场景的智能快递箱 - Google Patents

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Abstract

本发明一种用于无人配送场景的智能快递箱，通过一体化设计，让箱门成为停机放物平台，箱门受控于设置在箱体内的单片机控制中心，当收取快件结束后便自动关闭，这样便不会占用额外的空间；通过设置伸缩杆，使得停机放物平台在单片机控制中心的控制下自动收放；设置在箱体上的WiFi模块可以用来衔接无人载运工具，实现无人配送的精准衔接；设置在箱体内的RFID模块能够自动识别快件类型，识别结果作为启动制冷模块和温湿度传感器进行实时监控的依据；单片机控制中心所采集的数据通过GSM模块传送至云服务平台，用户通过云服务平台获取快件信息并通过终端对智能箱体内的温湿度进行远程监控。

Description

一种用于无人配送场景的智能快递箱
技术领域
本发明属于末端物流装备技术领域，尤其涉及一种用于无人配送场景的智能快递箱。
背景技术
随着电商、冷链物流的迅速发展，当前末端配送普遍存在冷链配送难、成本高。外卖、快递配送不能配送到户等问题。目前在物流末端配送领域的主要终端设备是一些安装于小区、单位等公共场所的智能快递箱柜，快递人员存入物品后，收件人手机会收到短信通知，告知提取码，收件人可以输入密码开箱自提快递。随着无人科技迅猛发展，无人配送领域发展迅速，当前的无人配送最大的问题是，缺乏与用户有效衔接，用户必须与无人车或无人载运工具面对面接触才能完成无人配送过程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于无人配送场景的智能快递箱，解决在无人配送场景下派件不与用户面对面就无法完成配送的衔接难题，本发明通过将智能快递箱嵌入墙体或窗户，利用箱门作为无人载运工具的停机放平台，减少了机械结构的复杂程度以及对户外场地的要求，实现无人载运工具与智能快递箱、无人载运工具与云服务平台、智能快递箱与云服务平台之间的两两通讯，解决了无人配送衔接、配送过程监控的难题。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种用于无人配送场景的智能快递箱，包括箱体以及设置在箱体内的单片机控制中心、终端采集模块和无线通讯模块；
所述单片机控制中心用于接收并处理终端采集模块以及无线通讯模块的数据；
所述终端采集模块包括RFID模块和制冷模块，其中，RFID模块用于识别货物的RFID标签信息，并将所获得的标签信息发送至单片机控制中心；制冷模块响应于单片机控制中心对快件制冷；
所述无线通讯模块包括与无人载运工具进行通讯的第一通讯模块和与云服务平台通讯的第二通讯模块；
还包括单端铰接于箱体底板侧壁的停机放物平台，停机放物平台的上表面设置有伸缩杆，其中伸缩杆的一端与停机放物平台铰连接，另一端与箱体顶板固定连接；伸缩杆响应于单片机控制中心实现对停机放物平台的控制。
进一步的，还包括与停机放物平台正对设置的用户取物门，用户取物门的一个侧壁与箱体铰连接，另一侧壁设置有电控锁；电控锁响应于单片机控制中心实现对用户取物门的自动控制。
进一步的，所述停机放物平台上设置有视觉辅助及压力感应区，视觉辅助及压力感应区的两侧留有间隙；视觉辅助及压力感应区与箱体的连接处之间设置有禁区标识线。
进一步的，所述终端采集模块还包括压力传感器和定位器，其中压力传感器包括设置在箱体底板的第一压力传感器和设置在视觉辅助及压力感应区内的第二压力传感器，所述第一压力传感器采集箱体底板上的压力数据；所述第二压力传感器采集停机放物平台上的压力数据，作为停机放物平台的关闭信号；定位器用于采集箱体的位置坐标并发送给单片机控制中心。
进一步的，所述伸缩杆为两组，每组伸缩杆的一端均铰连接有固定块，两组固定块分别固定在停机放物平台视觉辅助及压力感应区的两侧；两组伸缩杆的另一端均连接至对应侧的支撑架上，两个支撑架分别设置在箱体内的两个顶角处。
进一步的，停机放物平台与箱体底板的连接处设置有轴，停机放物平台围绕轴转动实现停机放物平台与箱体的铰连接。
进一步的，还包括固定在箱体底板外侧的止位板，止位板设置在停机放物平台的下方，用于支撑展开的急停放物平台，将停机放物平台限定在水平位置。
进一步的，所述终端采集模块还包括设置在箱体的底板上的温湿度传感器，所述温湿度传感器响应于单片机控制中心采集箱体内的温湿度信息。
进一步的，所述第一通讯模块为WiFi模块，WiFi模块用于与设置在无人载运工具上的从WiFi模块进行匹配对接；所述第二通讯模块为GSM模块，GSM模块响应于单片机控制中心和云服务平台，实现智能快递箱与云服务平台的通讯。
进一步的，所述RFID模块、制冷模块以及单片机控制中心均设置在箱体的底板上；所述WiFi模块设置在箱体的顶板上，GSM模块设置在箱体的底板上。
与现有技术相比，本发明至少具备如下有益效果：
智能快递箱通过对箱门进行设计，使得箱门在打开时成为无人载运工具的停机放物平台，通过无人载运工具停机放物平台与智能快递箱的一体式设计，就无需单独提供无人载运工具的停机平台，降低了对环境空间的要求；停机放物平台通过所设置的伸缩杆受控于单片机控制中心，实现智能开启或关闭，无需人员的参与；设置在箱体内的RFID模块可以智能识别快件类型，当快件为冷链物时，通过启动制冷模块可以对冷链快件进行冷冻保藏；同时设置在箱体内的温湿度传感器可以实时采集箱体内的温湿度信息并经由所设置的第二通讯模块与云服务平台进行数据交互并最终发送至终端，实现终端的远程监控；设置在箱体内的第一通讯模块在无人载运工具距离箱体的距离满足设定范围时，与无人载运工具上的无线通讯单元能够自动衔接，开启无人载运工具的快件投放，解决了当前无人配送时无法衔接的难题；箱体内的RFID模块、温湿度传感器、制冷模块、第一通讯模块以及用于控制停机放物平台的伸缩杆都由单片机控制中心统一管理，实现对无人配送的智能操作；单片机控制中心的数据统一由第二通讯模块与云服务平台进行通讯，用户终端通过云服务平台获取信息，这样实现了用户终端的远程监控，真正实现了无人配送。
进一步的，通过在智能快递箱面向用户的一侧设置用户取物门，可以方便用户拿取快递；用户取物门采用受控于单片机控制中心的电控锁实现对用户取物门的开启或关闭，实现了对用户取物门的自动控制。
进一步的，所设置的视觉辅助及压力感应区用于衔接无人载运工具寻址定位，设置在视觉辅助及压力感应区的第二压力传感器可以通过采集停机放物平台的压力数据，并将该压力数据发送给单片机控制中心，作为单片机关闭停机放物平台的启动信号。
进一步的，设置在停机放物平台上的压力传感器采集到的压力信号，作为快件已经投放和通知单片机控制中心关闭停机放物平台的依据；定位器采集智能快递箱的地址信息，经由单片机控制中心处理后通过GSM模块发送至云服务平台，由云服务平台分配给无人载运工具。
进一步的，在停机放物平台的两侧分别设置伸缩杆，可以更稳定地控制停机放物平台，避免因为快件过重时停机放物平台不稳定而可能导致的会计滑落的现象。
进一步的，通过在停机放物平台同侧的箱体底板上设置一个止位板，可以对展开的停机放物平台进行阻挡，将停机放物平台限制在水平位置，防止停机放物平台过渡开启导致无法停放快递。
进一步的，所设置的温湿度传感器可以采集箱体内的温湿度信息，作为终端针对快递类型进行温度控制的依据。
进一步的，WiFi主模块在无人机距离箱体的距离满足设定范围时，与无人机上的WiFi从模块能够自动衔接，开启无人机的快件投放，解决了当前无人配送时无法衔接的难题；GSM模块与云服务平台进行通讯，所采用的WiFi模块和GSM模块均具有价格低廉，使用方便，实现容易的优点。
附图说明
图1为本发明的智能快递箱的结构示意图；
图2为图1中停机放物平台的俯视图；
图3为本发明中停机放物平台展开时箱体的结构示意图；
图4为本发明中箱体内的数据交互示意图；
图5为本发明中停机放物平台的工作流程图；
图6为本发明中箱内货物监测流程图；
图中：1、停机放物平台，2、伸缩杆，3、单片机控制中心，4、电控锁，5、用户取物门，6、活页，7、GSM模块，8、终端采集模块，9、制冷模块，10、止位板，11、轴，12、视觉辅助及压力感应区，13、禁区标识线，14、WiFi模块。
具体实施方式
下面结附图对本发明进行详细的介绍。
如图1所示，智能快递箱采用长方体设计，箱体可安装在墙体内或者窗体上，其朝向室外的一侧开设有第一箱门，朝向室内的一侧开设有第二箱门，第一箱门的中部位置转动连接有伸缩杆2，具体地，如图3所示，伸缩杆2的一端设置有固定块，固定块通过轴连接的方式与伸缩杆2的末端铰连接，固定块固定安装在停机放物平台1上，伸缩杆2的另一侧固定在箱体内部的顶角处，具体地，在箱体内部的顶角处设置有斜向设置的支架，支架的角度正对停机放物平台1的展开方向；伸缩杆2靠近箱体的侧壁设置，这样不影响快递在停机放物平台上的投放；伸缩杆2的数量为两组，两组伸缩杆对称设置在视觉辅助及压力感应区12的两侧；第一箱门的底部通过轴11与箱体转动连接，通过两组伸缩杆带动第一箱门围绕轴11转动。
在本发明的优选实施例中，伸缩杆2采用电动伸缩杆，电动伸缩杆受控于安装在箱体上的单片机控制中心3，这样在单片机控制中心3的控制下，第一箱门在伸缩杆2的牵引下可以围绕底部的轴11转动，实现开启或关闭；第一箱门完全开启后即成为停机放物平台1，可以用于停放无人机；在停机放物平台1的下方设置有止位板10，止位板10水平固定在箱体底板的侧部，使得止位板10与箱体底板之间的截面呈L型，当停机放物平台1展开至水平位置时，位于其下方的止位板10刚好支撑住停机放物平台1，通过这样的方式将停机放物平台1限定在水平位置，防止停机放物平台1过渡开启导致快递的无法停留；与第一箱门正对设置的第二箱门即用户取物门5通过安装在其侧壁的活页6铰接于箱体上，实现用户取物门5的自由开启或关闭，用户取物门5上设置有把手，方便用户的开启或关闭操作，用户取物门5上与把手同侧的内壁上设置有电控锁4，电控锁4响应于单片机控制中心3实现对用户取物门5的锁定或解锁；
单片机控制中心3的各个I/O接口分别连接有GSM模块7、终端采集模块8、WiFi模块14、伸缩杆2、电控锁4，单片机控制中心3与所连接各单元以及云服务平台的数据交互过程如图4所示，
终端采集模块8设置在箱体的底部，包括RFID模块、温湿度传感器，压力传感器和定位器，其中RFID模块用于识别货物上的RFID标签信息，并将所获得的标签信息发送给单片机控制中心3；温湿度传感器用于采集箱体内的温、湿度数据，并传输给单片机控制中心3；压力传感器包括设置在箱体的底板上的第一压力传感器和设置在箱体停机放物平台1上的第二压力传感器，其中第一压力传感器用于采集箱体底板上的压力数据，作为温湿度传感器的启动信号，第二压力传感器用于检测无人配送是否投递完成；定位器用于定位箱体的地址信息，并通过单片机控制中心3发送给GSM模块7，由GSM模块7发送给云服务平台；终端采集模块8的功能部件所采集的标签数据、地址信息、温湿度数据经过单片机控制中心3的处理后经由GSM模块7发送给云服务平台；
GSM模块7设置在箱体底板侧壁，用于实现箱体与云服务平台之间的通信和数据传输。
WiFi模块14设置在箱体底板侧壁，用于与设置在无人载运工具上的WiFi从模块进行匹配对接，当无人载运工具上的定位模块与箱体定位模块的地址相距小于一定距离时，无人载运工具上的WiFi从模块开始对外广播，箱体的WiFi模块接收广播信号，完成匹配对接；
如图2所示为停机放物平台1的俯视图，停机放物平台1上设置有用于衔接无人载运工具寻址定位的特定的黄色视觉辅助及压力感应区12，视觉辅助及压力感应区12与轴11之间设置有禁区标识线13，禁区标识线13采用红线标识，用于限定无人载运工具停机放物的位置，避免无人载运工具与箱体过度接触。
如图5所示为本发明中停机放物平台1的开启及关闭流程，包括以下步骤：
步骤1，无人载运工具上的WiFi从机模块15与WiFi模块14完成主从链接后，WiFi模块14向单片机控制中心3传递开箱指令；
步骤2，单片机控制中心3控制伸缩杆2通电并控制伸缩杆2将停机放物平台1展开，停机放物平台1在止位板10的阻挡下将被限制在水平位置；
步骤3，当快件投放至停机放物平台1上时，设置在停机放物平台1上的第二压力传感器感受压力变化，当压力由小变大并趋于稳定时，系统即判断快件已经投递到停机放物平台1，单片机控制中心3控制伸缩杆2通电收缩，将箱体的停机放物平台1复位并锁住。
本发明中用户取物锁门的控制过程如下：
第一步，用户通过终端向云服务平台发送开箱请求；
第二步，云服务平台发送指令给单片机控制中心3，单片机控制中心3控制电控锁4通电，打开用户取物门5；
第三步，用户取物完成后，手动关闭用户取物门5，完成取物。
如图6所示为本发明中箱体内货物的监测过程：停机放物平台1复位后给单片机控制中心反馈一个信号，箱体底板上的第一压力传感器实时采集压力信号；当单片机控制中心3接收到停机放物平台1的关闭信号和第一压力传感器的变化信号时，单片机控制中心3启动GSM模块7向云服务平台发送快件到达通知；同时终端采集模块8的RFID模块识别快件上的标签信息，并交由单片机控制中心3处理，如果快件类型为冷链生鲜，则启动制冷模块9和终端采集模块8中的温湿度传感器，温湿度传感器采集温湿度信息并发送至单片机控制中心3，同时，GSM模块7将其温度、湿度等数据打包发送至云服务平台，云服务平台将快件到达的信息以及箱体内的温湿度信息发送至终端，用户通过终端实时监控箱体内的温湿度信息。

Claims (10)

1.一种用于无人配送场景的智能快递箱，其特征在于，包括箱体以及设置在箱体内的单片机控制中心(3)、终端采集模块(8)和无线通讯模块；
所述单片机控制中心(3)用于接收并处理终端采集模块(8)以及无线通讯模块的数据；
所述终端采集模块(8)包括RFID模块和制冷模块(9)，其中，RFID模块用于识别货物的RFID标签信息，并将所获得的标签信息发送至单片机控制中心(3)；制冷模块(9)响应于单片机控制中心(3)对快件制冷；
所述无线通讯模块包括与无人载运工具进行通讯的第一通讯模块和与云服务平台通讯的第二通讯模块；
还包括单端铰接于箱体底板侧壁的停机放物平台(1)，停机放物平台(1)的上表面设置有伸缩杆(2)，其中伸缩杆(2)的一端与停机放物平台(1)铰连接，另一端与箱体顶板固定连接；伸缩杆(2)响应于单片机控制中心(3)实现对停机放物平台(1)的控制。
2.如权利要求1所述的一种用于无人配送场景的智能快递箱，其特征在于，还包括与停机放物平台(1)正对设置的用户取物门(5)，用户取物门(5)的一个侧壁与箱体铰连接，另一侧壁设置有电控锁(4)；电控锁(4)响应于单片机控制中心(3)实现对用户取物门(5)的自动控制。
3.如权利要求1所述的一种用于无人配送场景的智能快递箱，其特征在于，所述停机放物平台(1)上设置有视觉辅助及压力感应区(12)，视觉辅助及压力感应区(12)的两侧留有间隙；视觉辅助及压力感应区(12)与箱体的连接处之间设置有禁区标识线(13)。
4.如权利要求3所述的一种用于无人配送场景的智能快递箱，其特征在于，所述终端采集模块(8)还包括压力传感器和定位器，其中压力传感器包括设置在箱体底板的第一压力传感器和设置在视觉辅助及压力感应区(12)内的第二压力传感器，所述第一压力传感器采集箱体底板上的压力数据；所述第二压力传感器采集停机放物平台(1)上的压力数据，作为停机放物平台(1)的关闭信号；定位器用于采集箱体的位置坐标并发送给单片机控制中心(3)。
5.如权利要求3或4所述的一种用于无人配送场景的智能快递箱，其特征在于，所述伸缩杆(2)为两组，每组伸缩杆(2)的一端均铰连接有固定块，两组固定块分别固定在停机放物平台(1)视觉辅助及压力感应区(12)的两侧；两组伸缩杆的另一端均连接至对应侧的支撑架上，两个支撑架分别设置在箱体内的两个顶角处。
6.如权利要求1所述的一种用于无人配送场景的智能快递箱，其特征在于，停机放物平台(1)与箱体底板的连接处设置有轴(11)，停机放物平台(1)围绕轴(11)转动实现停机放物平台(1)与箱体的铰连接。
7.如权利要求1所述的一种用于无人配送场景的智能快递箱，其特征在于，还包括固定在箱体底板外侧的止位板(10)，止位板(10)设置在停机放物平台(1)的下方，用于支撑展开的急停放物平台(1)，将停机放物平台(1)限定在水平位置。
8.如权利要求1所述的一种用于无人配送场景的智能快递箱，其特征在于，所述终端采集模块(8)还包括设置在箱体的底板上的温湿度传感器，所述温湿度传感器响应于单片机控制中心(3)采集箱体内的温湿度信息。
9.如权利要求1所述的一种用于无人配送场景的智能快递箱，其特征在于，所述第一通讯模块为WiFi模块(14)，WiFi模块(14)用于与设置在无人载运工具上的从WiFi模块进行匹配对接；所述第二通讯模块为GSM模块(7)，GSM模块(7)响应于单片机控制中心(3)和云服务平台，实现智能快递箱与云服务平台的通讯。
10.如权利要求1所述的一种用于无人配送场景的智能快递箱，其特征在于，所述RFID模块、制冷模块(9)以及单片机控制中心(3)均设置在箱体的底板上；所述WiFi模块(14)设置在箱体的顶板上，GSM模块(7)设置在箱体的底板上。
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