CN204044929U - 一种低成本的便捷智能储物柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种低成本的便捷智能储物柜，包括储物柜柜体，控制单元、所述控制单元连接有红外传感器、GPRS模块、电子锁，还包括电源电路；本实用新型以较低成本实现可由获得授权的多人对同一格子内物品进行存储。从而实现用户存储物品后，可由服务方取出柜内物品，进行增值服务后，放回指定储物柜，并由用户取出。本实用新型的重点是降低储物柜安装，运营的成本和极大简化用户操作，提高用户体验。

Description

一种低成本的便捷智能储物柜

技术领域

本实用新型涉及一种储物柜自动控制技术，更具体的说是一种具有更加便捷的用户交互方式的一种低成本的便捷智能储物柜。

背景技术

现有超市商场等地普及的储物柜没有远程控制端，用户只能通过纸质密码凭条取物，这就限制了储物柜的用途:只能由用户本人存取物品，储物柜内物品不能由第三方服务方取出，进行增值服务。而国内一些专利中具有远程访问功能的储物柜，虽然实现了远程控制功能，但由于其系统设计，在安装，成本，以及用户体验上均有不足。比如安装地点需要有网络接入点，用户需要频繁输入密码，操作繁琐。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于以较低成本实现可由获得授权的多人对同一格子内物品进行存储。从而实现用户存储物品后，可由服务方取出柜内物品，进行增值服务后，放回指定储物柜，并由用户取出。本实用新型的重点是降低储物柜安装，运营的成本和极大简化用户操作，提高用户体验。

本实用新型十分适用自助洗衣业务，用户使用此柜存储衣物后，由物流取出送入统一的大型洗衣工厂，由于是标准化的工厂，不仅提高了洗衣标准和质量，还大大降低了洗衣成本。

为了实现上述目的本实用新型采用以下技术方案：

一种低成本的便捷智能储物柜，包括储物柜柜体，其特征在于，包括控制单元、所述控制单元连接有红外传感器、GPRS模块、电子锁，还包括电源电路；

控制单元包括STM32F103VBT6型号的ARM处理器、频率为8M的石英晶体振荡器Y1，

晶体的负载电容C5和C6，处理器电源上的去耦电容C7-C10；R5和C11组成的外部复位电路；

电源电路包括型号为LT1374的降压型DCDC控制芯片，输入电容C2，输出电容C3，芯片内部控制回路的补偿电容C4为，C1和D1与芯片内部电路配合构成自举电路，用于驱动芯片内部的N型功率MOS管，DCDC功率电感L1。分压电阻R1和R2；

电子锁的驱动电路包括N型功率MOS管Q4，栅极驱动电阻R15，用于保护驱动MOS管的续流二极管D3，电子锁电磁铁JK1；

GPRS模块型号为M35，包括SIM卡，用于保护M35连接SIM卡的引脚不被静电损害的ESD保护芯片，电阻R6-R8与电容C15-C17用于SIM卡信号线上的高频滤波，SIM卡电源上的去耦电容C12，由C13，C14，L2构成的π型匹配网络，陶瓷贴片天线E1。

因为本实用新型采用以上技术方案，所以具备以下有益效果：

储物柜是通过GPRS接入互联网。因为储物柜一般放置区域为公共场所，网络接入端口需要使用商务端口，运营商收费会比较贵，每月至少200元以上。同时需要在施工时布置网线，增加了施工成本。一般物业不会在公共区域覆盖wifi信号，如果使用wifi接入，那么需要安装wifi中继器，将信号引到储物柜区域，这不仅增加了成本，而且由于节点增加，可靠性同时降低。而本实用新型采用GPRS接入互联网，因此施工时仅需要储物柜安放区域有电源和手机信号即可，而且GPRS业务也可以租用运营商无月租流量包月的业务。由于系统通讯数据量相对较小，运营成本远小于以上两种方式。

通过本实用新型的用户身份识别方式，用户无需在储物柜输入繁琐的密码，也无需储物柜安装价格高昂的二维码扫描仪，只需在储物柜前操作手机端APP即可预约，实现物品存储。此方式极大的简化了用户操作，提高了用户体验。

本实用新型中系统分配储物格时是动态分配的，在物流取出用户物品后，该格子会被自动设置为可用状态，可分配给其他用户继续使用。物流送回物品时，系统会为改用户重新在同一区域内分配一个储物格，而用户在取物品时，仅需在储物柜前操作手机APP，相应格子便会自动打开。此种方式可大大提高储物柜的利用率，在不增加储物柜数量下，为更多用户提供服务。

附图说明

图1为本实用新型系统框图；

图2为GPRS模块电路图；

图3为电磁锁驱动电路图；

图4为控制单元最小电路图；

图5为电源单元电路图；

图6显示单元电路图；

图7报警电路图。

具体实施方式

本实用新型储物柜控制系统方框图如图1所示

储物柜控制系统由控制板，电源，GPRS模块，各种传感器和N个电子锁构成。

其中控制板是由单片机及其外围电路构成，通过内部运行控制程序，控制储物柜各部件，实现预定功能。

电源为多路输出的AC-DC电源，将220V交流电转化为各模块工作所需的低压直流电。

GPRS模块，可通过电信运营商接入互联网，与服务器进行通讯。

每个储物格内均设有红外传感器，用于检测是否有物品放入格子中。同时还可以针对小区或者相关部门需求安装烟雾，温度，气体传感器用于检测火灾或者违禁危险品等。储物柜通过联网想服务器发送这些安全检测信息，与相关部门进行联动。

电子锁根据主板控制信号控制每个储物格门的开关。

液晶屏/扬声器可用于向用户提示相关操作信息，以及投放广告等增值服务。

本实用新型控制系统方框图如图2所示

如图2所示，本实用新型储物柜投入运营需要服务器以及手机客户端共同协作来完成。

手机客户端用于客户下单，通知客户订单信息以及客户的身份的凭证。

储物柜用于存储客户物品。

服务器用于协调整个系统运行。

本系统可靠高效运行的关键在于如何使储物柜快速识别用户的身份和相关订单信息，此部分也是此实用新型的重点。

用户在使用手机客户端对储物柜操作时，需要确定一下几点：

1、用户在储物柜前。

2、用户已成功下单，有储物的授权。

3、用户存放物品格子位置信息要明确。

现有的一般实现方式是用户手动输入服务器预先发送的密码。但此方式需要用户手工输入繁琐的密码，用户体验不佳。

另一种方式是服务器将密码转化为二维码图片发送到用户手机客户端，通过储物柜扫描实现开箱。但此种方法需要储物柜安装价格高昂的二维码扫描模块，目前市场价在900-3000不等，铺设1000个储物柜就需要增加至少100万的投入，代价十分高昂。

本实用新型中另辟蹊径，用过下面巧妙地方式既省去了用户手工输入密码，提高了用户体验，又大大降低了储物柜成本。

具体方法如下：

每个储物柜在系统中均分配有唯一的ID号，并且以二维码的形式贴在储物柜外面，可供用户扫描。

用户或者物流在对指定储物柜操作时，只需扫描储物柜外面的二维码，客户端便自动将储物柜编号，客户端身份信息发送给服务器，服务器根据存储在数据库中的授权信息，

发送给被扫描的储物柜相关命令。

此方法以简单可靠的方式实现了上面所提到的三个要点。

施实例1

控制电路板框图如图6所示，由电源，处理器，电子锁驱动，GPRS模块，液晶屏/蜂鸣器等电路构成。

图7为控制板处理器最小系统电路图。其中U1是一款32位ARM处理器，型号为STM32F103VBT6，该处理器基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。Y1为频率为8M的石英晶体振荡器，为处理器提供稳定的工作时钟，C5，C6为晶体的负载电容。C7-C10为处理器电源上的去耦电容，用于去除电源的耦合噪声干扰，提高电路稳定性。R5，C11为外部复位电路。J1为处理器下载调试接口，用于在线调试。

图8为控制板电源电路图。用于将6-24V之间的直流电压变换为控制板所需的3.3V直流电压，最大输出电流为4A。U2为凌特公司的一款高效降压型DCDC控制芯片，型号为LT1374。C2为输入电容，C3为输出电容。C4为芯片内部控制回路的补偿电容。C1，D1与芯片内部电路配合构成自举电路，用于驱动芯片内部的N型功率MOS管。L1为DCDC功率电感。R1，R2为分压电阻，其比之决定DCDC电路的输出电压。

图9为液晶屏和蜂鸣器电路。其中M1为一款分辨率为320x240的TFT液晶显示模组。HA1为蜂鸣器，R3，R4，Q1构成蜂鸣器的驱动电路。

图10为GPRS模块外围电路。M2为GPRS模块，型号为M35，支持电信，联通，

移动的GPRS业务。S1为SIM卡，该模块支持标准AT指令集，可通过串口与处理器通讯。U3为一款ESD保护芯片，用于保护M 35连接SIM卡的引脚不被静电损害，R6，7，8,C15,16,17用于SIM卡信号线上的高频滤波，防止SIM卡离天线过近时高频信号对数据线上的信号干扰。C12为SIM卡电源上的去耦电容。C13，C14，L2构成π型匹配网络，用于与天线进行匹配。E1为陶瓷贴片天线。

图11为电子锁驱动电路，Q4为N型功率MOS管，R15为栅极驱动电阻，D3为续流二极管，用于保护驱动MOS管。JK1A为电子锁电磁铁。该电路数量与格子数量对应。

本实用新型应用于自助洗衣业务的用户操作流程图如图3所示

本实用新型应用于自助洗衣业务时用户的操作非常简单，下单和去回衣物只需一到两个步骤。下单时，只需用户在手机客户端提交下单申请。存衣物时只需到储物柜前扫描二维码，三到五秒后储物柜便会自动打开一个储物格，供用户存储衣物。

洗衣完成客户收到取件通知后，到相应储物柜前扫描二维码，储物柜便自动打开存有用户衣物的储物格。

本实用新型应用于自助洗衣业务的工作通信流程图如图4所示

下单存包流程

1、用户提交下单申请，服务器审核后会分配一个唯一的订单号，并存储相应订单信息。

2、用户扫描储物柜的二维码，客户端会将用户ID，储物柜ID发送到服务器。服务器会查询该客户订单信息，如果可用便会向指定ID的储物柜发送开箱命令。

3、储物柜收到开箱命令后会自动分配一个空的储物格，打开供用户存放衣物。同时将格子位置信息发回给服务器。这时用户ID，订单号，柜子ID，格子编号均关联好并存储在服务器中。

物流取件流程

1、洗衣工厂的物流每天定时存取衣物。快递员通过手持终端扫描储物柜二维码向服务器发送取件请求。

2、服务器在验证快递员身份后，向储物柜发送开箱命令。

3、快递员逐一对柜子内衣物打包，通过手持终端将格内衣物订单号打印出来，并贴在包裹外面。

4、这时，服务器将快递单号通过格子序号与订单号进行关联并存储。

物流送件流程

1、洗衣工厂的物流每天定时存取衣物。快递员通过手持终端扫描储物柜二维码向服务器发送送件请求。

2、服务器在验证快递员身份后，向储物柜发送开箱命令。

3、快递员逐一扫描衣物包裹上订单号，并通过手持终端将其放置的储物柜ID和储物格序号发送给服务器。

4服务器收到存包信息后，想客户端发送通知，提醒客户取件

客户取件流程

1、客户收到取件通知后，到相应储物柜前扫描柜子二维码，手机客户端发送客户ID和储物柜ID。

2、服务器验证客户身份后，查询客户订单号，向对应的储物柜发送开箱命令。

3、储物柜收到服务器命令后，开启指定储物格。用户取件。

施实例2

具体实施例2硬件与具体实施例1完全相同，此处略。

本实用新型应用于包裹投递业务的基本工作流程图如图5所示

1、物流投递包裹时，用手持终端扫描储物柜二维码。手持终端将快递员身份信息和储物柜ID以及要投递包裹数量发送到服务器

2、服务器验证快递员身份后向相应储物柜发送开箱指令。

3、储物柜在收到指令后，开启指定数量的空储物格。

4、快递员逐一扫描包裹快递单号和对应储物格序号，手持终端将订单号和对应储物格序号一并发送到服务器

5、服务器根据订单号查询用户信息，向其发送取件通知。

6、客户收到取件通知后，到相应储物柜前扫描柜子二维码，手机客户端发送客户ID和储物柜ID。

7、服务器验证客户身份后，查询客户订单号，向对应的储物柜发送开箱命令。

8、储物柜收到服务器命令后，开启指定储物格。用户取件。

Claims (1)

1.一种低成本的便捷智能储物柜，包括储物柜柜体，其特征在于，还包括控制单元、所述控制单元连接有红外传感器、GPRS模块、电子锁，还包括电源电路；

控制单元包括STM32F103VBT6型号的ARM处理器、频率为8M的石英晶体振荡器Y1，晶体的负载电容C5和C6，处理器电源上的去耦电容C7-C10；R5和C11组成的外部复位电路；

电源电路包括型号为LT1374的降压型DCDC控制芯片，输入电容C2，输出电容C3，芯片内部控制回路的补偿电容C4为，C1和D1与芯片内部电路配合构成自举电路，用于驱动芯片内部的N型功率MOS管， DCDC功率电感L1，分压电阻R1和R2；

电子锁的驱动电路包括N型功率MOS管Q4，栅极驱动电阻R15，用于保护驱动MOS管的续流二极管D3，电子锁电磁铁JK1；

GPRS模块型号为M35，包括SIM卡，用于保护M 35连接SIM卡的引脚不被静电损害的ESD保护芯片，电阻R6-R8与电容C15-C17用于SIM卡信号线上的高频滤波，SIM卡电源上的去耦电容C12，由C13，C14，L2构成的π型匹配网络，陶瓷贴片天线E1。