一种无人便利店系统及其控制方法与流程

本发明涉及无人便利店控制技术领域，尤其涉及一种无人便利店系统及其控制方法。

背景技术：

无人便利店是目前新兴的一种购物模式，商店内所有或部分经营流程，通过技术手段进行智能化自动化处理，极大的方便了人们的生活。

目前，该类无人便利店的系统尚属于电子商务理念状态，虽然互联网的兴起使电子商务发展十分迅猛，网络支付技术、云服务的发展为电子商务保驾护航，但受技术限制，无人便利店运营系统的应用还十分有限。由于无人便利店运营系统能在任何有空地的区域(如公园角落、工业区、旅游景点、社区、医院等)设置，这种设置基本都在室外且无人看守，容易受到环境和人的影响而出现故障，为防止其出现故障，需要人工反复排查问题机器，这种人工排查问题机器的管理办法，不仅浪费人工，还需耗费大量的时间。

技术实现要素：

本发明针对现有无人便利店需要人工反复排查问题机器以致费时费力的缺点，提出一种无人便利店系统及其控制方法，用以解决现有技术存在的上述问题。

根据本发明的第一个方面，提供了一种无人便利店系统，包括主控机、电源控制板、外设硬件模块、弹簧货道、履带货道、货斗、及取货口；

所述主控机用于获取电源控制板和外设硬件模块的反馈信息并发出控制指令以控制外设硬件模块的运作、控制电源控制板的启动及控制电源控制板对其他各模块的断电和通电；

所述电源控制板用于为所述主控机和外设硬件模块供电；

所述外设硬件模块包括分别与电源控制板和主控机连接的接收显示单元、弹簧货道电机、履带货道电机、红外掉物检测单元及货斗步进电机；

所述接收显示单元用于显示货物信息，及获取购买目标货物的指令，并将该指令发送至主控机；

所述弹簧货道与弹簧货道电机连接，所述弹簧货道用于放置货物；

所述履带货道与履带货道电机连接，所述履带货道用于放置货物；

所述货斗与货斗步进电机连接，所述货斗步进电机驱动货斗并将该货斗送至弹簧货道或履带货道以装载从弹簧货道或履带货道送出的目标货物、及驱动载有目标货物的货斗送至取货口；

所述货斗内设有红外掉物检测单元，所述红外掉物检测单元用于检测货斗内是否有目标货物。

进一步地，所述弹簧货道包括货道腔、弹簧和挡块，所述弹簧设于货道腔内，所述弹簧的一端与货道腔的一端固定连接，弹簧的另一端与挡块固定连接。

进一步地，所述履带货道包括第一履带和至少两个第一张紧轮，所述第一履带与第一张紧轮啮合连接。

进一步地，所述货斗包括第二履带和至少两个第二张紧轮，所述第二履带与第二张紧轮啮合连接。

进一步地，所述取货口的出口处设有活动门；

所述外设硬件模块还包括取货口开关门单元，所述取货口开关门单元连接活动门以控制活动门的开启和关闭。

进一步地，所述取货口的出口处还设有与活动门配套的门框；

所述外设硬件模块还包括防夹手红外检测单元，所述防夹手红外检测单元包括红外对射检测器，所述红外对射检测器设于门框的两侧，所述防夹手红外检测单元用于检测取货口的出口处是否有物体。

进一步地，所述外设硬件模块还包括网络单元；

所述网络单元连接后台服务器以发送表示外设硬件模块工作异常的信息，并获取后台服务器发送的重启主控机和外设硬件模块的控制指令并将该重启主控机和外设硬件模块的控制指令发送给主控机。

进一步地，所述电源控制板通过485总线与主控机连接。

根据本发明的第二个方面，提供了一种无人便利店系统的控制方法，

所述主控机通过485总线发送查询指令至电源控制板以查询所述电源控制板对外设硬件模块的供电是否正常，如未正常供电，则主控机发送供电指令至电源控制板以使电源控制板给外设硬件模块供电；

所述主控机通过485总线向电源控制板发送心跳信号用于判断主控机是否出现故障，如预设时间内所述电源控制板未收到主控机发送的心跳信号，则判断主控机出现异常，则主控机发送重启指令以使电源控制板重新上电主控机以使主控机重启。

进一步地，所述主控机查询外设硬件模块内的元器件是否正常工作，如果查询到外设硬件模块中的至少一个元器件未正常工作，且未正常工作的该元器件的未正常工作的次数超过预定次数，则主控机发送控制指令至所述元器件以使所述元器件重启，且网络单元向后台服务器发送表示该元器件工作异常的信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的无人便利店系统包括弹簧货道、履带货道、货斗、取货口、电源控制板、主控机及外设硬件，当接收显示单元接收到出货指令时，接收显示单元将出货指令发送给主控机，主控机发出控制指令以控制外设硬件模块的运作，从而将货物从弹簧货道/履带货道送至取货口，实现了无人便利店系统的运营。

2、本发明的无人便利店系统，由于弹簧货道设置了弹簧的方式、履带货道及货斗设置了履带的方式，通过该两种方式，货物能够从弹簧货道/履带货道平稳的移出至货斗，货物从货斗移出至取货口内，且该过程中货物不会翻转，从而避免了该过程中由于翻转导致货物损坏，也实现了易碎货物的售卖。

3、本发明通过主控机用于获取电源控制板和外设硬件模块的反馈信息并发出控制指令以控制电源控制板的启动及控制电源控制板对其他各模块的断电和通电，从而实现无人便利店的自动恢复机制。

4、本发明通过主控机查询外设硬件模块中各单元是否工作正常，如未正常工作且未正常工作的次数超过预定次数，则发送控制指令以使不正常的单元重启，并通过网络单元向后台服务器发送异常信息，实现了无人便利店的自我故障排查的目的，管理后台服务器的工作人员可根据异常信息派遣维护人员修复机器，从而减少维护人员排查故障的时间和精力，同时这种方式也加强了对无人便利店的管理，节省了人力成本。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本发明实施例一中的一种无人便利店系统的结构示意框图；

图2为本发明实施例一中外设硬件模块的结构示意框图；

图3为本发明实施例一中一种无人便利店系统的结构连接示意框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

所描述的实施例仅仅是本发明一部分例，实施而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1-3所示，本发明实施例提供了一种无人便利店系统，包括主控机1、电源控制板2、外设硬件模块3、弹簧货道4、履带货道5、货斗6及取货口7。

主控机1内部集成有中央处理器，用于获取电源控制板2和外设硬件模块3的反馈信息并发出控制指令以控制外设硬件模块3的运作、控制电源控制板2的启动及控制电源控制板2对其他各模块的断电和通电。

电源控制板2包括电源，用于为主控机1和外设硬件模块3供电。

如图2所示，外设硬件模块3包括接收显示单元31、弹簧货道电机32、履带货道电机33、红外掉物检测单元34、货斗步进电机35、取货口开关门单元36、防夹手红外检测单元37及网络单元38，接收显示单元31、弹簧货道电机32、履带货道电机33、红外掉物检测单元34、货斗步进电机35、取货口开关门单元36、防夹手红外检测单元37及网络单元38均连接主控机1和电源控制板2。

接收显示单元31用于显示货物信息，例如货物的图片、数量和价格，及获取购买目标货物的指令，并将该指令发送至主控机1。

弹簧货道4包括货道腔、弹簧和挡块，弹簧设于货道腔内，弹簧的一端与货道腔的一端固定连接，弹簧的另一端与挡块固定连接，弹簧在外力下沿货道腔的出货的方向伸缩，挡块预先与至少一个目标货物相抵并压缩弹簧。

弹簧货道电机32与弹簧货道4中的挡块连接，弹簧货道4用于放置货物，弹簧货道电机32用于接收主控机1启动弹簧货道电机32的指令并在启动后推动挡块从而拉伸弹簧以将目标货物送出至货斗6。

履带货道电机33与履带货道5连接，履带货道5用于放置货物，履带货道5包括第一履带和至少两个第一张紧轮，第一履带内侧设有齿，第一张紧轮外侧设有齿，第一履带内套设在第一张紧轮上，且第一履带与第一张紧轮啮合连接，第一履带用于预先放置货物。履带货道电机33用于接收主控机1启动履带货道电机33的指令在启动后驱动第一张紧轮转动，第一张紧轮带动第一履带转动，货物由于惯性作用朝第一履带转动的方向移动，从而货物从第一履带上移出至货斗6。

红外掉物检测单元34设于货斗6内以用于检测货斗6内是否有目标货物。若检测到货斗6内有目标货物，则将货斗6内有目标货物的信息反馈至主控机1，主控机1则指令弹簧货道电机32或履带货道电机33停止工作，同时指令货斗步进电机35驱动货斗6。

货斗步进电机35与货斗6连接。货斗6包括第二履带和至少两个第二张紧轮，第二履带内侧设有齿，第二张紧轮外侧设有齿，第二履带套设在第二张紧轮上，第二履带与第二张紧轮啮合连接。

货斗步进电机35接收主控机1启动货斗步进电机35的指令后，货斗步进电机35启动并驱动货斗6，货斗步进电机35按预设路线将该货斗6送至弹簧货道4或履带货道5处。在货斗6到达弹簧货道4或履带货道5处时，弹簧货道电机32启动并推动挡块从而拉伸弹簧以将目标货物送出至货斗6，或者履带货道电机33启动并驱动第一张紧轮转动，第一张紧轮带动第一履带转动，货物由于惯性作用朝第一履带转动的方向移动，从而货物从第一履带上移出至货斗6。货斗6到达弹簧货道4或履带货道5处后，红外掉物检测单元34检测到货斗6内是否有目标货物；红外掉物检测单元34如果检测到货斗6内有目标货物，将货斗6内有目标货物的信息反馈至主控机1；主控机1接收该反馈信息后，指令货斗步进电机35驱动载有目标货物的货斗6；货斗步进电机35将货斗6送至取货口7。在货斗6到达取货口7时，货斗步进电机35驱动第二张紧轮转动，第二张紧轮带动第二履带转动，货物由于惯性作用朝第二履带转动的方向移动，从而货物从第二履带上移出至取货口7。当货物被送出至取货口7，红外掉物检测单元34检测到货斗6内没有了目标货物，且将货斗6内没有目标货物的信息反馈至主控机1后，主控机1指令货斗步进电机35驱动货斗6，货斗步进电机35驱动货斗6回到固定位置处。

取货口7的出口处设有活动门71和与活动门71配套的门框72。

活动门7与取货口开关门单元36连接。取货口开关门单元36接收主控机1发送的表示开启或关闭活动门71的指令后，取货口开关门单元36控制活动门71的开启或关闭。

防夹手红外检测单元37包括红外对射检测器，红外对射检测器设于门框72的两侧(上下两侧和/或左右两侧)。防夹手红外检测单元37用于检测取货口7的出口处是否有物体；当防夹手红外检测单元37检测到取货口7的出口处有物体时，则反馈表示取货口7的出口处有物体的信息至主控机1，主控机1则指令取货口开关门单元36不关闭活动门71；当防夹手红外检测单元37在预设时间内检测到取货口7的出口处没有物体时，则反馈表示取货口7的出口处没有物体的信息至主控机1，主控机1则指令取货口开关门单元36关闭活动门。

网络单元38连接后台服务器，网络单元38向后台服务器发送表示外设硬件模块3工作异常的信息，并获取后台服务器发送的重启主控机1和外设硬件模块3的控制指令，再将该重启主控机1和外设硬件模块3的控制指令发送给主控机1。网络单元38为无线网络单元，该无线网络单元优选4g无线网络单元。

外设硬件模块3还包括通风单元以用于整个无人便利店系统的通风。

电源控制板2通过485总线与主控机1连接。

在无人便利店系统正常运营时，弹簧货道4和履带货道5上均放置有货物。当客户通过接收显示单元31下发购买目标货物的指令时，主控机1接收该指令并向外设硬件模块3发出按预设出货流程的控制指令；外设硬件模块3接收该控制指令后，其中各单元和组件根据该指令执行相应的动作——货斗步进电机35驱动货斗6以将货斗6移至弹簧货道4/履带货道5处，当货斗6到达弹簧货道4/履带货道5处时，弹簧货道电机32推动弹簧或履带货道电机33转动第一张紧轮以将目标货物从弹簧货道4/履带货道5推送出至货斗6；红外掉物检测单元34开始检测货斗6内是否有货物，当红外掉物检测单元34检测到货斗6内有目标货物后，货斗步进电机35带动货斗6以将货斗6移至取货口7；当货斗6移至取货口7后，货斗步进电机35转动第二张紧轮以将目标货物送出至取货口7；同时红外掉物检测单元34检测目标货物是否在货斗6内，若目标货物已不在货斗6内，货斗步进电机35带动货斗6返回固定位置处，同时取货口开关门单元36控制取货口7的活动门71打开以供用户取出目标货物，防夹手红外检测单元37若在预设时间内检测到活动门71处有物体(货物或人手)，则向主控机1反馈表示不关闭活动门1的信息，主控机1收到该信息后则向取货口开关门单元36发送不关闭活动门71的指令，取货口开关门单元36控制取货口7的活动门71保持打开状态，防夹手红外检测单元37若在预设时间内未检测到活动门71处有物体，则向主控机1反馈表示关闭活动门1的信息，主控机1收到该信息后则向取货口开关门单元36发送关闭活动门71的指令，取货口开关门单元36控制取货口7的活动门71关闭。

实施例二

本实施例提供了一种无人便利店系统的控制方法，主控机1通过485总线发送查询指令至电源控制板2以查询电源控制板2对外设硬件模块3的供电是否正常，如未正常供电，则主控机发送供电指令至电源控制板以使电源控制板2给外设硬件模块3供电。

主控机1通过485总线给电源控制板2发送心跳信号以判断主控机1是否出现故障，如预设时间内电源控制板2未收到主控机1发送的心跳信号，判断主控机1出现异常，该异常是指主控机1死机、卡住、内设软件/程序运行出错等故障，则主控机1向电源控制板2发送控制指令以使电源控制板2重启主控机1；换而言之，当电源控制板2发现与主控机1的心跳信号没有保持后，重新上电主控机1，实现主控机1从异常中重启(自动恢复)。

具体的，主控机1查询外设硬件模块3是否供电正常的具体方法如下：

弹簧货道电机32内设第一驱动电路，第一驱动电路包括第一驱动芯片，当弹簧货道电机32工作异常时，第一驱动芯片内存储表示弹簧货道电机32工作异常的信息。主控机1查询第一驱动芯片以获取弹簧货道电机32是否正常工作的信息，如果弹簧货道电机32未正常工作且未正常工作的次数超过预定次数，则主控机1发送第一控制指令至弹簧货道电机32以使弹簧货道电机32重启，且网络单元38向后台服务器发送表示弹簧货道电机32工作异常的信息。

履带货道电机33内设第二驱动电路，第二驱动电路包括第二驱动芯片，当履带货道电机33工作异常时，第二驱动芯片内存储有表示履带货道电机33工作异常的信息。主控机1查询第二驱动芯片以获取履带货道电机33是否正常工作的信息，如果履带货道电机33未正常工作且未正常工作的次数超过预定次数，则主控机1发送控第二制指令至网络单元38以使履带货道电机33重启，且网络单元38向后台服务器发送表示履带货道电机33工作异常的信息。

红外掉物检测单元34包括第三驱动电路，第三驱动电路包括第三驱动芯片，当红外掉物检测单元34工作异常时，第三驱动芯片内存储有表示红外掉物检测单元34工作异常的信息。主控机1查询第三驱动芯片以获取红外掉物检测单元34是否正常工作的信息，如果红外掉物检测单元34未正常工作且未正常工作的次数超过预定次数，则主控机1发送第三控制指令至红外掉物检测单元34以使红外掉物检测单元34重启，且网络单元38向后台服务器发送表示红外掉物检测单元34工作异常的信息。

货斗步进电机35内设第四驱动电路，第四驱动电路包括第四驱动芯片，当货斗步进电机35工作异常时，第四驱动芯片内存储有表示货斗步进电机35工作异常的信息。主控机1查询第四驱动芯片以获取货斗步进电机35是否正常工作的信息，如果货斗步进电机35未正常工作且未正常工作的次数超过预定次数，则主控机1发送第四控制指令至货斗步进电机35以使货斗步进电机35重启，且网络单元38向后台服务器发送表示货斗步进电机35工作异常的信息。

取货口开关门单元36包括第五驱动电路，第五驱动电路包括第五驱动芯片，取货口开关门单元36工作异常时，第五驱动芯片内存储有表示取货口开关门单元36工作异常的信息。主控机1查询第五驱动芯片以获取取货口开关门单元36是否正常工作的信息，如果取货口开关门单元36未正常工作且未正常工作的次数超过预定次数，则主控机1发送第五控制指令至取货口开关门单元36以使取货口开关门单元36重启，且网络单元38向后台服务器发送表示取货口开关门单元36工作异常的信息。

防夹手红外检测单元37包括第六驱动电路，第六驱动电路包括第六驱动芯片，防夹手红外检测单元37工作异常时，第六驱动芯片内存储有表示防夹手红外检测单元37工作异常的信息。主控机1查询第六驱动芯片以获取防夹手红外检测单元37是否正常工作的信息，如果防夹手红外检测单元37未正常工作且未正常工作的次数超过预定次数，则主控机1发送第六控制指令至防夹手红外检测单元37以使防夹手红外检测单元37重启，且网络单元38向后台服务器发送表示防夹手红外检测单元37工作异常的信息。

接收显示单元31包括第七驱动电路，第七驱动电路包括第七驱动芯片，接收显示单元31工作异常时，第七驱动芯片内存储有表示接收显示单元31工作异常的信息。主控机1查询第七驱动芯片以获取接收显示单元31是否正常工作的信息，如果接收显示单元31未正常工作且未正常工作的次数超过预定次数，则主控机1发送第七控制指令至接收显示单元31以使接收显示单元31重启，且网络单元38向后台服务器发送表示接收显示单元31工作异常的信息。

网络单元38包括第八驱动电路，第八驱动电路包括网络芯片，网络单元38工作异常时，网络芯片内存储有表示网络单元38工作异常的信息。主控机1查询网络芯片以获取网络单元38是否正常工作的信息，如果网络单元38未正常工作，则主控机1发送第八控制指令至网络单元38以使网络单元38重启，并重启之后网络单元38向后台服务器发送表示网络单元38工作异常的信息。

电源控制板2重启主控机1的过程是指，电源控制板2瞬间切断主控机1的供电，然后电源控制板2重新上电主控机1以实现主控机1的重启。

心跳信号是指周期性的同步信号，是在485总线上传输的特定数据包，如每30秒主控机1会发生一次该特定数据包给电源控制板2，如果电源控制板2在2分钟内都没有接收到任何新的心跳数据包，就表明主控机1出现异常了。

主控机1周期性查询外设硬件模块3内各元器件的工作状态，当主控机1查询到外设硬件模块3为工作异常状态，则指令电源控制板2重新上电该外设硬件模块3，实现外设硬件模块3的自动恢复，例如：当工控机1检测到接收显示单元31不工作时，指令电源控制板2重新给接收显示单元31上电；当工控机1检测到弹簧货道电机32不工作时，指令电源控制板2重新给弹簧货道电机32上电；当工控机1检测到履带货道电机33不工作时，指令电源控制板2重新给履带货道电机33上电；当工控机1检测到红外掉物检测单元34不工作时，指令电源控制板2重新给红外掉物检测单元34上电；当工控机1检测到货斗步进电机35不工作时，指令电源控制板2重新给货斗步进电机35上电；当工控机1检测到取货口开关门单元36不工作时，指令电源控制板2重新给取货口开关门单元36上电；当工控机1检测到防夹手红外检测单元37不工作时，指令电源控制板2重新给防夹手红外检测单元37上电；当工控机1不能连接网络单元38，无法与后台服务器通信时，指令电源控制板2重新给网络单元38上电，并重新联网。当工控机1检测到外设硬件模块3内各元器件在重新上电后依然异常工作，则主控机1通过网络单元38上报后台服务器具体是外设硬件模块3中的哪个元器件的异常信息，后台服务器记录存储该异常信息，并将该异常信息发送给售后维护人员。售后维护人员从而能够对无人便利店的进行故障排查并及时恢复，从而确保无人便利店的正常运营，因而本发明实现了对无人便利店的自我故障排查及自动恢复机制，减少人力参与的维护，便于对无人便利店的管理，节省了人力成本。

在本申请所提供的2个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、系统、装置、模块和/或单元，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的方法实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个通过线路互相连接地方上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。