CN202358542U

CN202358542U - 一种储存柜

Info

Publication number: CN202358542U
Application number: CN2011204285492U
Authority: CN
Inventors: 梁善勇; 王江安; 刘涛
Original assignee: Naval University of Engineering PLA
Current assignee: Naval University of Engineering PLA
Priority date: 2011-11-02
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2021-11-02

Abstract

本实用新型提供一种储存柜，包括：中央处理器；与所述中央处理器连接，并将获得的所述储存柜内的温度信号传输给所述中央处理器的温度传感器；与所述中央处理器连接，并将获得的所述储存柜内的湿度信号传输给所述中央处理器的湿度传感器；与所述中央处理器连接，并由所述中央处理器根据所述温度信号进行控制工作的加热器以及制冷器；与所述中央处理器连接，并由所述中央处理器根据所述湿度信号进行控制工作的加湿器和除湿器。本实用新型的方案能够自动调节储存柜内的温湿度环境，从而使储存柜内达到恒温恒湿。

Description

一种储存柜

技术领域

本实用新型涉及一种储存装置，特别是指一种恒温恒湿安全储存柜。

背景技术

目前市售的温湿度控制储存柜产品主要有两大类：一类是只能进行湿度控制的防潮箱，另一类是可实现恒温恒湿控制的恒温恒湿试验箱。

防潮箱技术的发展较为成熟，绝大多数品牌产品均采用由记忆合金弹簧驱动的吸附式除湿机芯，记忆合金弹簧受热缩短会产生行程，配合普通拉簧和连杆组成吸排湿门的开关动作机构，吸湿剂采用可再生硅胶。

传统的吸附式除湿机芯由可再生硅胶、记忆合金弹簧、吸排湿切换板组成。除湿过程启动后，记忆合金弹簧受热缩短产生拉力，在数分钟内将除湿机芯内部的吸排湿切换板拉开向柜外排湿，可再生硅胶受热排湿；当排湿过程完毕，加热器断电降温，记忆合金弹簧自然冷却复原使切换板复位使吸湿口打开，为柜内空气进行干燥。

传统吸附式除湿机芯的最大问题是：第一、记忆合金弹簧受热产生拉力及自然冷却复原的过程时间长，特别是后者过程耗时至少40分钟，该段时间内切换板处于半开半闭状态，柜体内外相通，除湿效率低；第二、记忆合金弹簧受时间和环境影响因素极大，往往出现不明原因的“记忆功能丧失”，使用一段时间后容易产生切换板无法打开，或行程不足半开半闭，导致控制柜不能除湿。以上两点是记忆合金材料本身的问题，目前国际上尚无针对记忆合金材料的有效解决方案。

在恒温恒湿控制领域，绝大多数恒温恒湿试验箱产品均采用不锈钢加热器加热、全密闭型压缩机制冷、表面蒸发方式加湿、冷冻潜热除湿方式吸湿。它们主要用于对试验材料进行耐热、耐寒、耐干、耐湿性能的测试，严格的说它是一部环境试验检测仪而不是一部恒温恒湿储存柜，它更无法满足仓库大规模长时间的恒温恒湿储存需求。

另外，目前市售的恒温恒湿相关产品功能单一，比如说：每台柜子均是独立工作，不能实现无线自动组网，不能实现基于上位机的仓库网络统一管理。也缺少柜内储存物品的电子清单功能，盘点或查找货物效率低，安全可靠性差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种储存柜，能够自动调节储存柜内的温湿度环境，从而使储存柜内达到恒温恒湿。

为解决上述技术问题，本实用新的实施例提供一种储存柜，包括：中央处理器；

与所述中央处理器连接，并将获得的所述储存柜内的温度信号传输给所述中央处理器的温度传感器；

与所述中央处理器连接，并将获得的所述储存柜内的湿度信号传输给所述中央处理器的湿度传感器；

与所述中央处理器连接，并由所述中央处理器根据所述温度信号进行控制工作的加热器以及制冷器；

与所述中央处理器连接，并由所述中央处理器根据所述湿度信号进行控制工作的加湿器和除湿器。

其中，所述除湿器包括：外壳；设置于所述外壳内的可再生硅胶；与所述可再生硅胶连接的弹簧；设置于所述弹簧上的加热丝；设置于所述外壳上的第一伺服电机和第二伺服电机，与所述第一伺服电机通过第一执行机构连接的第一吸湿门，与所述第二伺服电机通过第二执行机构连接的第二吸湿门，所述第一吸湿门与所述第二吸湿门通过第一杠杆连接；设置于所述外壳上的第三伺服电机和第四伺服电机，与所述第三伺服电机通过第三执行机构连接的第一排湿门，与所述第四伺服电机通过第四执行机构连接的第二排湿门，所述第一排湿门与所述第二排湿门通过第二杠杆连接。

其中，上述储存柜还包括：与所述中央处理器连接，并将获得的所述储存柜内的环境图像传输给所述中央处理器的摄像头；以及

设置于所述储存柜的柜体表面上，并与所述中央处理器连接，并显示所述环境图像的显示器。

其中，上述储存柜还包括：与所述中央处理器连接，并安装于所述储存柜的柜体表面上的密码电磁门锁。

其中，上述储存柜还包括：与所述中央处理器连接的离子风扇。

其中，上述储存柜还包括：与所述中央处理器连接，并与其它储存柜通信的网络通信器件。

其中，所述网络通信器件为基于Zigbee协议的无线网络通信器件。

其中，所述制冷器为半导体材料制成的制冷器。

其中，上述储存柜还包括：与所述中央处理器连接的条形码扫描器和条件码识别器。

其中，上述储存柜还包括：设置于所述储存柜的柜体表面上的至少一个观察窗。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，在中央处理器的统一控制下，温度传感器能灵敏地感知并反应储存柜内温度的变化，湿度传感器能灵敏地感知并反应储存柜内湿度的变化，通过中央处理器内置的PID模糊控制程序计算得到控制信号，通过加热器、致冷器、加湿器、除湿器，对储存柜内的当前温湿度环境进行自动调节，从而达到自动控制储存柜内温湿度，并可使储存柜内的温湿度环境达到恒温恒湿。

附图说明

图1a是本实用新型的储存柜的正面结构示意图；

图1b是本实用新型的储存柜的背面结构示意图；

图2是本实用新型的储存柜的内部电子控制系统的结构框图；

图3是本新型的储存柜内的除湿器的内部结构图；

图4是本实用新型的储存柜的Zigbee无线网络组网示意图。

[主要元件符号说明] ：

1：显示器； 2：中央处理器； 3a：温度传感器；

3b：湿度传感器； 4a、4b、4c：观察窗； 5：加热器；

6a、6b：制冷器； 7：加湿器； 8a、8b：除湿器；

9：天线； 10a、10b、10c：电磁门锁；

11：条形码扫描器； 12：离子风扇； 13a、13b、13c：广角摄像头；

14：摄像头； 15：触摸屏； 16：网络通信器件；

17：USB集线器电路； 18：条形码识别器； 19：可控驱动器阵列；

200：外壳； 211：可再生硅胶； 221：加热丝；

231：弹簧； 241：第一吸湿门； 242：第二吸湿门；

251：第一伺服电机； 252：第二伺服电机； 261：第一排湿门；

262：第二排湿门； 271：第三伺服电机； 272：第四伺服电机；

281：第一执行机构； 282：第二执行机构； 283：第三执行机构；

284：第四执行机构； 291：第一杠杆； 292：第二杠杆。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1a和图1b所示，其中，图1a为本实用新型的实施例的储存柜的正面示意图，图1b是本实用新型的实施例的储存柜的背面示意图；本实用新型的实施例储存柜包括：中央处理器2；以及与所述中央处理器2连接，并将获得的所述储存柜内的温度信号传输给所述中央处理器2的温度传感器3a；与所述中央处理器2连接，并将获得的所述储存柜内的湿度信号传输给所述中央处理器2的湿度传感器3b；与所述中央处理器2连接，并由所述中央处理器2根据所述温度信号进行控制工作的加热器5以及制冷器6a和6b；与所述中央处理器2连接，并由所述中央处理器2根据所述湿度信号进行控制工作的加湿器7和除湿器8a和8b。

该实施例中，在中央处理器2的统一控制下，温度传感器3a能灵敏地感知并反应储存柜内温度的变化，湿度传感器3b能灵敏地感知并反应储存柜内湿度的变化，通过中央处理器2内置的PID模糊控制程序计算得到控制信号，通过加热器5、致冷器6a和6b、加湿器7、除湿器8a和8b，对储存柜内的当前温湿度环境进行自动调节，从而达到自动控制储存柜内温湿度，并可使储存柜内的温湿度环境达到恒温恒湿。

如图2所示，为本实用新型的储存柜的内部电子控制系统的结构框图，其中，温度传感器3a和湿度传感器3b可以是高精度数字温湿度一体传感器THS75，中央处理器2计算两传感器3a、3b的平均值以减小测量误差，当其中一个传感器损坏时系统自动放弃该传感器的错误数据。

上述储存柜还包括一显示器1，该显示器1具有一液晶显示屏15，该液晶显示屏15包括800*480分辨率、300Cd/m2亮度的7寸液晶显示板和覆盖于其上的四线电阻触摸屏，并在中央处理器2中增加了一线精准触摸驱动程序。

制冷器6a和6b采用了体积小重量轻的半导体材料制成的制冷器。

除湿器8a和8b采用配有传动机构的微型伺服电机，并代替现有技术中的记忆合金来对吸附式除湿机芯结构中吸湿门和排湿门开或关的动作进行控制。

上述储存柜还包括网络通信器件16，该网络通信器件16是基于Zigbee协议的无线网络通信器件，软件上包括一个基于Linux系统的嵌入式服务器。

中央处理器2可以采用Samsung公司S3C6410A微处理器ARM，ARM芯片内部软件基于Linux操作系统开发，配有PID模糊控制子程序、可控驱动器阵列19，包括：温湿度传感器、摄像头、条形码扫描器、加热器、制冷器、加湿器、除湿器等的驱动程序，以及嵌入式服务器子程序、基于Zigbee协议的自动组网及上位机管理子程序、物品清单管理子程序、视频盘点子程序、密码锁键盘子程序、自诊断故障报警子程序等。

视频盘点功能的实现包括三部分：该储存柜还包括分别安装在三层柜体内侧顶部的170°广角摄像头13a，13b，13c，三个摄像头均为USB接口，三路视频实时信号连接至USB集线器电路17后，被送入中央处理器2上的ARM处理器芯片，在视频盘点子程序的驱动下，ARM处理器根据液晶触摸屏15上接收的用户指令挂载指定的摄像头并将该层图像锐化处理后输出至液晶显示屏15显示，供仓管人员对柜内物品的进行盘点。该储存柜还包括一设置于储存柜的柜体顶端的摄像头14、上述的储存柜的柜体表面上的至少一个观察窗(图中所示为三个分别是观察窗4a、4b、4c)，便于观察储存柜内的情况以及与所述中央处理器连接的离子风扇12。

密码锁功能的实现包括分别安装在储存柜的柜体表面的三个柜门上的常锁式电磁门锁10a，10b，10c，电磁锁与电磁锁驱动电路相连，驱动电路由中央处理器2上的ARM处理器芯片控制。在密码锁子程序的驱动下，ARM处理器在液晶显示器1上打印密码锁键盘图像，当用户在触摸屏15上正确输入密码后，ARM处理器的GPIO口由高电平翻转为低电平，控制驱动电路向电磁门锁10a，10b，，10c上电，电磁门锁10a，10b，10c将锁芯吸回，柜门弹开。

物品清单管理功能在硬件上包括条形码扫描器11、条形码标签盒(图中未示出)，条形码扫描器11连接至中央处理器2上的ARM处理器。当仓管人员向储存柜内放入新物品时，先从条形码标签盒中取一张新标签在条形码扫描器11下扫描，并在触摸屏15上手写输入物品名称(若之前有相同物品输入，则只需选中即可)，之后将标签贴于被储存物品上，同时将物品放入储存柜内部。仓管人员取出物品时只需在条形码识别器18上扫描一次即可。每次存入和取出的操作均存入Flash存储器，同时通过Zigbee协议的网络通信器件传送给上位机数据库统一管理。

如图3所示，上述除湿器8a和8b均可包括：外壳200；设置于所述外壳200内的可再生硅胶211；与所述可再生硅胶211连接的弹簧231；设置于所述弹231簧上的加热丝221；设置于所述外壳200上的第一伺服电机251和第二伺服电机252，与所述第一伺服电机251通过第一执行机构281连接的第一吸湿门241，与所述第二伺服电机252通过第二执行机构282连接的第二吸湿门242，所述第一吸湿门241与所述第二吸湿门242通过第一杠杆291连接；

设置于所述外壳200上的第三伺服电机271和第四伺服电机272，与所述第三伺服电机271通过第三执行机构283连接的第一排湿门261，与所述第四伺服电机272通过第四执行机构284连接的第二排湿门262，所述第一排湿门261与所述第二排湿门262通过第二杠杆292连接。

除湿过程启动时，由中央处理器上ARM处理器芯片S3C6410A的GPIO口将指令发送给伺服电机驱动模块，驱动模块控制第一伺服电机251、第二伺服电机252向指定方向运动恒定位移，转子旋转带动第一执行机构281、第二执行机构282，加上第一杠杆291的配合实现第一吸湿门241和第二吸湿门242的打开或关闭操作；

驱动模块控制第三伺服电机271、第四伺服电机272向指定方向运动恒定位移，转子旋转带动第三执行机构283以及第四执行机构284，加上第二杠杆292的配合实现第一排湿门261和第二排湿门262的打开或关闭操作。

该除湿器的除湿过程包括：当中央处理器上的ARM处理器芯片S3C6410A通过温、湿度数字传感器SHT75测量发现储存柜内当前湿度高于设定值时，系统首先进行可再生硅胶211的再生操作，即：控制第三伺服电机271和第四伺服电机272打开排湿门，控制第一伺服电机251和第二伺服电机252关闭吸湿门，加热丝221加热0.5小时，通过热脱附方式恢复可再生硅胶211的吸附能力，并将水份蒸发出排湿门。由于可再生硅胶211只有在常温下才具有吸附能力，故再生加热后需自然冷却1小时，此期间排湿门、吸湿门同时关闭，密闭除湿器的机芯的热量可以通过排湿门一侧的金属边框向柜体外部散出。1小时后，可再生硅胶211恢复常温，此时打开吸湿门开始对储存柜内吸湿，干燥的可再生硅胶211对水蒸气的吸附能力一般可维持3小时，在此期间若储存柜内湿度低于设定值，则关闭吸湿门，柜内吸湿过程暂时完成，若3小时后柜内湿度仍未降到设定值以下，则重新进行整个除湿过程。

在图4所示的实例中，储存柜中的Zigbee无线网络通信器件16包括有实现信号收发的天线9。每台储存柜既是无线通信终端，又是无线通信的节点，既有无现路由器的功能，也有网络协调器的功能。这就使得该类设备在工作中能够自动建立无线网络，自动维护无线网络，自动无线路由。每台储存柜的数据可以通过其他若干台设备中继路由最终上传到上位机。这样，虽然每两点之间的通信距离不远，但通过若干台储存柜的中继和路由功能，使得数据可以传递到很远。

本实用新型提供的上述除湿器，可以大幅提高除湿器的吸湿效果；本实用新型在程序中安装嵌入式服务器，在硬件上安装无线网络通信模块，能提供一种基于Zigbee协议的储存柜群无线自组网功能和基于Zigbee协议的上位机数据库网络管理功能，用户通过远程上位机就可访问现场每台储存柜的状态信息；本实用新型的储存柜还具有免开柜门即可视频盘点柜内物品的功能以及物品清单电子管理功能；本实用新型的储存柜设计了密码电磁门锁、自诊断故障报警等功能，可提供更高级别的安全管理，确保了系统运行的安全可靠。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种储存柜，包括：中央处理器；其特征在于，还包括：

2.根据权利要求1所述的储存柜，其特征在于，所述除湿器包括：

外壳；

设置于所述外壳内的可再生硅胶；

与所述可再生硅胶连接的弹簧；

设置于所述弹簧上的加热丝；

设置于所述外壳上的第一伺服电机和第二伺服电机，与所述第一伺服电机通过第一执行机构连接的第一吸湿门，与所述第二伺服电机通过第二执行机构连接的第二吸湿门，所述第一吸湿门与所述第二吸湿门通过第一杠杆连接；

设置于所述外壳上的第三伺服电机和第四伺服电机，与所述第三伺服电机通过第三执行机构连接的第一排湿门，与所述第四伺服电机通过第四执行机构连接的第二排湿门，所述第一排湿门与所述第二排湿门通过第二杠杆连接。

3.根据权利要求1所述的储存柜，其特征在于，还包括：

与所述中央处理器连接，并将获得的所述储存柜内的环境图像传输给所述中央处理器的摄像头；以及

4.根据权利要求1所述的储存柜，其特征在于，还包括：

与所述中央处理器连接，并安装于所述储存柜的柜体表面上的密码电磁门锁。

5.根据权利要求1所述的储存柜，其特征在于，还包括：

与所述中央处理器连接的离子风扇。

6.根据权利要求1所述的储存柜，其特征在于，还包括：

与所述中央处理器连接，并与其它储存柜通信的网络通信器件。

7.根据权利要求6所述的储存柜，其特征在于，所述网络通信器件为基于Zigbee协议的无线网络通信器件。

8.根据权利要求1所述的储存柜，其特征在于，所述制冷器为半导体材料制成的制冷器。

9.根据权利要求1所述的储存柜，其特征在于，还包括：

与所述中央处理器连接的条形码扫描器和条件码识别器。

10.根据权利要求1所述的储存柜，其特征在于，还包括：

设置于所述储存柜的柜体表面上的至少一个观察窗。