一种快递仓的控制系统
技术领域
本实用新型实施例涉及智能控制技术领域,尤其涉及一种快递仓的控制系统。
背景技术
对多个快递包裹投递时,只需在快递仓的人机交互面板前逐个投递即可,且取件后也不用像快递柜一样需要提示关门,快递仓相对于快递柜更加便利和自动化。
快递仓如同立体仓库,人机交互面板前只有一个存取口,存件时存取口打开,把快递或物品放在存取口托盘上,之后存取口关闭,快递仓内部运动机构会自动把快递或物品传送到适合的位置。取件时,也只需要在存取口等待数秒,快递仓内部运动机构会自动把要取的快递或物品传送到存取口,存取口门打开后取走快递或物品,存取口自动关闭。
但现有技术的快递仓采用PLC控制,使得快递仓内部的运动机构复杂,控制方式复杂,成本较高;且现有技术的快递仓并不注重外观等问题,造成用户的体验效果不佳。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种快递仓的控制系统,以在降低成本的基础上,实现快递仓的自动取件,并提升外观视觉效果。
本实用新型实施例提供的快递仓的控制系统,包括:第一显示屏、主控板、电机驱动控制板,灯具电路和工控机;
所述第一显示屏与所述工控机通信连接;
所述主控板通过第一通信电路与所述工控机连接,所述主控板的控制端与所述灯具电路电连接;
所述电机驱动控制板的输入端通过第二通信电路与所述主控板连接,所述电机驱动控制模块的输出端与电机驱动器电连接。
可选的,所述第一通信电路包括第一收发器芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一稳压管和第二稳压管,其中,所述第一收发器芯片包括信号接收端、第一路信号发送端和第二路信号发送端;
所述第一收发器芯片的信号接收端与所述主控板的第一组通信端通信连接,所述第一收发器芯片的第一路信号发送端通过所述第一电阻与所述电机驱动控制板的第一控制端通信连接,所述第一收发器芯片的第二路信号发送端通过所述第二电阻与所述电机驱动控制板的第二控制端通信连接,所述第一收发器芯片的第一路信号发送端通过第一稳压管接地,所述第一收发器芯片的第二路信号发送端通过第二稳压管接地,所述第三电阻并联在所述第一收发器芯片的第一路信号发送端和所述第二路信号发送端之间。
可选的,所述第二通信电路包括第二收发器芯片、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第三稳压管和第四稳压管,其中,所述第二收发器芯片包括信号接收端、第一路信号发送端和第二路信号发送端;
所述第二收发器芯片的信号接收端与所述主控板的第二组通信端通信连接,所述第二收发器芯片的第一路信号发送端通过所述第四电阻与所述工控机的第一控制端通信连接,所述第二收发器芯片的第二路信号发送端通过所述第五电阻与所述工控机的第二控制端通信连接,所述第二收发器芯片的第一路信号发送端通过第三稳压管接地,所述第二收发器芯片的第二路信号发送端通过第四稳压管接地,所述第六电阻并联在所述第二收发器芯片的第一路信号发送端和所述第二路信号发送端之间。
可选的,所述灯具电路包括灯箱电路;
所述灯箱电路包括第七电阻、第一三极管、第一二极管和第一继电器,所述第七电阻的第一端与所述主控板的第一组控制端电连接,所述第七电阻的第二端与所述第一三极管的第一极电连接,所述第一三极管的第二极通过第一二极管与第一电源电连接,所述第一三极管的第三极接地,所述第一继电器的控制端与所述第一二极管并联,所述第一继电器的输入端与第一电源电连接,所述第一继电器的输出端与灯箱电连接。
可选的,所述灯具电路还包括装饰灯电路;
所述装饰灯电路包括第八电阻、第二三极管、第二二极管和第二继电器,所述第八电阻的第一端与所述主控板的第二组控制端电连接,所述第八电阻的第二端与所述第二三极管的第一极电连接,所述第二三极管的第二极通过第二二极管与所述第一电源电连接,所述第二三极管的第三极接地,所述第二继电器的控制端与所述第二二极管并联,所述第二继电器的输入端与所述第一电源电连接,所述第二继电器的输出端与装饰灯电连接。
可选的,该快递仓的控制系统还包括第二显示屏;
所述第二显示屏的输入端与所述工控机通信连接,所述第二显示屏的输出端与扬声器电连接。
可选的,该快递仓的控制系统还包括UPS控制电路,所述UPS控制电路与所述主控板通信连接;
所述UPS控制电路包括第三收发器芯片、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻,其中,所述第三收发器芯片包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端;
所述第九电阻的第一端与所述主控板的第三通信端通信连接,所述第九电阻的第二端与所述第三收发器芯片的第一输入端,所述第三收发器芯片的第一输出端通过所述第十电阻与所述UPS的第一输入端通信连接;
所述第十一电阻的第一端与所述主控板的第三通信端通信连接,所述第十一电阻的第二端与所述第三收发器芯片的第二输入端,所述第三收发器芯片的第二输出端通过所述第十二电阻与所述UPS的第二输入端通信连接。
可选的,所述电机驱动控制板包括伺服电机控制电路;
所述伺服电机控制电路的输入端与所述主控板的第三组控制端电连接,所述伺服电机驱动控制电路的输出端与伺服电机驱动器通信连接。
可选的,所述伺服电机驱动控制电路包括CAN收发器、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻和磁珠,其中,CAN收发器包括信号发送端、信号接收端、高位数据线端、低位数据线端和电源端;
所述CAN收发器的信号发送端通过第十三电阻与所述主控板的第三组控制端电连接,所述信号接收端通过第十四电阻与所述主控板的第三组控制端电连接,所述高位数据线端和所述低位数据线端分别通过所述第十五电阻和所述第十六电阻与所述伺服电机驱动器电连接,所述第十七电阻并联在所述高位数据线端和所述低位数据线端之间;
所述CAN收发器的电源端通过所述磁珠与第二电源电连接。
本实用新型实施例提供的技术方案,通过工控机对主控板的通信控制来实现人机交互功能,主控板采用MCU作为主控芯片与电机驱动控制板通信连接,有利于降低成本,当各电机驱动控制模块收到寄存取指令后,驱动电机工作,使运动机构完成相应的动作;此外,主控板对灯具电路进行通信控制,以增加快递仓的外观视觉效果。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种快递仓的控制系统的结构框图;
图2为本实用新型实施例提供的另一种快递仓的控制系统的结构框图;
图3为本实用新型实施例提供的另一种快递仓的控制系统的结构框图;
图4为本实用新型实施例提供的另一种快递仓的控制系统的结构框图;
图5为本实用新型实施例提供的另一种快递仓的控制系统的结构框图;
图6为本实用新型实施例提供的另一种快递仓的控制系统的结构框图;
图7为本实用新型实施例提供的另一种快递仓的控制系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型,而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
图1为本实用新型实施例提供的一种快递仓的控制系统的结构框图,参考图1,该快递仓的控制系统包括:第一显示屏10、主控板20、电机驱动控制板30、灯具电路40和工控机50;
第一显示屏10与工控机50通信连接;
主控板20通过第一通信电路100与工控机50连接,主控板20的控制端A1与灯具电路40电连接;
电机驱动控制板30的输入端B1通过第二通信电200路与主控板20连接,电机驱动控制模块30的输出端B2与电机驱动器60电连接。
具体的,主控板20可以采用高性能、低成本的IMXRT1021作为主控芯片,主控板20与工控机50构成人机交互系统,工控机50对主控板20通过第一通信电路100进行通信控制,例如,可以为RS485通信控制,工控机50上设置有RS485发送端,主控板20上设置有RS485接收端,工控机50接收到存取件的命令后,通过第一通信电路100与主控板20建立通信连接,将存取件命令发送至主控板20。主控板20接收工控机50发送的存取件命令,并根据存件或取件命令控制运动系统完成相应的动作。运行系统可以由电机、电机驱动器60和电机驱动控制板30组成,主控板20与电机驱动控制板30之间建立通信连接,主控板20根据接收到的存件或取件命令生成对应的控制信号,并通过第二通信电路200将控制信号发送至电机驱动控制板30,电机驱动控制板30根据相应的控制信号控制对应的电机驱动器60,电机驱动器60驱动向匹配的电机带动运动机构完成存件或取件的动作。快递仓中设置有多类电机,以使运动机构完成相应的动作,如伺服电机用于运动控制,使快递仓内部结构完成升降、平移等动作;无刷直流电机用于控制快递仓存取口的开关状态。
主控板20可以通过RS485通信的方式分别与工控机50和电机驱动控制板30建立连接,工控机50内置有交互系统,交互系统运用APP带存取功能,当电机驱动控制板30收到存取指令后,分别驱动对应的电机工作,带动运动机构完成相应的动作。主控板20的控制端输出灯具控制信号,以控制快递仓灯具的状态。
工控机50还可以与第一显示屏10建立通信连接,以实现人机交互的功能。例如,第一显示屏10上设置有多个低压差分信号(Low-Voltage Differential Signaling,LVDS)接口,工控机50与第一显示屏10之间可以通过LVDS线进行连接。第一显示屏10可以为触摸液晶屏,用户通过点击第一显示屏10完成存取件操作。
本实用新型实施例通过工控机和第一显示屏完成快递仓的人机交互功能,主控板与电机驱动控制板通信连接,对各电机进行通信控制,使快递仓内部的运动机构完成相应的动作,满足快递仓智能化、自动化的需求。且主控板还通过灯具电路对各类灯具进行通信控制,控制快递仓内部或外部的灯具,以增强用户视觉感受。主控板分别与工控机和电机驱动控制板进行总线通信连接,布线方式简单,控制系统的集成度高,大大降低了控制系统的故障率。且主控板采用MCU作为主控芯片,相比于现有技术的PLC控制,本实用新型实施例控制电路简单,能够根据不同的需求增减电路,满足快递仓控制系统功能的多样化和智能化。
可选的,图2为本实用新型实施例提供的另一种快递仓的控制系统的结构框图,参考图2,第一通信电路100包括第一收发器芯片U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一稳压管VD1和第二稳压管VD2,其中,第一收发器芯片U1包括信号接收端1、第一路信号发送端2和第二路信号发送端3;
第一收发器芯片U1的信号接收端1与主控板20的第一通信端A2通信连接,第一收发器芯片U1的第一路信号发送端2通过第一电阻R1与工控机50的第一控制端C1通信连接,第一收发器芯片U1的第二路信号发送端3通过第二电阻R2与工控机50的第二控制端C2通信连接,第一收发器芯片U1的第一路信号发送端2通过第一稳压管VD1接地,第一收发器芯片U1的第二路信号发送端3通过第二稳压管VD2接地,第三电阻R3并联在第一收发器芯片U1的第一路信号发送端2和第二路信号发送端3之间。
具体的,第一收发器芯片U1可以为MAX3485AE,用于实现主控板20与工控机50之间的通信。主控板20的第一组通信端A2包括多个通信端,根据需求,第一收发器芯片U1的信号接收端1可以连接不同的通信端,第一收发器芯片U1的信号接收端1接收主控板20发送的人机交互控制信号,主控板20与工控机50之间双向通信,第三电阻R3对第一收发器芯片U1的第一路信号发送端2和第二路信号发送端3之间的阻抗进行匹配,以减小由于信号反射带来的干扰。工控机50与第一显示屏10构成的人机交互系统还可以包括打印机、监控摄像头和人脸识别摄像头等,工控机50与打印机之间可以通过RS232串口进行连接,便于用户在存件时打印票据;监控摄像头通过网线与工控机50建立通信连接,人脸识别摄像头可以通过USB线与工控机50连接,减小了控制系统布线的复杂度,且减小了硬件电路和控制板20的数量,有利于减少成本。
可选的,在上述实施例的基础上,继续参考图2,第二通信电路200包括第二收发器芯片U2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第三稳压管VD3和第四稳压管VD4,其中,第二收发器芯片U2包括信号接收端11、第一路信号发送端22和第二路信号发送端33;
第二收发器芯片U2的信号接收端11与主控板20的第二通信端A3通信连接,第二收发器芯片U2的第一路信号发送端22通过第四电阻R4与电机驱动控制板30的第一控制端B3通信连接,第二收发器芯片U2的第二路信号发送端33通过第五电阻R5与电机驱动控制板30的第二控制端B4通信连接,第二收发器芯片U2的第一路信号发送端22通过第三稳压管VD3接地,第二收发器芯片U2的第二路信号发送端33通过第四稳压管VD4接地,第六电阻R6并联在第二收发器芯片U2的第一路信号发送端22和第二路信号发送端33之间。
第二通信电路200与第一通信电路100的工作原理相同,且具有相同的有益效果,在此不再赘述。
可选的,图3为本实用新型实施例提供的另一种快递仓的控制系统的结构框图,在上述实施例的基础上,参考图3,灯具电路40包括灯箱电路41;灯箱电路41包括第七电阻R7、第一三极管Q1、第一二极管D1和第一继电器RE1,第七电阻R7的第一端与主控板20的第一组控制端A4电连接,第七电阻R7的第二端与第一三极管Q1的第一极电连接,第一三极管Q1的第二极通过第一二极管D1与第一电源VCC1电连接,第一三极管Q1的第三极接地,第一继电器RE1的控制端与第一二极管D1并联,第一继电器RE1的输入端与第一电源VCC1电连接,第一继电器RE1的输出端与灯箱电连接。
具体的,灯箱电路41与主控板20电连接,当灯箱电路41接收到主控板20发送的灯箱控制信号时,第一继电器RE1动作,以点亮或熄灯灯箱中的灯具。例如,灯箱可以是带有丰巢LOGO的LED灯箱,灯箱设置在快递仓的正面,以提升快递仓的外观显示效果,且起到标识的作用。由于主控板20输出电流的能力有限,不足以驱动第一继电器RE1工作,因此,第一三极管Q1将主控板20输出的电流放大后驱动第一继电器RE1正常工作,第七电阻R7用于限制主控板20输出的电流,防止电流过大损坏第一三极管Q1。
可选的,在上述实施例的基础上,继续参考图3,灯具电路40还包括装饰灯电路42;装饰灯电路42包括第八电阻R8、第二三极管Q2、第二二极管D2和第二继电器RE2,第八电阻R8的第一端与主控板20的第二组控制端A5电连接,第八电阻R8的第二端与第二三极管Q2的第一极电连接,第二三极管Q2的第二极通过第二二极管D2与第一电源VCC1电连接,第二三极管Q2的第三极接地,第二继电RE2的控制端与第二二极管D2并联,第二继电器RE2的输入端与第一电源VCC1电连接,第二继电器RE2的输出端与装饰灯电连接。
具体的,装饰灯电路42与灯箱电路41的控制原理相同,在此不再赘述。装饰灯可以设置在快递仓的正面,用于照明或者装饰,例如,装饰灯可以为呼吸灯,当用作照明时,呼吸灯常亮;当用作装饰时,呼吸灯能够按照需求实现不同的点亮方式,以起到装饰快递仓的效果。
可选的,图4为本实用新型实施例提供的另一种快递仓的控制系统的结构框图,在上述实施例的基础上,参考图4,该快递仓的控制系统还包括第二显示屏70;第二显示屏70的输入端与工控机50通信连接,第二显示屏70的输出端与扬声器80电连接。
具体的,第二显示屏70可以为矩阵屏,与扬声器80电连接,用于播放广告,以增加广告效益。示例性的,第二显示屏70可以采用55寸矩阵屏,通过LVDS线与工控机建立通信连接,第二显示屏70可以播放U盘等存储设备中的内容,也可以连网播放设定的内容。扬声器采用双声道的功放喇叭对广告音频进行播放。例如,第二显示屏70上设置有LVDS接口,通过LVDS线直接与工控机连接,工控机50上存储有一个或多个广告视频,当第二显示屏70正常工作时,循环播放工控机50上存储的广告视频,以增加广告效益,且由于采用55寸的矩阵屏,使得快递仓的外观效果更加突出,能够作为地标物便于用户能够迅速找到快递仓。
可选的,图5为本实用新型实施例提供的另一种快递仓的控制系统的结构框图,在上述实施例的基础上,参考图5,该快递仓控制系统还包括UPS控制电路300,UPS控制电路300与主控板20通信连接;
UPS控制电路300包括第三收发器芯片U3、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12,其中,第三收发器芯片U3包括第一输入端31、第二输入端32、第一输出端33和第二输出端34;
第九电阻R9的第一端与主控板20的第三通信端A6通信连接,第九电阻R9的第二端与第三收发器芯片U3的第一输入端31电连接,第三收发器芯片U3的第一输出端33通过第十电阻R10与UPS 90的第一输入端E1通信连接;
第十一电阻R11的第一端与主控板20的第三通信端A6通信连接,第十一电阻R11的第二端与第三收发器芯片U3的第二输入端32电连接,第三收发器芯片U3的第二输出端34通过第十二电阻R12与UPS 90的第二输入端E2通信连接。
具体的,UPS 90用于为控制系统提供不间断的电源,保证控制系统能够安全稳定的运行。UPS 90与主控板20通过RS485或RS232端口连接,便于减少控制系统的电气连接线。UPS控制电路300的工作原理与上述实施例提供的第一通信电路100的工作原理相同,在此不再赘述。
可选的,图6为本实用新型实施例提供的另一种快递仓的控制系统的结构框图,在上述实施例的基础上,参考图6,电机驱动控制板30包括伺服电机控制电路310;
伺服电机控制电路310的输入端与主控板20的第三组控制端A7电连接,伺服电机控制电路310的输出端与伺服电机驱动器610通信连接。
具体的,伺服电机用于运动控制,使快递仓内部结构完成升降、平移等动作。在一个快递仓中,至少需要5个伺服电机才可以完成各机构的运动,每一伺服电机均对应一个伺服电机驱动器610,至少五个伺服电机驱动器610串联后与伺服电机控制电路310通过总线连接(图中为示出),例如可以是CAN总线。伺服电机控制电路310接收主控板20发出的控制信号,如平移控制信号,伺服电机控制电路310控制伺服电机驱动器610工作,伺服电机驱动器610控制相应的伺服电机完成平移运动。
可选的,继续参考图6,伺服电机驱动控制电路310包括CAN收发器U4、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17和磁珠B,其中,CAN收发器U4包括信号发送端401、信号接收端402、高位数据线端403、低位数据线端404和电源端405;
CAN收发器U4的信号发送端401通过第十三电阻R13与主控板20的第三组控制端A7电连接,信号接收端402通过第十四电阻R14与主控板20的第三组控制端A7电连接,高位数据线端403和低位数据线端404分别通过第十五电阻R15和第十六电阻R16与伺服电机驱动器610电连接,第十七电阻R17并联在高位数据线端403和低位数据线端404之间;
CAN收发器U4的电源端405通过磁珠B与第二电源电连接。
具体的,主控板20可以采用IMXRT1021为主控芯片,主控板20的第三组控制端A7包括数据发送端CAN-TX和数据接收端CAN-RX,CAN收发器U4可以为MAX14880芯片,电源端405通过磁珠B与5V电源电连接,磁珠B可以抑制电源线上的高频噪声和尖峰干扰,CAN收发器U4的信号发送端401接收主控板20的数据发送端CAN-TX发送的伺服电机控制信号,并通过高位数据线端403和低位数据线端404输出至伺服电机驱动器,控制伺服电机运动。且高位数据线端403和低位数据线端404并联第十七电阻R17,以减小由于信号反射带来的干扰。
当然,电机驱动控制板30还可以包括其他多类电机,如,无刷直流电机、步进电机和有刷直流电机等,各电机均通过相应的电机驱动器与主控板20通信连接,主控板20对多类电机进行RS485通信控制。
可选的,图7为本实用新型实施例提供的另一种快递仓的控制系统的结构框图,参考图7,该快递仓的控制系统的具体工作原理如下:
UPS 90通过UPS控制电路300为控制系统提供不间断电源电压,主控板20采用IMXRT1021作为主控芯片,具有高性能、高集成度和低成本的特点。当用户通过第一显示屏10进行取件或寄件操作时,通过工控机50与主控板20通过第一通信电路100建立交互通信关系,主控板20根据工控机50输出的取件或寄件命令生成对应的存取件控制信号,并通过第二通信电路200对电机驱动控制板30进行通信控制,如RS484通信控制,电机驱动控制板30根据存取件控制信号驱动对应的电机完成相应的动作,实现快递仓的存取功能。
在快递仓的正面设置有第二显示屏70,第二显示屏70与工控机50建立通信连接,用于播放SD卡或U盘等存储设备中的视频内容,并通过扬声器80播放对应的音频。视频内容可以为广告,通过循环播放广告,可以增加广告收益。且在快递仓的正面设置带有呼吸功能的装饰灯和带有LOGO的灯箱,由主控板20分别对装饰灯和灯箱进行控制。装饰灯可以分别设置于第一显示屏10与第二显示屏70的两侧,灯箱可以设置在快递仓正面的左上角,装饰灯和灯箱内部均带有乳白色亚克力板,灯光透过亚克力板发出均匀的光,提升了用户的视觉效果和快递仓整体外观的视觉感受。
本实用新型实施例通过工控机和第一显示屏完成快递仓的人机交互功能,主控板与电机驱动控制板通信连接,对各电机进行通信控制,使快递仓内部的运动机构完成相应的动作,满足快递仓智能化、自动化的需求。且主控板还通过灯具电路对各类灯具进行通信控制,控制快递仓内部或外部的灯具,以增强用户视觉感受。通过在第二显示屏上投放广告,可以增加广告收益。第二显示屏通过总线与工控机连接,主控板分别与工控机和电机驱动控制板进行总线通信连接,布线方式简单,控制系统的集成度高,大大降低了控制系统的故障率。且主控板采用MCU作为主控芯片,相比于现有技术的PLC控制,本实用新型实施例控制电路节后简单,能够根据不同的需求增减电路,满足快递仓控制系统功能的多样化和智能化。
注意,上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本实用新型不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明,但是本实用新型不仅仅限于以上实施例,在不脱离本实用新型构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。