CN216848195U - 用于储物空间的物品检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于储物空间的物品检测电路，包括多个红外发射单元、多个红外接收单元和状态判断单元；所述红外发射单元和所述红外接收单元分别设置在所述储物空间的相对的两面上，所述多个红外接收单元分别接收所述多个红外发射单元发出的红外线，并将表示其接收状态的电压汇合在一起输入到所述状态判断单元与设定的参考电压进行比较，依据比较的结果判断所述红外发送单元和所述红外接收单元之间是否被物品阻挡。实施本实用新型的用于储物空间的物品检测电路，具有以下有益效果：即使在较为恶劣的环境下，也能够保证得到比较准确的状态判断结果，不容易受到环境影响。

Description

用于储物空间的物品检测电路

技术领域

本实用新型涉及封闭空间内的物品检测装置，更具体地说，涉及一种用于储物空间的物品检测电路。

背景技术

智能快递柜已经得到较为广泛的运用，使用智能快递柜的投送方式在很大程度上提高了效率以及节省了时间和成本。随着智能快递柜的功能不断改善或增加，在智能快递柜的使用过程中，需要对其储物空间进行是否存在物品的判断，现有技术中通常采用一个红外发送单元和一个红外接收单元组成的红外检测板对储物空间中的物品进行检测。这种红外检测板容易受极恶劣境影响，容易把无物状态误检为有物状态或者相反，即得到错误的储物空间状态。而错误的储物空间状态容易使得投放快递或取件异常，会造成营运商或客户的经济损失。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述容易受到环境影响而得到错误的储物空间状态的缺陷，提供一种不容易受到环境影响的用于储物空间的物品检测电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于储物空间的物品检测电路，包括多个红外发射单元、多个红外接收单元和状态判断单元；所述红外发射单元和所述红外接收单元分别设置在所述储物空间的相对的两面上，所述多个红外接收单元分别接收所述多个红外发射单元发出的红外线，并将表示其接收状态的电压汇合在一起输入到所述状态判断单元与设定的参考电压进行比较，依据比较的结果判断所述红外发送单元和所述红外接收单元之间是否被物品阻挡。

更进一步地，所述红外发射单元包括两个，每个红外发射单元中包括两个或三个串接的红外发射管。

更进一步地，所述红外发射单元中，一个红外发射管的阳极接电源，其阴极接在另一个红外发射管的阳极上，另一个红外发射管的阴极接地或接在在一个红外发射管的阳极上，再一个红外发射管的阳极接地。

更进一步地，所述红外接收单元包括两个，每个红外接收单元包括两个或三个串接的红外接收管。

更进一步地，所述红外接收管包括光敏三极管，串接的光敏三极管的集电极连接电源，其发射极连接下一个串联的光敏三极管的集电极，下一个串联的光敏三极管的发射极接地或接再下一个串联的光敏三极管的集电极，所述再下一个串联的光敏三极管的发射极接地。

更进一步地，所述红外发射单元中的红外发射管的数量和所述红外接收单元中的红外接收管的数量相同，且安装位置一一对应。

更进一步地，所述状态判断单元包括比较器，所述参考电压由比较器的一个输入端接入，表示红外接收单元的接收状态的电压汇合后由比较器的另一个输入端输入；所述比较器的输出端输出比较结果。

更进一步地，所述参考电压由电源电压按照设定的比例分压后通过电阻连接在所述比较器的正输入端。

更进一步地，所述红外接收单元的表示其接收状态的电压由红外接收管和限流电阻的连接处取得，并通过一个电阻向外输出。

更进一步地，一个红外接收单元的表示其接收状态的电压通过一个正向连接的二极管汇合或连接在所述比较器的负输入端。

实施本实用新型的用于储物空间的物品检测电路，具有以下有益效果：由于存在多个红外发射单元，这些红外发射单元分别发射红外线并由各自对应的红外接收单元接收，而这些红外接收单元将其输出的、表示是否接收到红外信号的电平信号汇集到状态判断单元，与设定的参考电压进行比较从而得到红外接收单元的接收情况。因此，即使在较为恶劣的环境下，也能够保证得到比较准确的状态判断结果，不容易受到环境影响。

附图说明

图1是本实用新型用于储物空间的物品检测电路实施例中该检测电路的框图；

图2是所述实施例中红外发射单元的电路图；

图3是所述实施例中红外接收单元和状态判断单元的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步说明。

如图1所示，在本实用新型的用于储物空间的物品检测电路实施例中，该电路包括多个红外发射单元(图1中示出第一红外发送单元1和第二红外发送单元2)、多个红外接收单元(图1中示出第一红外接收单元3和第二红外接收单元4)和状态判断单元5；所述红外发射单元和所述红外接收单元分别设置在所述储物空间的相对的两面上，所述多个红外接收单元分别接收所述多个红外发射单元发出的红外线(即第一红外接收单元3接收第一红外发送单元1发出的红外线，第二红外接收单元4接收第二红外发送单元2发出的红外线)，并将表示其接收状态的电压汇合在一起输入到所述状态判断单元5与设定的参考电压进行比较，依据比较的结果判断所述红外发送单元和所述红外接收单元之间是否被物品阻挡。

图2中示出了本实施例中红外发射单元的具体情况，在本实施例中，所述红外发射单元包括两个，每个红外发射单元中包括两个或三个串接的红外发射管。在图2中，第一红外发射单元1包括3个依次同向串联的红外发射管，第二红外发射单元2包括两个依次同向串联的红外发射管。在上述第二红外发射单元2中，一个红外发射管(D1)的阳极通过一个限流电阻(R2)接电源，其阴极接在另一个红外发射管(D2)的阳极上，另一个红外发射管(D2)的阴极接地；在上述第一红外发射单元1中，一个红外发射管(D3)的阳极通过一个限流电阻(R1)接电源，其阴极接在另一个红外发射管(D4)的阳极上，另一个红外发射管(D4)的阴极接在再一个红外发射管(D5)的阳极上，再一个红外发射(D5)管的阴极接地。

图3示出了在本实施例中红外接收单元和状态判断单元5的电路图，同样地，图3中的所述红外接收单元包括两个，第一红外接收单元3和第二红外接收单元4，每个红外接收单元包括两个或三个串接的红外接收管。其中第一红外接收单元3包括3个串接的红外接收管，所述第二红外接收单元4包括2个串接的红外接收管。在本实施例中，如图3所示，所述红外接收管是光敏三极管，在图3中，第二红外接收单元4中，串接的一个光敏三极管(Q4)的集电极通过限流电阻(R5)连接电源，其发射极连接下一个串联的光敏三极管(Q5)的集电极，下一个串联的光敏三极管(Q5)的发射极接地；而在第一红外接收单元3中，串接的一个光敏三极管(Q1)的集电极通过限流电阻(R11)连接电源，其发射极连接下一个串联的光敏三极管(Q2)的集电极，下一个串联的光敏三极管(Q2)的发射极接再下一个串联的光敏三极管(Q3)的集电极，所述再下一个串联的光敏三极管(Q3)的发射极接地。而所述红外接收单元的表示其接收状态的电压由红外接收管和限流电阻的连接处取得，并通过一个电阻向外输出。在图3中，上述第一红外接收单元3的输出电压通过电阻R12输出，而第二红外接收单元4的输出电压通过电阻R6输出。

在本实施例中，红外发射单元和红外接收单元是对应的，所述红外发射单元中的红外发射管的数量和所述红外接收单元中的红外接收管的数量相同，且安装位置也是一一对应。例如，上述第一红外发送单元1中有3个红外发射管，这些红外发射管安装在不同的位置，第一红外接收单元3中同样也有3个红外接收管，也安装在各自对应的位置；同样地，第二红外发射单元2和第二红外接收单元4的情况也是这样的，只不过其分别具有两个红外发射管或红外接收管而已。值得一提的是，在本实施例中，上述第一红外发射单元1和第二红外发射单元2可以设置在储物空间的同一个侧面，也可以设置在不同的侧面，例如，可以都设置在储物空间的左侧或右侧，此时对应的红外接收单元分别设置在右侧或左侧；也可以将其中一对红外发射接收单元设置在右侧或左侧，另一对红外发射或接收单元设置在顶面或底面。

在本实施例中，所述状态判断单元包括比较器(U1)，所述参考电压由比较器的一个输入端接入，表示红外接收单元的接收状态的电压汇合后由比较器的另一个输入端输入；所述比较器的输出端输出比较结果。

一个红外接收单元的表示其接收状态的电压通过一个正向连接的二极管汇合或连接在所述比较器的负输入端。在图3中，第一红外接收单元3输出的电压依次通过二极管D1的阳极和阴极连接在比较器的负输入端，同时，第二红外接收单元4的输出电压依次通过二极管D2的阳极和阴极连接在比较器的负输入端，实现两个输出电压的汇合。所述参考电压由电源电压经过电阻R8和电阻R9按照设定的比例分压后得到，并通过电阻R7连接在所述比较器的正输入端。在图3中，比较器的输出信号Out-Signal以脉冲或电平的方式表示了红外接收单元的状态，而这个状态表示了储物空间中是否存在物品。这样，智能储物柜或快递柜的控制单元只要收到上述输出信号，就能够得知该储物空间内是否存在物品。

在本实施例中的一些情况下，在上位机(例如，储物柜控制器)发出物品状态检测命令后，单板控制单元(例如，检测控制板)会发出开启电源的指令给红外发射板、接收板进行供电，红外发射板的灯珠(D1～D5)发射红外光线，格口无物时红外接收板的5个光敏三极管(Q1～Q5)全部接收到红外光线时，红外接收板中比较器U1反相输入端的输入电压为低电平，U1输出端会输出一个高电平反馈给单片机；当格口内有物时，红外接收板的一个或多个灯珠没有接收到红外光线时，U1反相输入端的输入电压为高电平，U1输出端会输出一个低电平反馈给单片机，进而判断格口的物品状态并上传给上位机。

由于光敏三极管固有的特性，高温时，相对集电极电流增大，然而饱和压降增大。所以在恶劣环境实际使用中，高温高湿所形成的雾气，红外发射板红外发射灯发射强度减弱，共同导致红外接收板光敏三极管(Q1～Q5)接收红外线的辐射量降低，导致饱和压降增大。在传统方案中使用三极管来做比较检测，当在高温高湿情况下，无物状态下三极管会出现导通的情况，输出错误的低电平信号，误判为有物状态。而在本实施例中使用比较器来做比较检测，比较器同相端的阈值电压是一个恒定值，在高温高湿环境下，即使光敏三极管(Q1～Q5)出现饱和压降增大导致抬高比较器反相输入端的电压情况，但相比同相端的阈值电压要低，所以依然能正常检测物品状态，信号反馈端能正常输出稳定的电平信号。

此外，在本实施例中，还可以根据实际使用来调整检测距离。比较器U1同相端(正输入端)的阈值电压(即参考电压)在一定的范围内调整得越高，物品检测距离会就会越近。这是因为在发生串扰现象时，光敏三极管(Q1～Q5)处于半导通状态(正常应该是截止状态)，此时U1反相输入端(即负输入端)电压会低于截止电压。若U1同相输入端(正输入端)设置的阈值电压小于反相输入端电压，则U1会输出低电平，认为物品状态为有物。此时再增大同相端阈值，直到阈值电压大于反相输入端电压，则U1会输出高电平，认为物品状态是无物，此时，便发生了串扰现象。因此，改变U1同相端电压阈值，可以调节物品的识别距离，在格口距离比较短的时候，可以适当的调高电压。由于在高温环境下，U1同相输入端的电压会被抬高，而串扰现象发生时，同相输入端的电压会被降低，根据该现象，可知高温稳定性和抗串扰能力是一组互斥的性能，高温稳定性好，必然会导致抗串扰能力相对减弱；而抗串扰能力强，也必然会导致高温稳定性相对较差，所以在本实施例中，还可以通过调节阈值电压，根据实际项目使用情况，来灵活调节，综合两方面的性能。

在实际操作时，当单板控制单元发出物品状态检测指令后，电源模块给红外发射板和红外接收供电，当格口内没有物品时，红外接收板的5个光敏三极管(Q1～Q5)全部接收红外光线并且导通，比较器U1的1脚反相端输入电压为低电平，检测电路输出一个正向的脉冲，经过Out_Signal输入给单片机采集电路；当格口放进物品时，红外接收板其中一个或者多个光敏三极管没有接收红外光线并且截止导通，U1的1脚反相端输入电压为高电平，检测电路输出一个电压跌落的波形，经过Out_Signal输入给单片机采集电路，经过了单片机采集电路的判断后，通过通讯电路反馈分析结果至上位机，整个物品检测流程结束。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于储物空间的物品检测电路，其特征在于，包括多个红外发射单元、多个红外接收单元和状态判断单元；所述红外发射单元和所述红外接收单元分别设置在所述储物空间的相对的两面上，所述多个红外接收单元分别接收所述多个红外发射单元发出的红外线，并将表示其接收状态的电压汇合在一起输入到所述状态判断单元与设定的参考电压进行比较，依据比较的结果判断所述红外发送单元和所述红外接收单元之间是否被物品阻挡。

2.根据权利要求1所述的用于储物空间的物品检测电路，其特征在于，所述红外发射单元包括两个，每个红外发射单元中包括两个或三个串接的红外发射管。

3.根据权利要求2所述的用于储物空间的物品检测电路，其特征在于，所述红外发射单元中，一个红外发射管的阳极接电源，其阴极接在另一个红外发射管的阳极上，另一个红外发射管的阴极接地或接在再一个红外发射管的阳极上，再一个红外发射管的阴极接地。

4.根据权利要求1所述的用于储物空间的物品检测电路，其特征在于，所述红外接收单元包括两个，每个红外接收单元包括两个或三个串接的红外接收管。

5.根据权利要求4所述的用于储物空间的物品检测电路，其特征在于，所述红外接收管包括光敏三极管，串接的光敏三极管的集电极连接电源，其发射极连接下一个串联的光敏三极管的集电极，下一个串联的光敏三极管的发射极接地或接再下一个串联的光敏三极管的集电极，所述再下一个串联的光敏三极管的发射极接地。

6.根据权利要求1所述的用于储物空间的物品检测电路，其特征在于，所述红外发射单元中的红外发射管的数量和所述红外接收单元中的红外接收管的数量相同，且安装位置一一对应。

7.根据权利要求1所述的用于储物空间的物品检测电路，其特征在于，所述状态判断单元包括比较器，所述参考电压由比较器的一个输入端接入，表示红外接收单元的接收状态的电压汇合后由比较器的另一个输入端输入；所述比较器的输出端输出比较结果。

8.根据权利要求7所述的用于储物空间的物品检测电路，其特征在于，所述参考电压由电源电压按照设定的比例分压后通过电阻连接在所述比较器的正输入端。

9.根据权利要求8所述的用于储物空间的物品检测电路，其特征在于，所述红外接收单元的表示其接收状态的电压由红外接收管和限流电阻的连接处取得，并通过一个电阻向外输出。

10.根据权利要求9所述的用于储物空间的物品检测电路，其特征在于，一个红外接收单元的表示其接收状态的电压通过一个正向连接的二极管汇合或连接在所述比较器的负输入端。

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