CN110689143A - 网络支付感应操作和/或扫码操作模式下自动开闭分类桶 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了网络支付感应操作和/或扫码操作模式下自动开闭分类桶。该桶借助网络支付管理系统、手机NFC虚拟卡功能、NFC标签(贴于手机或其他随身物品)和手机扫码功能等技术，对收费或特别许可免费的许可权限进行感应或扫码自动开闭桶盖操作。该桶主要由5部分组成，分别是服务器、身份(客户、桶)识别模块、支付管理系统、无线上网模块、门禁系统。该桶属于环保领域的物联网应用，更好的解决了有意做好垃圾分类的人群无更高效便捷垃圾分类桶进行投放的问题、更好引导和带动人们的投放行为、克服现有垃圾分类桶不能有效分类的问题及补充和完善了现有垃圾分类处理方式和体系。
Description
技术领域
本发明涉及网络支付感应操作和/或扫码(或红外感应)操作(免费或低收费)模式下的一种自动化智能化简便开闭垃圾分类桶。以手机NFC虚拟卡功能、NFC标签贴于手机(或其他随身物品)、扫描产品二维码和网络支付的技术方式，实现产品的大人群便捷使用。客户需要可以只用红外感应方式，本专利一般选取网络支付感应操作和/或扫码操作(免费或低收费)模式，下同。
背景技术
我国广州、深圳等大城市垃圾量巨大、垃圾围城形势紧迫，但现在城市的垃圾分类桶未能很好实现垃圾分类的目的，这也限制了如何建立和完善一个更有效的垃圾分类及处理体系。随着我国公民素质的不断提高及现在大城市垃圾量巨大、垃圾围城形势紧迫等客观现实，人们对于垃圾分类、处理非常重视，垃圾分类处理意识显著提高。
现在通讯技术空前发达，智能手机已经普及，手机二维码扫描相当普遍；相当数量的手机自带NFC功能，另外，NFC标签便宜，容易制作，为感应操作提供了便利条件。现在的手机电子支付系统技术成熟，为各种网络支付提供了空前便利条件。
基于上述迫切形势、人们素质的提高及现在NFC手机感应、扫描、网络支付等的应用普及，为给该人群提供更高效便捷的垃圾分类桶，带动身边更多的人群加入分类投放的行为，特创设该设计。
发明内容
为更好的解决有意做好垃圾分类的人群无更高效便捷的垃圾分类桶进行投放、克服现有垃圾分类桶不能有效实现垃圾分类及补充和完善现有垃圾分类处理方式和体系，本发明提供网络支付感应操作和/或扫码(或红外感应)操作(免费或低收费)模式下的一种自动化智能化简便开闭垃圾分类桶，更好的引导人们的投放行为，获取的费用全部或大部分用于更多的采购和布设该回收桶，从而有更多的便利投放点，实现一种公益的良性循环。
一、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
(一)支付费用(可年票、月票模式，如每年10元、每月1元)人群
1、提供NFC标签，通过扫描该标签身上对应的二维码进入支付管理系统及标签身份信息绑定系统。该标签有卡通、心型、大拇指等活泼爱心激励等图案，可贴于手机、随身物品等，便于随身携带。
对未成年学生提供特别许可的NFC标签，暂时免费使用至成年后第一个毕业年份。若学生丢失特别许可NFC标签，须注销该标签后才可再申领。
2、该人群手机有NFC功能的，其可开通基于本产品应用的NFC虚拟卡并绑定支付管理系统，不续费的将自动解绑。解绑后其还想使用的，可重新绑定。
上述人群将标签或手机靠近读卡器后，桶盖将短暂开启(管理员可长时打开桶盖)。
客户若标签或手机丢失等情况，需要主动解绑支付管理系统的，可以进入官网或产品APP按指引提供银行卡、密码等解绑。
注：1、支付管理系统支持微信、支付宝、银联支付等，支付完成身份信息将绑定，后台服务器将许可使用该产品。2、可考虑跟公交一卡通公司合作，本产品NFC标签信息制作与一卡通合并制卡、一卡通的NFC虚拟卡客户信息与本产品服务器共享及跟电信、移动、联通公司合作，手机卡SIM卡里集成本产品的NFC卡，这样即便于使用又可更好的扩大使用人群。该人群在使用本产品的NFC功能时，服务器识别其为未付费的非许可客户时，将推送支付及绑定界面。
(二)无支付费用人群
任何人通过手机扫描产品对应的二维码后，服务器将发出许可短暂开启该二维码桶桶盖指令。
产品的管理人员在发现二维码桶的垃圾分类效果差的时候，将拍照上传服务器确认。在确认后，将根据实际情况考虑对该二维码桶(固定放于同一地方)是否开启暂时收费模式，以控制分类效果。
(三)门禁设计
现在市面上的栏杆门禁系统的电动机通过齿轮组连接产品的联结杆及对接服务器后可通过读取NFC手机上APP模拟的NFC卡、NFC标签及扫描设备上的设备二维码执行开闭功能，盖的开闭不限于盖0-90度角运动方式，也可以水平运动方式。当桶盖不能很好闭合时，将向服务器反馈情况。
二、产品的主要组成部分
1、服务器：收发、存储、统计信息等，实时与客户手机及主控机系统对接。
2、身份(客户、桶)识别模块：包括NFC标签、产品NFC虚拟卡系统、NFC读写器、二维码桶识别系统。
3、支付管理系统：该系统将付费客户身份信息与其支付方式(如微信、支付宝、银联等)绑定或解绑。
4、无线上网模块：利用4G/5G网络，收发信息，实时与服务器、客户手机系统、主控机模块进行信息连接。
5、门禁系统：根据服务器指令，开闭桶盖。
6、开闭分类桶：感应式开闭桶、二维码桶(根据成本等需求，二者可为同一个桶)合理布局于自动化系统部件上，一般与普通开口垃圾桶搭配使用，常见平面布局见附图2。开闭分类桶可选配平衡板防臭功能。
7、根据客户需求可选配的功能模块：①GPS或北斗等定位功能。②NFC标签自动购买系统。③桶配滑轮及与主机离合设计。④太阳能电池板。⑤防臭平衡板。
注：若客户对桶只有感应开启自动闭合、防臭要求，那么感应方式可选为红外感应，配平衡板防臭功能，该桶不限于分类用途。
三、本发明的有益效果
(一)本发明为有意愿进行垃圾分类的人群提供了一种分类投放垃圾的选择，同时他们的行为是一个榜样将带动身边更多的人，且可以通过降低支付费用或不收费的措施吸引更多的该类人群，可以在客户数量与垃圾分类效果之间进行平衡。该发明设计应用是垃圾分类处理系统的一部分，是现有系统的一个补充和完善。该产品只有管理员账户才有权长时间开启桶盖，从而避免路边等户外应用时，被人为翻倒捡拾，扰乱周围环境卫生的行为。但若产品出现被垃圾捡拾人员破坏的情况，则亦可考虑桶盖可被强行开启，延时闭合的措施，允许其捡拾。
(二)本发明通过NFC读头模块和NFC加解密电路对NFC标签和手机NFC模拟卡进行读取，用户无需到管理员那里去发卡和授权。用户可以使用手机APP自助在本产品选配有自助购买功能的产品上购买NFC标签，并扫描NFC标签上的二维码自助进行系统绑定，解绑以及支付等工作。无需管理员参与授权。NFC标签可贴于手机、随身物品等，便于随身携带。本发明尽可能的减少了系统的维护工作，且具有结构科学合理，操作简单方便、安全性高等优点。
(三)本发明通过手机APP扫描产品上显示或者粘贴的二维码后后台服务器自动判断APP的通行权限，发出开启指令。另外可根据需求，扫码后手机端出现付费链接，需自助注册完成微信、支付宝、银联支付等支付系统的支付后才能获得使用权限。
(四)本发明一般通过4G/5G无线通信和通信加解密模块进行系统云控制管理，提高了无线通信的速度和安全性、消除了布线的繁琐性。
四、附图说明
图1本发明自动开闭分类桶功能部件示意图；
图2自动开闭分类桶和开口垃圾桶搭配使用常用平面布局图；
图3本发明应用情景图；
图4客户可选定红外感应产品部件示意图；
图5本发明主机结构及功能使用示意图；
图6本发明主机下侧面结构示意图；
图7本发明系统工作框图；
图8本发明部分电子线路图。
图中：1-智能服务器；2-通信链路；3-GPS定位模块；4-4G/5G通信天线；5-控制器主机；6-4G/5G无线通信模块；7-通信加解密模块；8-以太网接口；9-CPU模块；10-门禁控制单元；11-NFC出卡控制电机模块；12-NFC出卡口；13-NFC智能手机APP；14-桶二维码；15-NFC加解密电路；16-NFC标签；17-NFC刷卡天线；18-NFC读头模块，19-手机APP或者公众号
100-NFC刷卡天线接口；101-U2NFC读卡电路；102-GPS定位部分电路；104-4G无线通信部分电路；105-通信加解密部分电路；106-以太网接口主控芯片KSZ8041NL；107-U10STM32F207VCT6；108-闸机门禁控制单元驱动；109-NFC出卡控制电机芯片；111-NFC加解密芯片STC8F2K16S2。
五、具体实施方式
(一)产品主要结构
如图1所示，自动开闭分类桶的主要结构包括：
1、A、NFC/二维码分类桶(可根据应用需求配便于桶移动的滑轮及与主机离合的接口)；B、桶二维码标识；C、NFC读卡器；D、控制器主机；E、无线通讯模块；F、门禁系统部件；G、GPS等定位模块(选配)；H、NFC标签自动购买模块(选配)；I、平衡板(选配)；J、太阳能电池板(选配)；K、防漏电电源；L、CPU模块。
2、另外，智能服务器集信息收发、用户信息存储、客户支付管理、门禁开闭管理、实时连接客户手机等功能于一身。
(二)实施过程中各主要部件的使用
1、身份识别及支付管理系统
(1)利用NFC标签和手机NFC功能标识用户身份，可实现用户信息与产品支付管理系统绑定、解绑，实现用户使用产品的目的。另外NFC标签具有价格便宜、感应识别、防水、安全性好等优点。
需要使用该产品感应模式的客户：①可以在有自动购买标签功能的购买点或在地铁站等相关服务点购买NFC标签。购买后通过扫描该标签身上对应的二维码进行标签身份信息识别并进入支付管理系统及后续绑定功能。该标签有卡通等图案，可贴于手机、随身物品等，便于随身携带。②该人群手机有NFC功能的，通过扫描开卡二维码后指引其开通本产品应用的NFC虚拟卡功能。③特别许可的NFC标签，可直接使用。
上述人群将标签或手机靠近读卡器后，桶盖将短暂开启，可进行投放。
客户若标签或手机丢失等情况，可注销该标签或主动解绑支付系统，通过进入官网或按产品APP按指引提供银行卡、密码等解绑。
(2)现在人群普遍拥有读取二维码的手机且随身携带，通过手机扫描桶二维码标识，服务器可及时下达开启该桶指令(另外可根据需求，手机端出现付费链接)。
(3)鉴于实际使用情况，使用感应功能的，一般按月收费(比如每月1元)，不续费的将自动解绑。解绑后其还想使用的，可再次绑定。
2、门禁系统
请参阅图4，门禁系统，包括智能服务器【1】，所述智能服务器【1】通过通信链路【2】与控制器主机【5】上的4G/5G无线通信模块【6】连接，所述控制器主机【5】上安装有4G/5G无线通信模块【6】，所述4G/5G无线通信模块【6】安装在门禁机主机【5】的后上方。所述4G/5G无线通信模块【6】上安装有4G/5G通信天线【4】，所述4G/5G通信天线【4】外置在所述控制器主机【5】的外部。所述4G/5G无线通信模块【6】的左边安装有GPS定位模块【3】。在所述4G/5G无线通信模块【6】的下方安装有以太网接口【8】，在所述以太网接口【8】的左边安装有通信加解密模块【7】，在所述通信加解密模块【7】的左边安装有CPU模块【9】。在所述GPS定位模块【3】的左边安装有NFC读头模块【18】，在所述NFC读头模块【18】的左前边安装有NFC刷卡天线【17】。在所述NFC读头模块【18】的下方安装有NFC加解密电路【15】，在所述NFC加解密电路【15】的左前方安装有设备二维码【14】，在所述NFC加解密电路【15】的下方安装有NFC出卡控制电机模块【11】，在所述NFC出卡控制电机模块【11】的左前方安装有NFC出卡口【12】，在所述控制器主机【5】的最下方安装有闸机门禁控制单元【10】。所述闸机门禁控制单元【10】安装在所述NFC出卡控制电机模块【11】和所述CPU模块【9】的下方。
有三种使用方式，第一种通过读取NFC手机上APP模拟的NFC卡。第二种通过读取自助购买和绑定的NFC标签。第三种通过扫描设备上的设备二维码。本使用方式主要讲述第二种方式。
人员下载手机APP或者公众号【19】后，通过扫描设备上的二维码【14】，在手机APP或者公众号【19】上购买NFC标签【16】。支付购买成功后，智能服务器【1】通过4G无线通信模块【6】和通信加解密模块【7】将NFC出卡命令下发到CPU模块【9】，CPU模块【9】控制NFC出卡控制电机模块【11】通过NFC出卡口【12】输出一张NFC标签【16】。用户拿到NFC标签【16】后，可将该NFC标签【16】贴于手机、随身物品等或取出放入手机卡槽。用户通过手机APP或者公众号【19】扫描NFC标签【16】上的二维码进行绑定和权限授权操作。用户要通行时，将NFC标签【16】贴近NFC刷卡天线【17】，NFC标签【16】中的身份信息就通过NFC刷卡天线【17】射频耦合到NFC读头模块【18】中。身份信息经过NFC加解密电路【15】解密后传输到CPU模块【9】中。CPU模块【9】判断身份信息的合法性，若是合法则控制门禁控制单元【10】开启。
3、GPS等定位模块(选配)
户外的旅游景区等环境场所布设的本产品不易寻找时，可选配定位模块。客户打开产品APP后，可以看到装有GPS等定位功能的产品位置，便于判断位置，选择投放。所述4G/5G无线通信的左边安装GPS定位模块。
4、自动购买NFC标签功能(选配)
在具有良好管理环境的场所(如地铁站)安装的产品可选配该功能，客户可提供扫码和碰一碰功能完成支付取卡过程。该选配有利于扩大使用群体。
上述控制器主机上设有NFC出卡控制电机模块，且NFC出卡控制电机模块的输入端与CPU模块的输出端电性连接。在上述NFC加解密电路的下方安装有NFC出卡控制电机模块，在所述NFC出卡控制电机模块的左前方安装有NFC出卡口。
5、太阳能电池板(选配)
在适合场所配备太阳能电池板可以提供安全稳定电源。
6、分类桶的设计与选材
(1)分类桶的设计将充分根据人机工程学等为指导，根据不同身高人体地区、布设场所需求等科学设计分类桶的长宽高及外形。以中等身高人体地区为参考，桶的长宽高一般设计为50CM、35CM、70CM，读卡器高度90CM，此组数据只做为一组示例。
(2)分类桶的选材将充分考虑环保及业内通用材料进行选材，优选环保耐用的不锈钢材质。
显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (15)
1.网络支付感应操作和/或扫码(或红外感应)操作(免费或低收费)模式下的一种自动化智能化简便开闭垃圾分类桶，其特征在于，包括：身份识别系统、网络支付管理系统、NFC感应和手机二维码扫描操作；所述身份识别系统在于进行客户、二维码桶身份登记及识别验证；所述网络支付管理系统用于将登记于身份识别系统的付费客户身份信息与其支付方式(如微信、支付宝、银联等)绑定或解绑，付费客户可以进行所述NFC感应开启操作。
2.如权利要求1所述分类桶，其特征在于，通过网络支付管理系统和身份识别系统进行NFC感应付费操作、二维码扫描(或红外感应)操作(免费或低收费)模式。
3.如权利要求1所述分类桶，其特征在于，该桶的开闭包括具有(但不限于)齿轮组的电动机装置，能根据控制指令打开或关闭分类桶，盖的开闭不限于盖0-90度角运动方式，也可以水平运动方式。
4.如权利要求1所述分类桶，其特征在于，包括无线上网模块，利用4G或5G网络，收发信息，实时与服务器、客户手机系统、主控机模块进行信息连接。
5.如权利要求1所述分类桶，其特征在于，包括NFC感应式开闭、二维码扫描开闭，它们合理布局于自动化系统部件上，一般与普通开口垃圾桶搭配使用。感应式开闭操作付费(或特别许可)客户可以使用，二维码扫描操作任何人均可免费扫码使用(特别情况下会启用收费使用功能)。
6.如权利要求1所述分类桶，其特征在于，客户可选配如下功能模块：①GPS或北斗等定位功能。②NFC标签自动购买系统。③桶配滑轮及与主机离合设计。④太阳能电池板。⑤防臭平衡板。
7.如权利要求1所述分类桶，其特征在于，门禁系统：包括智能服务器【1】，所述智能服务器【1】通过通信链路【2】与控制器主机【5】上的4G无线通信模块【6】连接，所述控制器主机【5】上安装有4G无线通信模块【6】，所述4G无线通信模块【6】安装在门禁机主机【5】的后上方。所述4G无线通信模块【6】上安装有4G通信天线【4】，所述4G通信天线【4】外置在所述控制器主机【5】的外部。所述4G无线通信模块【6】的左边安装有GPS定位模块【3】。在所述4G无线通信模块【6】的下方安装有以太网接口【8】，在所述以太网接口【8】的左边安装有通信加解密模块【7】，在所述通信加解密模块【7】的左边安装有CPU模块【9】。在所述GPS定位模块【3】的左边安装有NFC读头模块【18】，在所述NFC读头模块【18】的左前边安装有NFC刷卡天线【17】。在所述NFC读头模块【18】的下方安装有NFC加解密电路【15】，在所述NFC加解密电路【15】的左前方安装有设备二维码【14】，在所述NFC加解密电路【15】的下方安装有NFC出卡控制电机模块【11】，在所述NFC出卡控制电机模块【11】的左前方安装有NFC出卡口【12】，在所述控制器主机【5】的最下方安装有闸机门禁控制单元【10】。所述闸机门禁控制单元【10】安装在所述NFC出卡控制电机模块【11】和所述CPU模块【9】的下方。
8.如权利要求1所述分类桶，其特征在于，门禁系统：包括控制器主机【5】上电路CPU模块【9】采用ST公司的Cortex M3内核处理器STM32F207VCT6【107】，U2【101】及其外围电路组成了NFC读头模块【18】。U2【101】的第3脚和第6脚连接到NFC加解密电路【15】中U5STC8F2K16S2【111】的P3.3和P3.2引脚，U5 STC8F2K16S2【111】及其外围电路组成了NFC加解密电路【15】。U5 STC8F2K16S2【111】的第9脚和第10脚与STM32F207VCT6【107】的第70脚和第71脚连接。GPS定位模块由J2和M1【102】及其外围电路组成。其中M1【102】采用GP-02的定位模块实现。M1【102】的2，3，4脚连接到STM32F207VCT6【107】的第61，62，1引脚。U1，U3，U9和J1【104】及其外围电路组成了4G无线通信模块【6】，J1【104】采用SIM7600CE实现。且J1【104】的第19和44脚经过电平转换芯片U3TXS0102DCTR后与STM32F207VCT6【107】的PE5和PE6连接。U4【105】，U6和Y1以及外围电路组成了通信加解密模块【7】，CPU模块【9】往智能服务器【1】发送的数据经过通信加解密模块【7】加密后通过4G无线通信模块【6】或者以太网接口【8】发出。智能服务器【1】发送给CPU模块【9】的数据经过4G无线通信模块【6】或者以太网接口【8】接收到后，由CPU模块先将数据送到通信加解密模块【7】进行解密。U7【106】KSZ8041NL和J5组成了以太网接口【8】。其中所述的U7【106】KSZ8041NL通过RMII接口与STM32F207VCT6【107】连接。U8【109】SN74HC14DR与J7 TCD-720m出卡机及其外围电路组成了NFC出卡控制电机模块【11】。
9.如权利要求1所述分类桶，其特征在于，门禁系统：所述控制器主机【5】上设有4G无线通信模块【6】，且4G无线通信模块【6】通过通信链路【2】与智能服务器【1】电性连接。
10.如权利要求1所述分类桶，其特征在于，门禁系统：所述控制器主机【5】上设有通信加解密模块【7】，且通信加解密模块【7】与4G无线通信模块【6】、以太网接口【8】电性连接。
11.如权利要求1所述分类桶，其特征在于，门禁系统：所述控制器主机【5】的上前面安装有NFC读头模块【18】和NFC刷卡天线【17】，且NFC读卡模块【18】与NFC刷卡天线【17】电气连接。NFC读卡模块【18】与NFC加解密电路【15】电气连接。
12.如权利要求1所述分类桶，其特征在于，门禁系统：所述控制器主机【3】上安装有NFC加解密电路【15】，且NFC加解密电路【15】与CPU模块【9】电气连接。
13.如权利要求1所述分类桶，其特征在于，门禁系统：所述控制器主机【3】上安装有NFC出卡控制电机模块【11】和NFC出卡口【12】，且NFC出卡控制电机模块【11】与CPU模块电气连接。NFC出卡口【12】与NFC出卡控制电机模块【11】电气连接。
14.如权利要求1所述分类桶，其特征在于，门禁系统：所述的控制器主机【3】上设有闸机门禁控制单元【10】，且闸机门禁控制单元【10】与闸杆或电锁电性连接。
15.如权利要求1所述分类桶，其特征在于，若对桶无分类要求，只有感应开启自动闭合、防臭要求，那么感应方式可选为红外感应，配平衡板防臭功能。
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2019
- 2019-05-13 CN CN201910396348.XA patent/CN110689143A/zh active Pending
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