CN213690821U - 储物格口的门状态检测系统及储物装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种储物格口的门状态检测系统及储物装置，其中，门状态检测系统包括控制装置、门状态检测电路、中断信号保持电路以及IO扩展芯片，其中，所述门状态检测电路产生的第一中断信号触发所述控制装置中断正在执行的软件任务，并查询所述IO扩展芯片接收到所述第二中断信号的电平，以在所述第二中断信号的电平为高电平时，继续获取所述IO扩展芯片的门状态信号输入端输出的门状态信号，从而根据门状态信号确定储物格口当前的门状态。即本实施例中所述控制装置不需要通过读取各个格口的门状态，导致占用过多的软件资源使得其他任务得不到优先处理，即提高了整个系统的工作效率。

Description

储物格口的门状态检测系统及储物装置

技术领域

本实用新型涉及储物装置领域，特别涉及一种储物格口的门状态检测系统及储物装置。

背景技术

现有的储物装置，譬如：快递柜、储物柜等对其格口的门状态进行查询，一般采用主动查询的方式进行格口门状态检测，导致主控板需要不停地读取各个格口的门状态，这将会占用过多的软件资源，使得其他实时性高的任务得不到优先处理，从而降低整个系统工作效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种储物格口的门状态检测系统及储物装置。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种储物格口的门状态检测系统，所述储物格口的门状态检测系统包括：

控制装置，所述控制装置具有中断信号输入端；

门状态检测电路，具有第一中断信号输出端、第二中断信号输出端以及门状态信号输出端，所述第一中断信号输出端与所述中断信号输入端连接；

中断信号保持电路以及IO扩展芯片，所述中断信号保持电路的输入端与所述第二中断信号输出端连接，所述中断信号保持电路的输出端与所述IO扩展芯片连接，其中，所述控制装置与所述IO扩展芯片通信连接，且所述门状态信号输出端与所述IO扩展芯片的门状态信号输入端连接。

在一可选实施例中，所述储物格口具有电磁锁，所述电磁锁包括具有公共端、常闭端以及常开端的开关件，所述公共端选择性地连接于所述常闭端或所述常开端，且所述开关件靠近所述公共端的一侧与外部电源连接；

所述门状态检测电路包括：

门状态中断电路，所述开关件的常闭端、所述常开端与所述门状态中断电路连接；

其中，在所述公共端从所述常闭端切换到所述常开端或者从所述常开端切换到所述常闭段，对应连接的所述门状态中断电路产生第一中断信号以及第二中断信号，且所述第一中断信号从所述第一中断信号输出端输出至所述中断信号输入端，所述第二中断信号从所述第二中断信号输出端输出至所述中断信号保持电路的输入端。

在一可选实施例中，所述门状态检测电路还包括：

二极管，所述二极管设于所述门状态中断电路与所述第一中断信号输出端之间。

在一可选实施例中，所述门状态检测电路还包括：

场效应管以及第一电阻，所述场效应管的栅极连接于所述常闭端，所述场效应管的漏极与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端连接外部电源，且所述场效应管的源极接地，其中，所述门状态信号输出端连接于所述场效应管的漏极与所述第一电阻之间。

在一可选实施例中，所述场效应管为NMOS管。

在一可选实施例中，所述中断信号保持电路包括触发器以及第二电阻，所述触发器具有第一引脚、第二引脚、第三引脚以及第四引脚；

其中，所述第一引脚为所述中断信号保持电路的输入端，用于与所述第二中断信号输出端连接，所述第二引脚与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地；所述第三引脚、所述第四引脚与所述IO扩展芯片连接。

在一可选实施例中，所述第三引脚的电平值与所述第二引脚的电平值相等。

在一可选实施例中，所述第二电阻为上拉电阻。

在一可选实施例中，所述IO扩展芯片上还具有I2C接口，所述控制装置通过所述I2C接口与所述IO扩展芯片通信连接。

为实现上述目的，本实用新型还提出了一种储物装置，所述储物装置包括多个储物格口以及如上所述的储物格口的门状态检测系统，每一个所述储物格口均与所述门状态检测电路连接，以通过所述门状态检测电路对每一个所述储物格口的门状态进行独立检测。

本实施例中，上述储物格口的门状态检测系统包括控制装置、门状态检测电路、中断信号保持电路以及IO扩展芯片，所述控制装置具有中断信号输入端，所述门状态检测电路具有第一中断信号输出端、第二中断信号输出端以及门状态信号输出端，所述第一中断信号输出端与所述中断信号输入端连接，所述中断信号保持电路的输入端与所述第二中断信号输出端连接，所述中断信号保持电路的输出端与所述IO扩展芯片连接，其中，所述控制装置与所述扩展芯片进行通信连接，且所述门状态信号输出端与所述IO扩展芯片的门状态信号输入端连接。即本实用新型提供的技术方案，可通过所述门状态检测电路产生的第一中断信号触发所述控制装置中断正在执行的软件任务，并查询所述IO扩展芯片接收到所述第二中断信号的电平，以在所述第二中断信号的电平为高电平时，继续获取所述IO扩展芯片的门状态信号输入端输出的门状态信号，从而根据门状态信号确定储物格口当前的门状态。即本实施例中所述控制装置不需要通过读取各个格口的门状态，导致占用过多的软件资源使得其他任务得不到优先处理，即提高了整个系统的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或示例性中的技术方案，下面将对实施例或示例性描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例储物格口的门状态检测系统的示意框图；

图2为本实用新型实施例门状态检测电路的部分电路连接示意图；

图3为本实用新型实施例中断信号保持电路的部分电路连接示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供了一种储物格口的门状态检测系统，应用于快递柜、售卖柜等具有储物格口的装置。

在一实施例中，如图1所示，所述储物格口的门状态检测系统包括控制装置10、门状态检测电路20、中断信号保持电路30以及IO扩展芯片40，所述控制装置10具有中断信号输入端a，所述门状态检测电路20具有第一中断信号输出端b1、第二中断信号输出端b2以及门状态信号输出端b3，所述第一中断信号输出端b1与所述中断信号输入端a连接，所述中断信号保持电路 30的输入端与所述第二中断信号输出端b2连接，所述中断信号保持电路30的输出端与所述IO扩展芯片40连接，其中，所述控制装置10与所述IO扩展芯片40进行通信连接，且所述门状态信号输出端b3与所述IO扩展芯片40 的门状态信号输入端连接。

本实施例中，所述门状态检测电路20用于检测储物格口的状态，并生成第一中断信号以及第二中断信号，其中，所述第一中断信号通过所述第一中断信号输出端b1传输至所述中断信号输入端a，即传输至所述控制装置10内，用于中断所述控制装置10正在执行的软件任务，并执行查询储物格口的门状态；所述第二中断信号通过所述第二中断信号输出端b2传输至所述中断信号保持电路30后，传输至所述IO扩展芯片40上，所述控制装置10被所述第一中断信号触发后，读取所述IO扩展芯片40上接收的所述第二中断信号的电平值，并在所述第二中断信号的电平值为高电平时，读取所述IO扩展芯片 40的门状态信号输入端接收到所述门状态信号输出端b3传输的门状态信号，此时，若上述门状态信号为高电平时，储物格口的门状态为打开状态；若上述门状态信号为低电平时，储物格口的门状态为关闭状态。

即本实用新型提供的技术方案，可通过所述门状态检测电路20产生的第一中断信号触发所述控制装置10中断正在执行的软件任务，并查询所述IO 扩展芯片40接收到所述第二中断信号的电平，以在所述第二中断信号的电平为高电平时，继续获取所述IO扩展芯片40的门状态信号输入端输出的门状态信号，从而根据门状态信号确定储物格口当前的门状态。即本实施例中所述控制装置10不需要通过读取各个格口的门状态，导致占用过多的软件资源使得其他任务得不到优先处理，即提高了整个系统的工作效率。

此外，本实施例中采用控制装置+IO扩展芯片的结构进行设计，这种方式无需控制装置有过多的GPIO口，只要满足基本的接口即可，如I2C或者SPI 接口等，即通过控制装置+IO扩展芯片扩展芯片的设计方案，能降低单板元器件成本，且对于电路板布局方面也更加灵活，IO扩展芯片可以就近摆放，减少了电路板的结构尺寸与层数，降低了电路板的造价成本。

可选地，所述IO扩展芯片40的型号为PCF8574。其中，所述IO扩展芯片40上还具有I2C接口，所述IO扩展芯片40通过所述I2C接口与所述控制装置10通信连接，即所述IO扩展芯片40与所述控制装置10之间建立I2C 通信，以使所述控制装置10读取所述IO扩展芯片40上接收到第二中断信号的电平值以及门状态信号的电平值，即所述IO扩展芯片40将并行输入的第二中断信号、门状态信号转换为串行数据通过I2C通信传输给所述控制装置 10。当然，在其他实施例中，所述IO扩展芯片40还可以采用其他型号的芯片，在此并不进行限定。

可以理解的是，在所述控制装置10获取到储物格口的门状态信号后，所述控制装置10需要将门状态信号通过所述控制装置10上内置的通讯电路上传至上位机，然后，再对所述IO扩展芯片40进行初始化设置，以等待接收下一次的第二中断信号，此时，所述控制装置10退出中断服务程序，继续完成之前被中途停止的软件任务。即整个门状态检测过程中，所述控制装置10 无需一直巡检储物格口的门状态，可以有更多的时间去处理其他任务，提高了整个检测系统的实时性。

在一个实施例中，所述控制装置10为STM32单片机芯片，只要能够实现对整个系统进行控制即可，在此并不进行限定。

如图2所示，每一个所述储物格口具有电磁锁50，所述电磁锁50包括具有公共端com、常闭端no以及常开端nc的开关件51，所述公共端com选择性地连接于所述常闭端no或所述常开端nc，且所述开关件51靠近所述公共端com的一侧与外部电源连接；所述门状态检测电路20包括门状态中断电路 21，所述开关件51的常闭端no、所述常开端nc与所述门状态中断电路21连接；其中，在所述公共端com从所述常闭端no切换到所述常开端nc或者从所述常开端nc切换到所述常闭端no，对应连接的所述门状态中断电路20产生第一中断信号以及第二中断信号，且所述第一中断信号从所述第一中断信号输出端b1输出至所述中断信号输入端a，所述第二中断信号从所述第二中断信号输出端b2输出至所述中断信号保持电路30的输入端。

具体地，在所述开关件51的公共端com从所述常闭端no切换到所述常开端nc或者从所述常开端nc切换到所述常闭端no，即所述储物格口的门状态此时发生变化，此时，通过所述门状态中断电路20产生第一中断信号并传输至所述控制装置10，以使所述控制装置10触发中断并读取所述门状态中断电路20传输至所述IO扩展芯片40的第二中断信号的电平值，以此判断储物格口是否发生状态变化，比如，在所述第二中断信号的电平值为高电平时，储物格口的状态发生变化，此时，所述控制装置10通过读取所述IO扩展芯片40的门状态信号输入端接收到所述门状态信号输出端b3传输的门状态信号，并根据门状态信号判断储物格口当前的状态，即在门状态信号为高电平时，储物格口的门状态为打开状态；在门状态信号为低电平时，储物格口的门状态为关闭状态。

进一步地，所述门状态检测电路还包括二极管D1，所述二极管D1设于所述门状态中断电路21与所述第一中断信号输出端b1之间，其中，所述二极管D1用于防止第一中断信号反向传输回所述门状态中断电路中。

进一步地，所述门状态检测电路20还包括场效应管Q1以及第一电阻R1，所述场效应管Q1的栅极连接于所述常闭端no，所述场效应管Q1的漏极与所述第一电阻R1的一端连接，所述第一电阻R1的另一端连接外部电源，且所述场效应管Q1的源极接地，其中，所述门状态信号输出端连接于所述场效应管Q1的漏极与所述第一电阻R1之间。

当然，由于本实施例中所述储物格口为多个，为了实现每一储物格口的单独检测，即本实施例中的所述门状态检测电路包括多个门状态中断电路21，且每一门状态中断电路21均对应与一所述储物格口的电磁锁50连接，以实现对每一所述储物格口的独立检测，即多个所述储物格口之间的检测互不干扰。

可选地，所述储物格口设置的数量为二十四个，即所述门状态检测电路具有相互并联的二十四个门状态中断电路21。本实施例所述门状态检测电路中二极管D1、所述场效应管Q1以及第一电阻R1设置的数量与所述门状态中断电路21的数量相等，即二极管D1～D24、场效应管Q1～Q24以及第一电阻 R1～R24，其中，二极管D1～D24为相同的二极管，场效应管Q1～Q24为相同的场效应管，第一电阻R1～R24为相同的电阻。

可以理解的是，由于每一储物装置的类型不同，可能具有不同数量的储物格口，即所述储物格口的门状态检测系统中的门状态中断电路21设置的数量可根据所述储物格口的数量进行设定，比如，门状态中断电路21设置的数量与所述储物格口的数量相等，或者，门状态中断电路21设置的数量大于所述储物格口的数量，在此并不进行限定。

进一步地，所述场效应管Q1～Q24均为NMOS管。

进一步地，如图3所示，所述中断信号保持电路30包括触发器U以及第二电阻R25，每一个所述触发器U具有第一引脚U1、第二引脚U2、第三引脚U3以及第四引脚U4，其中，所述第一引脚U1为所述中断信号保持电路 30的输入端，用于与所述第二中断信号输出端b2连接，所述第二引脚U2与所述第二电阻R25的一端连接，所述第二电阻R25的另一端接地；所述第三引脚U3、所述第四引脚U4与所述IO扩展芯片连接。

具体地，在所述门状态中断电路21产生第二中断信号后通过所述第二中断信号输出端传输至所述第一引脚U1，由于所述第二中断信号为脉冲式中断信号，具有一个上升沿和下降沿组成，所述控制装置10设置为可以被其中一个变沿触发中断，且所述第一引脚U1为CLK引脚，即所述第二中断信号输入至CLK引脚时，所述第二中断信号的上升沿会给触发器提供一个时钟信号，致使触发器U的第三引脚U3的电平值与第二引脚U2上的电平值相等，且由于第二引脚U2上连接的第二电阻R25为上拉电阻，即此时，第二引脚U2的电平值被第二电阻R25拉至高电平，即此时，第三引脚U3的电平值也为高电平。而所述控制装置10被第一中断信号触发并查询第二中断信号时，读取到第三引脚U3的电平值为高电平，即判定该储物格口的门状态已然发生变化，即可通过读取所述IO扩展芯片40接收到的门状态信号的电平值对储物格口当前的门状态信息进行判断。

进一步地，所述IO扩展芯片40具有多个GPI引脚以及多个GPO引脚(比如，GPI1～GPI24引脚以及GPO1～GPO24引脚)所述中断信号保持电路30的数量与所述门状态中断电路21的数量相等，即所述控制装置10被第一中断信号触发并查询第二中断信号时，所述控制装置10会读取所述IO扩展芯片 40上GPI1～GPI24引脚的所有引脚的电平值，若有一个GPI引脚出现高电平，即表示该GPI引脚对应的储物格口的门状态发生改变，此时即可定位查询该储物格口传输至所述IO扩展芯片40上的门状态信号，从而避免不断地查询所有储物格口的门状态信息，节省资源。

即每个储物格口门状态有一个中断信号，当储物格口门状态发生变化后，能产生第一中断信号触发所述控制装置停止执行任务，即在所述控制装置被中断后，会停下正在执行的软件任务，转而执行门状态检测任务，这样就能避免所述控制装置因为需要一直巡检门状态而耗费过多的软件资源，无需一直主动式的巡检。

此外，该检测系统可应用于低功耗领域，即采用中断信号保持电路对第二中断信号进行保持，在所述控制装置被中断信号唤醒后，通过解析第二中断信号，就能知道是哪个储物格口门发生了状态变化，从而所述控制装置只需定点去查那个储物格口的门状态即可，即该检测系统不需要长时间工作，从而实现降低系统功耗的效果。

当然，在所述控制装置10查询完毕后，所述控制装置10通过I2C接口向所述IO扩展芯片40上对应的GPO引脚传输一个下降沿清零信号，该信号会将触发器U的第三引脚U3上的电平值变为低电平，以等待接收下一次的第二中断信号。

进一步地，为了便于理解整个检测系统原理，以使用1号格口为例，对电路工作流程进行说明(其他格口的工作流程与其相似)：在低功耗应用领域中，在无软件任务的时候，所述控制装置10处于低功耗工作模式，只有当储物格口的门状态发生变化，产生第一中断信号，才会将所述控制装置10从低功耗模式唤醒，去执行查询储物格口的门状态的软件任务。执行完任务后，所述控制装置10会再次进入低功耗。即只有当储物格口的门状态发生时，所述控制装置10被唤醒，所述控制装置10才会进入正常工作状态，其他时候都是低功耗工作状态。同时，本实施例中由于设置了中断信号保持电路30，所述控制装置10能快速定位至发生门状态变化的储物格口，以实现定点查询储物格口门状态的效果，从而缩短了所述控制装置10正常工作状态的时间，并降低系统功耗以及延长电池的使用时间。

基于上述实施例，本实用新型还提出了一种储物装置。

所述储物装置包括多个储物格口以及如上实施例描述的储物格口的门状态检测系统，每一个所述储物格口均与所述门状态检测电路连接，以通过所述门状态检测电路对每一个所述储物格口的门状态进行独立检测。

由于本实施例中所述储物装置包括上述实施例的储物格口的门状态检测系统，即本实施例中所述储物装置包括上述实施例的储物格口的门状态检测系统所有技术特征以及达到的技术效果，具体参照上述实施例的描述，在此并不一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种储物格口的门状态检测系统，其特征在于，所述储物格口的门状态检测系统包括：

控制装置，所述控制装置具有中断信号输入端；

门状态检测电路，具有第一中断信号输出端、第二中断信号输出端以及门状态信号输出端，所述第一中断信号输出端与所述中断信号输入端连接；

中断信号保持电路以及IO扩展芯片，所述中断信号保持电路的输入端与所述第二中断信号输出端连接，所述中断信号保持电路的输出端与所述IO扩展芯片连接，其中，所述控制装置与所述IO扩展芯片通信连接，且所述门状态信号输出端与所述IO扩展芯片的门状态信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的储物格口的门状态检测系统，其特征在于，所述储物格口具有电磁锁，所述电磁锁包括具有公共端、常闭端以及常开端的开关件，所述公共端选择性地连接于所述常闭端或所述常开端，且所述开关件靠近所述公共端的一侧与外部电源连接；

所述门状态检测电路包括：

门状态中断电路，所述开关件的常闭端、所述常开端与所述门状态中断电路连接；

其中，在所述公共端从所述常闭端切换到所述常开端或者从所述常开端切换到所述常闭端，对应连接的所述门状态中断电路产生第一中断信号以及第二中断信号，且所述第一中断信号从所述第一中断信号输出端输出至所述中断信号输入端，所述第二中断信号从所述第二中断信号输出端输出至所述中断信号保持电路的输入端。

3.根据权利要求2所述的储物格口的门状态检测系统，其特征在于，所述门状态检测电路还包括：

二极管，所述二极管设于所述门状态中断电路与所述第一中断信号输出端之间。

4.根据权利要求2所述的储物格口的门状态检测系统，其特征在于，所述门状态检测电路还包括：

场效应管以及第一电阻，所述场效应管的栅极连接于所述常闭端，所述场效应管的漏极与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端连接外部电源，且所述场效应管的源极接地，其中，所述门状态信号输出端连接于所述场效应管的漏极与所述第一电阻之间。

5.根据权利要求4所述的储物格口的门状态检测系统，其特征在于，所述场效应管为NMOS管。

6.根据权利要求1所述的储物格口的门状态检测系统，其特征在于，所述中断信号保持电路包括触发器以及第二电阻，所述触发器具有第一引脚、第二引脚、第三引脚以及第四引脚；

其中，所述第一引脚为所述中断信号保持电路的输入端，用于与所述第二中断信号输出端连接，所述第二引脚与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地；所述第三引脚、所述第四引脚与所述IO扩展芯片连接。

7.根据权利要求6所述的储物格口的门状态检测系统，其特征在于，所述第三引脚的电平值与所述第二引脚的电平值相等。

8.根据权利要求6所述的储物格口的门状态检测系统，其特征在于，所述第二电阻为上拉电阻。

9.根据权利要求1所述的储物格口的门状态检测系统，其特征在于，所述IO扩展芯片上还具有I2C接口，所述控制装置通过所述I2C接口与所述IO扩展芯片通信连接。

10.一种储物装置，其特征在于，所述储物装置包括多个储物格口以及如权利要求1～9任一项所述的储物格口的门状态检测系统，每一个所述储物格口均与所述门状态检测电路连接，以通过所述门状态检测电路对每一个所述储物格口的门状态进行独立检测。

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