专利名称：电子化无人值守物品租赁保管系统及其实现方法
技术领域：
本发明涉及小件物品电子化管理系统，特别是涉及一种使用自动电控磁力锁进行监管的无人值守的电子化租赁系统和该系统的控制方法。
背景技术：
小件物品由于价值低、使用频次低等特点，因此，对小件物品的租赁业务有一定的市场需求。现实的情况是，虽然租赁业务在理论上具有相当的时常价值和社会效益，但是由于现有技术中对租赁系统通常采用的人工管理，这样以来，就使得这种系统的人工成本太高，因而使经营小件物品租赁和保管成为无利可图的事情。
随着科学技术的发展，射频技术、机电一体化技术发展很快，在日常生活中应用很广泛。如果能将前面所述的几种技术，结合到传统的租赁或物品保管系统中，使得租赁系统用户可自助使用该系统，则为该产业带来更多的市场和商机；同时，也对传统的人工租赁系统实现了电子化和产业化。
发明内容
本发明正是为了解决上述现有技术所存在的缺陷，提供一种电子化无人值守物品租赁保管系统及其实现方法，通过IC卡实现用户身份识别和支付管理，并且提供数据采集、逻辑分析判断及自动发出操作指令，控制电锁的自动开关，从而实现电子化无人值守物品租赁保管系统的自助使用。
本发明的第一个技术方案是一种电子化无人值守物品租赁保管系统，该系统包括主控系统、电锁、电源和外置的IC卡，其特征在于，所述电锁还包括电磁吸铁、锁座、电锁自动侦测部件以及外置锁杆；所述主控系统还包括微控制器、读写卡模块、信息显示器和按键；微控制器与电锁自动侦测部件相连，用来获取电锁中外置锁杆触发的关断开关信号，用以判断库位和物品的状态；微控制器与电磁吸铁相连，用来向电磁吸铁发出驱动电信号，控制电磁吸铁的上电；读写卡模块与微控制器采用双向连接，微控制器从读写卡模块接受读写卡模块读取的IC卡的相关信息；也由微控制器向读写卡模块传输新的信息，并由读写卡模块写入IC卡；信息显示器与微处理器连接，用于显示系统的相关处理信息；按键与微控制器相连，用于向微控制器11传送用户的操作信息电锁自动侦测部件，用于接收外置锁杆的位置信号，接收和分析电锁开/合的电信号，以判断库位和物品状态；锁座的顶部设置电锁自动侦测部件；电源用来向微处理器、电锁、读写卡模块及整个系统供电；电锁中的电磁吸铁，与外置锁杆共同完成电锁的开/锁动作。
本发明所提出的第二个技术方案是一种电子化无人值守物品租赁保管系统的实现方法，通过主控系统中的微处理器收集、判断IC卡上的信息，自动对电锁进行操作，以便控制电锁的自动开关，该方法包括以下步骤用户持IC卡(50)进行读卡操作；系统将读取的IC卡信息进行处理，根据预置条件判断卡是否有效；如果卡无效，则不做任何处理，显示错误信息；结束；如果卡有效，由系统根据预置的条件进一步判断该卡是否有出库的权限；如果有出库权限，检测物品状态，确认库位是否有物品；如无物品，则信息显示器显示信息通知用户，结束；如果有物品，则信息显示器显示信息。由用户决定是否出库，触发按键；如果客户不触发按键，则延时结束；如客户触发按键，电锁开锁，由用户拉出锁杆，系统自动检测库位变化情况，如库位空，则电锁锁闭，防止误入库，并由信息显示器显示信息，由用户进行写卡操作，系统向IC卡写入出库信息，出库结束；如库位不空，表示客户没有取货，信息显示器显示信息，客户则重复拉出锁杆的动作，直至结束；如果无出库权限，表示客户有入库需求，检测库位状况，确认库位是否有空位，如无，则信息显示器显示信息通知用户，结束；如果有空位，则信息显示器显示信息；由用户决定是否入库，触发按键；如果客户不触发按键，则延时结束；如客户触发按键，电锁开锁，由用户推进锁杆，系统自动检测库位变化情况，如库位满，则电锁自动锁闭，并显示信息，由用户进行写卡操作，系统向IC卡写入入库信息，入库结束；如库位不满，表示客户没有入库，信息显示器显示信息，客户则重复推进锁杆的动作，直至结束。
本发明所提供的第三个技术方案是一种电子化无人值守物品租赁保管系统中的电锁装置，包括电锁和锁杆，其特征在于，电锁包括电磁吸铁、自动侦测部件及锁座，所述锁杆为外置锁杆，其上设置有与电磁吸铁相配合的凹槽；电磁吸铁包括金属体，以及环绕金属体周围的电磁线圈，电磁吸铁的金属体的远端与外置锁杆配合；锁座包括电磁锁孔，在电磁锁孔的入口处，有扩孔结构；电锁自动侦测部件设置于电磁锁孔的顶部，用于外置锁杆的位置感应。
本发明所提供的第四个技术方案是一种与电子化无人值守物品租赁保管系统中的电锁装置相配合的外置锁杆，包括杆身和终端端面，其特征在于，所述杆身上设置了与电磁吸铁的金属杆远端相配合的凹槽。
与现有技术相比，本发明的有益效果是本发明对于小件物品的租赁系统，由手动改为无人值守的电子化管理，使这种租赁系统的产业化，成为了可能。并且，由于这种电子化租赁系统仅需要有限的设备，即可实现大规模的管理，因而，节约了人工成本和劳力误差，具有很高的推广使用价值；同时，本发明还能够实现远程管理，进一步提高了这种系统的使用效率。
图1为本发明的电子化无人值守物品租赁保管系统的系统结构图。
图2为本发明的电子化无人值守物品租赁保管系统控制方法的流程示意图。
图3a为本发明的电子化无人值守物品租赁保管系统的电锁装置的结构的左视剖面示意图。
图3b为本发明的电子化无人值守物品租赁保管系统的电锁装置的结构的主视剖面示意图。
图4a为本发明的电子化无人值守物品租赁保管系统的电锁装置的外置锁杆的A-A向剖视示意图。
图4b为本发明的电子化无人值守物品租赁保管系统的电锁装置的外置锁杆的结构示意图。
图5为本发明另一具体实施例的电锁装置的主视剖面示意图。
具体实施例方式
本发明所提出的电子化无人值守物品租赁保管系统的电锁装置，包括外置的IC卡、主控系统、电锁、电源及外置锁杆。
如图1所示，为本发明的电子化无人值守物品租赁保管系统的结构图包括主控系统10、受主控系统控制的电锁20、外置锁杆30、电源50、以及与主控系统配套使用的外置IC卡40。其中，主控系统10包括微控制器11、IC卡读写卡模块12、按键13以及信息显示器14。电锁20包括电磁吸铁21、电锁自动侦测部件22、带锁孔的锁座25；外置锁杆30与电磁吸铁配合；电源50为微处理器、电锁、读写卡模块及整个系统供电。
其中，微控制器11作为主控系统的核心，它与电锁自动侦测部件22相连，一方面是从电锁自动侦测部件22中，获取电锁开/关状态的电信号；另一方面，也向电磁吸铁21发出驱动电信号，用于控制电磁吸铁21的上电状态，从而实现电磁吸铁21的抬起/放下动作，配合外置锁杆30完成电锁功能；读写卡模块12用于从IC卡中读取与用户身份信息和系统所需的其它信息；读写卡模块12与微控制器11双向联接，使得卡中的信息能够发送到微控制器11，也能在有新信息产生时，将微控制器11的控制信号再写入中，以刷新IC卡的信息；信息显示器13，与微控制器相连，用于显示系统相关信息；按键14，与微控制器相连，用于向微控制器11传送用户的操作信息。
电锁20中的电磁吸铁21，与外置锁杆30共同完成电锁的开/合动作；外置锁杆30的插入动作，使安装在锁座25处的电锁自动侦测部件22产生位置感应信号，此位置感应信号被传送至微控制器11；电锁自动侦测部件22作为是外置锁杆的位置感应器，可以由关断开关完成，用于接收和分析电锁开/关的位置状态信号。为了电锁的使用安全，本发明的电锁结构中，还可以增加内置锁杆23、释放开关24，其具体结构将在以下实施例中详细描述。
本系统还包括计算机60，与微控制器11连接，可用于本系统的信息处理、显示或者远程管理等。该计算机系统，还根据需要包括外围设备、网络连接设备等。
本发明所提出的电子化物品租赁保管系统的控制流程如图2所示，包括以下步骤用户通过读写卡模块12进行读卡操作，步骤201；由读写卡模块12判断该卡是否有效，步骤202；如果卡无效，则不做任何处理，直接在信息显示器13上显示错误信息，步骤234；如果卡有效，接着判断该卡是否有出库的权限如果有出库权限检测物品状态，步骤204；即判断是否有物品可出库，步骤205；如果没有物品，则显示无物品信息，步骤207，操作结束，步骤220；如果有物品，则显示物品信息，步骤206；判断此时是否接收到用户发出的按键已触发信号，步骤209；如果否，则程序结束，步骤220；如果接收到按键已触发信号，则由微控制器发出控制命令，电磁吸铁完成开锁操作，步骤214；用户拉出外置锁杆，步骤215；系统检测当前库状态，步骤216；库位是否已空？步骤217；如果库位已空，则由微控制器发出控制命令，电磁吸铁完成关锁操作，步骤233；显示相关信息，步骤227；进行IC卡写卡操作，步骤218；写入物品出库信息，步骤219；当前操作结束；如果库位未空，则表明物品尚未被用户取走，显示相关信息，例如，显示提示用户取走物品的信息，步骤230；重复等待，直至用户进行操作，为了系统安全，也可以在此步骤中设定操作延时。
如果当前对出库权限的判断结果是，无物品出库权限，则检测库位状态，步骤210；是否有库位？步骤211；如果无库位，则显示相关提示信息，步骤208；结束当前操作，步骤220；如果有库位，则显示相关提示信息，步骤212；判断是否接收到用户的按键已触发信号，步骤213；如果否，则结束当前操作，步骤220；如果接收到用户的按键已触发信号，则由微控制器发出控制命令，电磁吸铁完成开锁操作，步骤221；用户推进外置锁杆，步骤222；检测系统中当前库位中的物品存放状态，步骤226；当前库位中是否有租赁或保管物品，步骤223；如果否，则显示该库位中物品的相关信息，步骤229；如果是，则由微控制器发出控制命令，电磁吸铁完成关锁操作，步骤232；显示相关信息，例如该库位保管的物品已经锁好等，步骤228；进行IC卡写卡操作，步骤224；向IC卡写入入库信息，步骤225；当前操作结束，步骤220。
如图3所示，为本发明的电锁结构示意图。其中，图3(a)为左视剖面图；图3(b)为主视剖面图，电磁吸铁包括金属体1，以及设置在金属体1周围的电磁线圈2。电磁线圈2通过加电后，产生电磁场，使金属体1被磁力吸附发生位移。电磁吸铁的金属体1远端3与插入锁座25电磁锁孔4中的外置锁杆，该远端3的形状为楔形，与外置锁杆的凹槽配合完成锁紧。电磁锁孔4的入口处，设置有与锁杆尺寸配合的扩孔结构5，起到对外置锁杆插入时的导向作用。电磁锁孔4的顶部设置有电锁自动侦测部件(位置感应器)22，当外置锁杆插入并且能够正常接触到位置感应器时，根据此时电信号，判断电锁是否锁好，根据前面流程，显示相应的处理状态。
为了电锁的使用安全，在上述电锁结构中，还可以增加释放开关24，用于电磁吸铁上电状态的人工控制。以便给电锁的安全使用提供多一层的保障，避免电锁由于只利用微控制器和电锁自动控制部件的远程上电操作，而造成的监控疏漏。
如图4所示，为本发明的外置锁杆30的结构图。图4a为外置锁杆的A-A向剖视面图，图4b为外置锁杆的结构示意图。外置锁杆30上设置有与电磁吸铁的金属杆1远端3相配合的凹槽8，它的作用是使外置锁杆和电磁吸铁的金属杆锁住。其中，31为外置锁杆的杆身，32为外置锁杆的终端端面。
上述电锁结构中，电磁吸铁中的金属杆1的抬起是通过微控制器发出的驱动电信号，使电磁吸铁中的电磁线圈2上电后产生磁场，金属杆1依靠电磁吸力开锁；电磁吸铁的金属杆1的落下，则是通过微控制器发出的驱动电信号，使电磁吸铁中的电磁线圈2断电，金属杆1落下。在此过程中，为了能够更好地控制金属杆1在电磁吸铁装置中的行程，图3所示的电锁结构示意图中，还设置了一个定位销6，以及金属杆上设置有销孔7，这样，即可保证金属杆1的运动行程在销孔7的范围内。
以下是本发明所提出的电子物品租赁保管系统的另一个实施例。该实施例的工作方式与前述方案相同，只是其中的电锁结构与前面所述的方案不同。如图5所示，与图四所示的电锁结构不同的是，电磁吸铁通过内置锁杆固定外置锁杆。它除了包括电磁吸铁2、锁座25及其中的电磁锁孔4、以及电锁自动侦测部件22之外，还设置有内置锁杆23，电磁吸铁中金属杆1的远端3插入内置锁杆23的侧壁中，当电磁吸铁通过连接线53、54上电后，产生磁力，被吸向内置锁杆的侧壁，然后被内置锁杆51卡住，内置锁杆23向电磁锁孔5探出一个可伸缩的锁舌51。内置锁杆23，包括止动端51、弹性元件9和活动锁舌51，弹性元件设置在止动端51与活动锁舌51之间的位置；止动端固定在锁座上，在内置锁杆活动锁舌51上设置有与电磁吸铁金属杆1相配合的凹槽52。该实施例的两种工作方式工作方式一电磁吸铁断电后，其金属杆插入活动锁舌的侧壁中，将内置锁杆锁住。此时，活动锁舌被固定在电磁锁孔中，可以防止外置锁杆的不当使用，或者避免其它人对本系统中电磁锁孔，乃至整个电锁机构的不安全使用；工作方式二在电磁吸铁上电的情况下，推进外置锁杆，通过外置锁杆将探入电磁锁孔中的内置锁杆的活动锁舌顶起，以便外置锁杆能够在电磁锁孔中推进到位，接触到安装在电磁锁孔顶部的电锁自动侦测部件(位置感应器)22。与图3的电锁结构相同的是，内置锁杆的锁舌与外置锁杆上的凹槽相配合。
本发明用于自行车的电子化租赁系统中，其中，自行车存放架用于存放及锁定被租赁的自行车、计算机器信息处理系统，用于进行系统中相关信息处理；线束用于整个系统中的电连接，其按照最节省布线方式，连接在系统的每个设备之间，比如主控系统、每个被控制的电锁、计算机系统；电锁固定设置于每个车位上，外置锁杆可以采用固定和活动两种不同的设置方式其中，固定方式为将外置锁杆30的锁杆终端端面固定在自行车上，活动方式为外置锁杆30的锁杆终端端面用铁链设置在车位的固定位置。其中，如果是固定设置方式，可将该终端端面直接固定在租赁物品或者是其它适合的位置，如果是活动设置方式，可将该终端端面用链条等延伸设备，使得锁杆的使用更灵活，范围更大。
该系统在使用时，主要包括租赁和存储两个基本操作，操作流程包括以下步骤首先，读卡设备接受用户刷卡，进行读卡检测判断，如读卡无效，不能进入本系统使用；如读卡有效，则显示当前卡上余额；自动检测车及车位情况，分为以下几种情况1.有车未还；用户还车后，计算机系统过程控制自动读卡，清数据库及扣款操作，并显示余额；对符合这种情况的用户操作，电锁控制模块确认用户的刷卡动作后，自动锁紧电锁；2.无车要还，可以进行租赁新车操作；自动识别用户是否有车要还，如无车要还，并且用户需要租赁新车，首先，需要检查用户卡中是否有足够的余额，如果余额不足，则无法租车；如果余额足，则通过计算机发出控制信号，给相应车位的电锁加电，使电锁打开，同时，在数据库中，写入租车时间等管理信息。
3.有合适的车位显示当前卡上余额，可进行存车；同以上的步骤(1)4.余额不足，无法操作5.非本系统可识别的IC卡本发明所采用的分离式的锁体和锁杆设计。锁杆脱离了锁体，使锁杆的单独移动成为可能，大大增加了锁的适用性；同时可以通过设计特别形状、花纹、材料的锁杆，使锁杆的仿制成为困难的事，因而具有很好的防盗功能。
权利要求
1.一种电子化无人值守物品租赁保管系统，该系统包括主控系统、电锁、电源和外置的IC卡，其特征在于，所述电锁还包括电磁吸铁、锁座、电锁自动侦测部件以及外置锁杆；所述主控系统还包括微控制器、读写卡模块、信息显示器和按键；微控制器与电锁自动侦测部件相连，用来获取电锁中外置锁杆触发的关断开关信号，用以判断库位和物品的状态；微控制器与电磁吸铁相连，用来向电磁吸铁发出驱动电信号，控制电磁吸铁的上电；读写卡模块与微控制器采用双向连接，微控制器从读写卡模块接受读写卡模块读取的IC卡的相关信息；也由微控制器向读写卡模块传输新的信息，并由读写卡模块写入IC卡；信息显示器与微处理器连接，用于显示系统的相关处理信息；按键与微控制器相连，用于向微控制器11传送用户的操作信息电锁自动侦测部件，用于接收外置锁杆的位置信号，接收和分析电锁开/合的电信号，以判断库位和物品状态；锁座的顶部设置电锁自动侦测部件；电源用来向微处理器、电锁、读写卡模块及整个系统供电；电锁中的电磁吸铁，与外置锁杆共同完成电锁的开/锁动作。
2.如权利要求1所述的电子化无人值守物品租赁保管系统，其特征在于，所述电锁还设置有释放开关，串联在微处理器11和电磁吸铁21之间，用于控制电磁吸铁的上电。
3.一种电子化无人值守物品租赁保管系统的实现方法，通过主控系统中的微处理器收集、判断IC卡上的信息，自动对电锁进行操作，以便控制电锁的自动开关，该方法包括以下步骤用户持IC卡进行读卡操作；系统将读取的IC卡信息进行处理，根据预置条件判断卡是否有效；如果卡无效，则不做任何处理，显示错误信息；结束操作；如果卡有效，由系统根据预置的条件进一步判断该卡是否有出库的权限；如果有出库权限，检测物品状态，确认库位是否有物品；如无物品，则信息显示器显示信息通知用户，结束；如果有物品，则信息显示器显示信息。由用户决定是否出库，触发按键；如果客户不触发按键，则延时结束。如客户触发按键，电锁开锁，由用户拉出锁杆，系统自动测库位变化情况，如库位空，则电锁锁闭，防止误入库，并由信息显示器显示信息，由用户进行写卡操作，系统向IC卡写入出库信息，出库结束；如库位不空，表示客户没有取货，信息显示器显示信息，客户则重复拉出锁杆的动作，直至结束；如果无出库权限，表示客户有入库需求，检测库位状况，确认库位是否有空位，如无，则信息显示器显示信息通知用户，结束；如果有空位，则信息显示器显示信息。由用户决定是否入库，触发按键；如果客户不触发按键，则延时结束；如客户触发按键，电锁开锁，由用户推进锁杆，系统自动检测库位变化情况，如库位满，则电锁自动锁闭，并显示信息，由用户进行写卡操作，系统向IC卡写入入库信息，入库结束；如库位不满，表示客户没有入库，信息显示器显示信息，客户则重复推进锁杆的动作，直至结束。
4.如权利要求3所述的电子化无人值守物品租赁保管系统的实现方法，其特征在于，所述电磁吸铁的控制流程包括以下步骤通过微控制器发出的驱动电信号，使电磁吸铁中的电磁线圈上电，产生电磁场，金属杆依靠电磁吸力被抬起；通过微控制器发出的驱动电信号，使电磁吸铁中的电磁线圈断电，金属杆受重力或者弹力自然落下。
5.一种电子化无人值守物品租赁保管系统中的电锁装置，包括电锁和锁杆，其特征在于，电锁包括电磁吸铁、自动侦测部件及锁座，所述锁杆为外置锁杆，其上设置有与电磁吸铁相配合的凹槽；电磁吸铁包括金属体，以及环绕金属体周围的电磁线圈，电磁吸铁的金属体的远端与外置锁杆配合；锁座包括电磁锁孔，在电磁锁孔的入口处，有扩孔结构；电锁自动侦测部件设置于电磁锁孔的顶部，用于外置锁杆的位置感应。
6.如权利要求5所述的电子化无人值守物品租赁保管系统中的电锁装置，其特征在于，所述电锁还包括内置锁杆，其侧壁设置有与电磁吸铁金属杆远端相配合的凹槽，内置锁杆的顶部设置有与锁座固定连接的止动端、活动锁舌，以及设置于止动端与活动锁舌之间的弹性元件。
7.如权利要求5所述的电子化无人值守物品租赁保管系统中的电锁装置，还包括一个释放开关，与电磁吸铁通过电线连接，手动操作使电磁吸铁上电。
8.如权利要求5所述的电子化无人值守物品租赁保管系统中的电锁装置，其特征在于，所述电磁吸铁的金属杆上设置有销孔，以及定位销。
9.一种与电子化无人值守物品租赁保管系统中的电锁装置相配合的外置锁杆，包括杆身和终端端面，其特征在于，所述杆身上设置了与电磁吸铁的金属杆远端相配合的凹槽。
10.如权利要求9所述的一种与电子化无人值守物品租赁保管系统中的电锁装置相配合的外置锁杆，其终端端面为固定设置或者活动设置。
全文摘要
本发明公开了一种电子化无人值守物品租赁保管系统，该系统包括主控系统、电锁以及外置锁杆、电源和外置的IC卡，其中，主控系统包括微控制器、读写卡模块、信息显示器和触发按键；电锁包括电磁吸铁、锁座、电锁自动侦测部件；微控制器用来获取由电锁自动侦测部件所侦测到的外置锁杆触发电信号，判断库位和物品的状态，并向电磁吸铁发出驱动电信号，控制电磁吸铁的上电，以及通过读写卡模块与IC卡进行信息交换；电锁自动侦测部件接收外置锁杆的位置信号，分析电锁开/合状态；电磁吸铁与外置锁杆共同完成电锁的开/锁动作。本发明对租赁系统实现了电子化管理，实现大规模管理，减少了人工费用，提高了管理效率，降低了成本。
文档编号G07C9/00GK1916980SQ200610015579
公开日2007年2月21日 申请日期2006年9月4日 优先权日2006年9月4日
发明者迟鹏声 申请人:迟鹏声