CN109544789A - 一种自动并发出货系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动并发出货系统，包括云计算引擎(1)，微控制器(2)和自动售货机(3)，云计算引擎(1)包括MQTT服务器(11)；微控制器(2)包括MQTT客户端(21)、中控模块(22)、硬件驱动模块(23)和硬件中断驱动模块(24)；自动售货机(3)包括出货驱动装置(31)和出货检测装置(32)，MQTT客户端(21)与MQTT服务器(11)通信连接；硬件驱动模块(23)通过GPIO通信方式与出货驱动装置(31)连接控制其工作；硬件中断驱动模块(24)通过GPIO中断通信方式与出货检测装置(32)连接控制其工作。本发明可实现每次出货用时不超过2秒，实现快速出货。

Description

一种自动并发出货系统

技术领域

本发明涉及自动出货领域，具体涉及一种自动并发出货系统及方法。

背景技术

随着时代的发展与社会的进步，自动售货机变的随处可见，其以24小时营业的优点极大的方便了人们的生活。

现有的自动售货机慢慢在实现具有智网智能补货，移动支付等综合性功能设备，而这些产品目前集中在零售行业，以方便食品饮料等为主，设备可设置在地铁站、火车站、机场、社区、学校等各种人流集中区域，为人们的自助购买提供便利。

然而针对佛香这类易潮、易碎、且地点以寺庙、时间集中在宗教节日等的特殊领域，目前并没有快速的与互联网的接轨，国内还是以传统方式进行佛香的购买。

如何实现此类产品的自助销售，减少该类产品活动场地人流的拥挤，以及提高该类产品人群需求服务质量的提升，则是当下社会需要解决的新问题。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种自动并发出货系统

本发明为解决上述问题所采用的技术方案为：提供一种自动并发出货系统，包括云计算引擎，微控制器、和自动售货机，所述云计算引擎与微控制器之间通过MQTT通信方式连接，所述微控制器与自动售货机之间通过GPIO通信方式连接；

所述云计算引擎包括MQTT服务器(英文简写：MQTT-Server)；为了支持高并发MQTT-Server的服务器前面有负载均衡服务器HAProxy；

所述微控制器包括MQTT客户端(英文简写：MQTT-Client)、中控模块、硬件驱动模块和硬件中断驱动模块；所述微控制器采用Cortex-A系列芯片，搭载嵌入式linux操作系统；

所述自动售货机包括出货驱动装置和出货检测装置；

所述MQTT客户端与MQTT服务器通信连接；

所述硬件驱动模块通过GPIO通信方式与出货驱动装置连接用于控制出货驱动装置的工作；

所述硬件中断驱动模块通过GPIO中断通信方式与出货检测装置连接用于控制出货检测装置的工作。

优选的，所述MQTT客户端与MQTT服务器是按照以下步骤进行通信连接的；

S01：MQTT客户端携带用户名、密码和WILL遗言，向MQTT服务器发起连接；

S02：若连接成功，则MQTT客户端与MQTT服务器在建立连接的同时建立连接监听回调函数，进入步骤S03；若连接失败，则返回步骤S01；

建立连接监听回调函数目的主要是当连接出现问题是，该函数可以快速感知，便于重新发起连接；

S03：MQTT客户端向MQTT服务器订阅主题数据，同时建立订阅主题监听回调函数；

S04：订阅主题监听回调函数接收所需发布的主题数据。

其中：MQTT-Client订阅的主题数据格式是：XY/ARM/机器码/#，那么当发布者发布XY/ARM/机器码/PICKUP主题的数据时，MQTT-Client将接收到该发布的数据。

其中：MQTT-Client在网络故障的时候，会突然和MQTT-Server断开。WILL遗言就是专门针对这种情况的一种机制，MQTT-Client连接MQTT-Server的时候，对其指定WILL标志，然后订阅者订阅该WILL消息。如果连接因为网络故障而突然断开，则WILL消息就会被传递给订阅者，如此即当MQTT-Client意外断开时，订阅者就可第一时间感知到意外断开情况，而同时MQTT-Server也可监控到MQTT-Client的意外断开。

优选的，所述MQTT客户端即是主题发布者也是主题订阅者。

优选的，所述中控模块包括线程池，所述线程池是由多个线程构成；

所述中控模块包括多个任务链表，每个任务链表与一个出货驱动装置和一个出货检测装置唯一对应；

所述线程用于调读任务链表中的任务；且当某线程调用与其对应任务链表中的任务后，该线程自动阻塞；

所述MQTT客户端订阅主题监听回调函数接收所需发布的主题数据并将该数据转化为任务储存在任务链表中。

优选的，所述硬件驱动模块通过四个GPIO口与出货驱动装置连接，所述四个GPIO口分别为第一通道使能信号、第二通道使能信号、方向信号和脉冲信号。

优选的，所述出货检测装置为传感器，所述传感器采用降压芯片与硬件中断驱动模块连接，所述降压芯片可将电压降低至3.3V-5V。

优选的，所述自动售货机还包括柜体，设置在柜体内的出货机构，所述柜体上设置有扫码区。

优选的，所述出货机构包括储货斗，货物运输机构，以及取货斗和取货口，所述储货斗用于存储待售货物，所述货物运输机构用于将储货斗内的货物运输至取货斗处。

优选的，所述货物运输机构包括主动链轮、从动链轮，设置在主动链轮与从动链轮上的链条，所述出货驱动装置用于驱动主动链轮转动，所述从动链轮一端与取货斗连接，所述出货检测装置设置在取货斗旁用于监测取货斗的取货情况，所述取货口用于外部购买用户从此处取走所购货物。

优选的，所述储货斗内储存的货物为佛香。

本发明带来的有益效果为：本发明在云计算引擎与微控制器之间通过MQTT通信方式连接进行通信可以大幅提高通信速度，同时在微控制器与自动售货机之间通过中控模块实现线程-链表-出货驱动装置-出货检测装置之间一一对应，可实现对单个货物取货时取货控制途径的唯一调取，便于自动售货控制系统实现程序系统端的高速控制，同时进一步在自动售货机设计中，通过储货斗、链轮式货物运输机构及取货斗的合理设计，可以实现货物在机械传输端进行快速且准确的运输，本发明最终可实现自动售货机货物每次出货用时不超过2秒，实现自动售货领域出货速度的大幅提升，为现有自动售货领域带来良好的社会价值和经济价值。

附图说明

图1为具体实施例所述的一种自动并发出货系统的结构示意图；

图2为具体实施例所述自动售香机的立体结构示意图；

图3为具体实施例所述自动售香机的后视结构示意图；

图4为具体实施例所述自动售香机中出货机构结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，提供一种自动并发出香系统，其包括：云计算引擎1，微控制器2和自动售香机3，在云计算引擎1下设置有MQTT服务器11；在微控制器2下设置有MQTT客户端21、中控模块22、硬件驱动模块23和硬件中断驱动模块24；在自动售香机3内设置有出香驱动电机31和出香检测传感器32，

硬件驱动模块23与出香驱动电机31可设置有多组，且一一对应，即硬件驱动模块23包括有硬件驱动模块一231、硬件驱动模块二232……硬件驱动模块N 23n；出香驱动电机31包括有出香驱动电机一311，出香驱动电机二312……出香驱动电机N 31n,所述硬件驱动模块一231控制出香驱动电机一311工作，所述硬件驱动模块二232控制出香驱动电机二312工作……所述硬件驱动模块N 23n控制出香驱动电机N 31n的工作。

所述硬件驱动模块23通过四个GPIO口与出货驱动装置31连接，该四个GPIO口分别为第一通道使能信号、第二通道使能信号、方向信号和脉冲信号。

同理，硬件中断驱动模块24与出香检测传感器32可设置有多组，且一一对应，即硬件中断驱动模块24包括有硬件中断驱动模块一241、硬件中断驱动模块二242……硬件中断驱动模块N 24n，出香检测传感器32包括有出香检测传感器一321、出香检测传感器二322……出香检测传感器N 32n，所述硬件中断驱动模块一241控制出香检测传感器一321的工作，所述硬件中断驱动模块二242控制出香检测传感器二322的工作，所述硬件中断驱动模块N 24n控制出香检测传感器N 32n的工作。

出香检测传感器32采用降压芯片与硬件中断驱动模块24连接，降压芯片可将高电压(比如220V，22V等)降低至3.3V-5V。

其中MQTT客户端21与MQTT服务器11通过MQTT通信方式连接，相对应的每组硬件驱动模块23与出香驱动电机31通过GPIO通信方式联系，硬件中断驱动模块24与出香检测传感器32通过GPIO中断通信方式联系。

其中：中控模块22包括线程池221和任务链表222，线程池是由线程一2211、线程二2212……线程221n多个线程构成，任务链表222是由任务链表一2221、任务链表二2222……任务链表n多个子任务链表构成，且按照序号某线程与某任务链表一一对应，线程用于调读储存在任务链表中的任务指令，而一个任务链表按照序号与一个硬件驱动模块和一个硬件中断驱动模块一一对应，用于下发控制或者接收来自与其对应的硬件驱动模块或者硬件中断驱动模块的工作信号，且当某线程调用与其对应任务链表中的任务后，该线程自动阻塞。

如图2-图4所示，提供一种自动售香机，该售香机包括柜体33、设置在柜体33中的出货机构34(见图3)，在柜体33上并发设置有至少两个以上的扫码区331(见图2)，该扫码区331可用于至少两个以上用户同时进行扫码自助购香(当然一个用户也可以进行自助扫码购香)；

如图4所示，其中出货机构34包括储香斗341、设置在储香斗341输出端的出香运输机构342，以及设置在出香运输机构342输出端的取货斗343，与取货斗343位置对应设置的柜体33上的取香口344，待售佛香储存在该储香斗341内，出香运输机构342包括主动链轮3421、从动链轮3422，设置在主动链轮3421与从动链轮3422上的链条3423，出香驱动电机31用于驱动主动链轮3421转动，从动链轮3422一端与取货斗343连接，出香检测传感器32设置在取货斗343旁用于监测取货斗343的取货情况。

本发明是按照以下方式进行工作的：

首先，用户一通过采用手机或者其它移动设备对自动售香机3柜体33上的扫码区331进行自助扫码，发出购买信号，MQTT客户端21与MQTT服务器11进行MQTT通信连接，其连接的方法步骤为：

S01：MQTT客户端21携带用户名、密码和WILL遗言，向MQTT服务器11发起连接；

S02：若连接成功，则MQTT客户端21与MQTT服务器11在建立连接的同时建立连接监听回调函数，进入步骤S03；若连接失败，则返回步骤S01重新发起连接；

S03：MQTT客户端21向MQTT服务器11订阅主题数据，同时建立订阅主题监听回调函数；

S04：订阅主题监听回调函数接收所需发布的主题数据。

其中MQTT客户端21即是主题发布者也是主题订阅者。

其次：MQTT客户端21订阅主题监听回调函数接收所需发布的主题数据并将该数据转化为任务储存在任务链表222中不同的子任务链表中，为了便于说明，假设此时任务存入任务链表一2221中，线程一2211调取任务链表一2221中的任务，并同时调用硬件驱动模块一231，此时线程一2211自动阻塞，硬件驱动模块一231驱动出香驱动电机一311的转动，而出香驱动电机一311的驱动带动了主动链轮3421的转动，主动链轮3421的转动通过链条3423带动了从动链轮3422的工作，链条3423的传输带动了佛香传输至取货斗343处，自助购买的用户一通过取香口344取走所购佛香，此时硬件中断驱动模块一241驱动出香检测传感器一321通信反馈感知到该佛香已被取走，并解除线程一2211自我阻塞便于线程一2211重新进入下个循环工作。

当有两个用户同时进行自助购买时，同步的线程二2212调取任务链表二2222的任务，并同时调用硬件驱动模块二232、此时线程二2212自动阻塞，硬件驱动模块二232驱动出香驱动电机二312的转动，而出香驱动电机二312的驱动带动了主动链轮3421的转动，主动链轮3421的转动通过链条3423带动了从动链轮3422的工作，链条3423的传输带动了佛香传输至取货斗343处，自助购买的用户二通过取香口344取走所购佛香，此时硬件中断驱动模块二242驱动出香检测传感器二322通信反馈感知到该佛香已被取走，并解除线程二2212自我阻塞便于线程二2212重新进入下个循环工作。

依次类推，当有多个用户同步进行自助购香时，则线程N 221n调取任务链表N222n的任务，并同时调用硬件驱动模块N 23n、此时线程N 221n自动阻塞，硬件驱动模块N23n驱动出香驱动电机N 31n的转动，而出香驱动电机N 31n的驱动带动了主动链轮3421的转动，主动链轮3421的转动通过链条3423带动了从动链轮3422的工作，链条3423的传输带动了佛香传输至取货斗343处，自助购买的用户N通过取香口344取走所购佛香，此时硬件中断驱动模块N 24n驱动出香检测传感器N 32n通信反馈感知到该佛香已被取走，并解除线程N 221n的自我阻塞便于线程N 221n重新进入下个循环工作。

最后，外部工作人员根据储存斗341已售数量及总储存数量之间的数量差，进行储存斗341现有数量的供应预测，一旦到系统当初设定的阀值，系统就向补香人员发出电子邮件和/或短信等进行通知，补香人员接到通知后进行储存斗341内待售佛香的补充，外部用户只需通过自助扫码下单即可实现佛香的自助购买。

本实施例佛香的出香速度可达到每次出香最高不超过2秒时间，在此控制系统及自动售香机的工作下，可以满足人流量大或者对购买速度有较高要求的场景，可以实现货物的快速出货。

当然，本实施例待售货物不仅仅为佛香，可以为瓶装饮料，袋装食品、以及其他可便携自助销售的货物，当然根据货物的实际情况可以对本实施例中的自动售货机机构进行简单的改变，但这些改变都应视为本发明的保护范围。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动并发出货系统，其特征在于：包括云计算引擎(1)，微控制器(2)和自动售货机(3)，所述云计算引擎(1)与微控制器(2)之间通过MQTT通信方式连接，所述微控制器(2)与自动售货机(3)之间通过GPIO通信方式连接；

所述云计算引擎(1)包括MQTT服务器(11)；

所述微控制器(2)包括MQTT客户端(21)、中控模块(22)、硬件驱动模块(23)和硬件中断驱动模块(24)；

所述自动售货机(3)包括出货驱动装置(31)和出货检测装置(32)；

所述MQTT客户端(21)与MQTT服务器(11)通信连接；

所述硬件驱动模块(23)通过GPIO通信方式与出货驱动装置(31)连接用于控制出货驱动装置(31)的工作；

所述硬件中断驱动模块(24)通过GPIO中断通信方式与出货检测装置(32)连接用于控制出货检测装置(32)的工作。

2.根据权利要求1所述的一种自动并发出货系统，其特征在于：所述MQTT客户端(21)与MQTT服务器(11)是按照以下步骤进行通信连接的；

S01：MQTT客户端(21)携带用户名、密码和WILL遗言，向MQTT服务器(11)发起连接；

S02：若连接成功，则MQTT客户端(21)与MQTT服务器(11)在建立连接的同时建立连接监听回调函数，进入步骤S03；若连接失败，则返回步骤S01重新发起连接；

S03：MQTT客户端(21)向MQTT服务器(11)订阅主题数据，同时建立订阅主题监听回调函数；

S04：订阅主题监听回调函数接收所需发布的主题数据。

3.根据权利要求2所述的一种自动并发出货系统，其特征在于：所述MQTT客户端(21)即是主题发布者也是主题订阅者。

4.根据权利要求2所述的一种自动并发出货系统，其特征在于：

所述中控模块(22)包括线程池，所述线程池是由多个线程(221)构成；

所述中控模块(22)包括多个任务链表(222)，每个任务链表(222)与一个出货驱动装置(31)和一个出货检测装置(32)唯一对应；

所述线程(221)用于调读任务链表(222)中的任务，当某线程(221)调用与其对应任务链表(222)中的任务后，该线程(221)自动阻塞；

所述MQTT客户端(21)订阅主题监听回调函数接收所需发布的主题数据并将该数据转化为任务储存在任务链表(222)中。

5.根据权利要求1所述的一种自动并发出货系统，其特征在于：所述硬件驱动模块(23)通过四个GPIO口与出货驱动装置(31)连接，所述四个GPIO口分别为第一通道使能信号、第二通道使能信号、方向信号和脉冲信号。

6.根据权利要求1所述的一种自动并发出货系统，其特征在于：所述出货检测装置(32)为传感器，所述传感器采用降压芯片与硬件中断驱动模块(24)连接，所述降压芯片可将高电压降低至3.3V-5V。

7.根据权利要求1所述的一种自动并发出货系统，其特征在于：所述自动售货机(3)还包括柜体(33)，设置在柜体(33)内的出货机构(34)，所述柜体(33)上设置有扫码区(331)。

8.根据权利要求7所述的一种自动并发出货系统，其特征在于：所述出货机构(34)包括储货斗(341)，货物运输机构(342)，以及取货斗(343)和取货口(344)，所述储货斗(341)用于存储待售货物，所述货物运输机构(342)用于将储货斗(341)内的货物运输至取货斗(343)处。

9.根据权利要求8所述的一种自动并发出货系统，其特征在于：所述货物运输机构(342)包括主动链轮(3421)、从动链轮(3422)，设置在主动链轮(3421)与从动链轮(3422)上的链条(3423)，所述出货驱动装置(31)用于驱动主动链轮(3421)转动，所述从动链轮(3422)一端与取货斗(343)连接，所述出货检测装置(32)设置在取货斗(343)旁用于监测取货斗(343)的取货情况，所述取货口(344)用于外部购买用户从此处取走所购货物。

10.根据权利要求8所述的一种自动并发出货系统，其特征在于：所述储货斗(341)内储存的货物为佛香。