本实用新型涉及无人售货技术领域，尤其涉及一种无人售货柜的硬件系统。
背景技术：
随着社会的不断发展，售货的方式也在不断变化。传统的固定地点人员售货方式暴露出许多弊端:人力资源需求大，受所需服务地点、地理条件限制，且在服务时间上不能最大限度的服务于消费者。无人售货柜的出现解决了这些难题，它不受时间、地点、空间的限制，能节省人力、方便交易，是一种全新的商业零售形式，又被称为24小时营业的微型超市，是未来的发展趋势。目前的无人售货柜多是利用射频识别技术识别货品和控制损耗，射频识别技术本身有缺陷，成本高、性能不稳定，并且市面上的售货柜都没有语音提示，在进行商品购买过程中无法快速、准确获知正确的操作流程，容易因操作错误而重复购买过程，购买效率低下，用户购买体验感差。
技术实现要素：
为克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种全新的无人售货柜的硬件系统，所述系统利用处理器和单片机控制所述无人售货柜的供电、照明、门磁感应、柜门的开启/关闭、温度检测、音频输出和取货前后的图像拍摄，用户购买过程中可得到语音提示帮助，购买效率提高，用户购买体验感好。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种无人售货柜的硬件系统，包括外围设备、外围设备接口和主控模块，所述外围设备通过所述外围设备接口与所述主控模块相连，所述外围设备包括电源设备、拍摄设备、照明设备和柜门控制设备，所述电源设备与所述拍摄设备、照明设备和柜门控制设备相连，其中，
所述外围设备还包括音频设备和温度检测设备，所述音频设备、温度检测设备与所述主控模块相连；
所述主控模块包括处理器和单片机，所述处理器与所述单片机相连，所述单片机与所述拍摄设备相连；
所述处理器与以太网交换机相连，所述以太网交换机用于所述拍摄设备与所述处理器之间的数据交互；
所述处理器还与通信模块相连，所述通信模块用于数据的上传/下载。
本实用新型通过处理器和单片机控制无人售货柜的运行，用户打开柜门进行商品选购，照明设备开启，音频设备开启语音提示，拍摄设备开始第一次拍摄，第一次拍摄的图像经由以太网交换机上传至所述处理器，并通过通信模块上传至远程服务器，用户取走商品关闭柜门后，所述照明设备、音频设备关闭，所述拍摄设备开始第二次拍摄，第二次拍摄的图像经由所述以太网交换机上传至所述处理器，并通过所述通信模块上传至远程服务器，所述远程服务器根据前后两次拍摄图像得到用户所购买商品的信息，所述通信模块还用于将所述无人售货柜的外围设备运行数据上传至所述远程服务器，方便管理人员根据接收到的运行数据控制所述无人售货柜的正常运行。
优选地，所述电源设备包括开关电源和蓄电池，所述蓄电池通过UPS电路接入所述电源设备。当所述开关电源工作时，所述开关电源给所述无人售货柜供电，同时给所述蓄电池浮充电，当所述开关电源停止工作时，由所述蓄电池为所述无人售货柜供电，从而保证所述无人售货柜的不间断运行。
优选地，所述音频设备还包括放大器。所述处理器内置有音频数据，用户进行商品购买时，所述处理器发送所述音频数据至所述放大器，所述放大器对所述音频数据进行放大后发送至所述音频设备进行语音提示播报，方便用户顺利完成商品购买。
优选地，所述柜门控制设备包括门锁控制单元和门磁感应单元。用户购买商品时，首先触发所述门磁感应单元，所述处理器接收到门磁感应信息，控制所述门锁控制单元打开门锁，所述无人售货柜的柜门打开；用户取走商品后手动关闭柜门，或者所述处理器控制所述门锁控制单元自动关闭柜门。
优选地，所述通信模块包括以下的任一种或多种：无线WiFi模块、4G/5G模块或GPRS模块。
优选地，所述外围设备接口包括以下任意一种或多种：UART接口、USB接口、以太网接口、RJ45接口、音频接口或电源接口。
优选地，所述单片机与所述拍摄设备、照明设备之间设有PWM驱动的MOS电路。PWM是用20kHz的载波进行脉冲宽度调制，可将电源的效率提高65％～70％，同时PWM驱动MOS管的工作方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，能确保系统稳定运行。
优选地，所述硬件系统还包括环境摄像头和硬盘录像机。所述环境摄像头与所述硬盘录像机相连，所述环境摄像头用于监控无人售货柜周围环境，所述硬盘录像机用于存储监控数据，管理人员可通过通信接口下载所述监控数据，或者所述监控数据可通过无线网络上传至远程服务器。
优选地，所述硬件系统还包括显示设备。所述处理器内置有商品的视频信息，用户在购买商品之前，可通过所述显示设备查询所需购买商品，了解可以购买的商品种类、售价、摆放位置以及折扣信息，确保用户在获得足够信息的基础上决定是否购买商品；所述处理器还可内置有广告信息、实时新闻和天气预报信息等，方便用户随时查看，提升购买体验。
进一步地，所述显示设备为工业显示器。
优选地，所述硬件系统包括制冷设备。
进一步地，所述制冷设备还包括制冷电源、继电器和制冷温度检测单元。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，1)本实用新型将处理器、单片机和以太网交换机集成在一起，提高了数据处理能力、处理速度和数据交互的效率，进而提升了用户的购买体验；2)本实用新型提供音频设备，在购买者打开柜门进行购买过程中，所述音频设备提供语音提示帮助用户完成购买过程，促进商品购买过程的顺利进行，提升购买者的购买体验，充分体现以人为本的设计理念；3)本实用新型将商品购买信息和无人售货柜的运行数据上传至远程服务器，借助所述远程服务器的信息收集、处理和共享来提高对所述无人售货柜的维护管理效率以及智能化控制，提高数据处理能力的同时减少用于数据处理的硬件成本。
附图说明
图1为一种无人售货柜的硬件系统的示意图；
图2为根据实施例1的一种无人售货柜的硬件系统的示意图；
图3为根据实施例2的一种无人售货柜的硬件系统的示意图；
图4为根据实施例3的一种无人售货柜的硬件系统的示意图；
图中：1、主控模块；101、处理器；102、单片机；2、电源设备；201、开关电源；3、照明设备；4、柜门控制设备；401、门锁控制单元；402、门磁感应单元；5、温度检测设备；6、拍摄设备；7、音频设备；8、以太网交换机；9、通信模块；10、蓄电池；11、UPS电路；12、天线设备；13、环境摄像头；14、硬盘录像机；15、显示设备；16、制冷电源；17、继电器；18、制冷温度检测单元。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述发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。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
如图1所示，一种无人售货柜的硬件系统，包括外围设备、外围设备接口和主控模块1，所述外围设备通过所述外围设备接口与所述主控模块1相连；所述外围设备包括电源设备2、拍摄设备6、照明设备3和柜门控制设备4，所述电源设备2与所述拍摄设备6、照明设备3和柜门控制设备4；所述外围设备还包括音频设备7和温度检测设备5，所述音频设备7、温度检测设备5与所述主控模块1相连；所述主控模块1包括处理器101和单片机102，所述处理器101与所述单片机102相连，所述单片机102与所述拍摄设备6相连；所述处理器101与以太网交换机8相连，所述以太网交换机8用于所述拍摄设备6与所述处理器101之间的数据交互；所述处理器101还与通信模块9相连，所述通信模块9用于数据的上传/下载。
在一个具体实施中，所述电源设备2包括开关电源201和蓄电池10，所述蓄电池10通过UPS电路11接入所述电源设备2。所述UPS电路11将所述蓄电池10与无人售货柜的开关电源201相连，通过将直流电转换成市电来为所述无人售货柜提供稳定、不间断的电力供应，当所述开关电源201工作时，所述开关电源201给所述无人售货柜供电，同时给所述铅蓄电池10浮充电，当所述开关电源201停止工作时，由所述蓄电池10为所述无人售货柜供电，从而保证所述无人售货柜的不间断运行。
在一个具体实施中，所述拍摄设备6包括多个摄像头，所述多个摄像头通过RJ45接口与以太网交换机8相连，所述RJ45接口用于提供所述多个摄像头与所述以太网交换机8之间的数据交互，为所述以太网交换机8提供供电以及传递PWM驱动信号；所述RJ45接口的接线满足：线材使用满足ISO/IEC 11801-1(CLASS D)，满足5类要求；RJ45接口的接头分两端，一端按照568B标准，以1、2、3、6四线连接方式连接，另一端为xh2.54头；RJ45上4脚接12V，7、8脚接GND；RJ45上5脚接一路1K基频的PWM信号；需要非标准线材，2路双绞传输1、2、3、6线的信号，另外四个线加一个AL屏蔽。
在一个具体实施中，所述照明设备3包括照明灯带，所述照明灯带设置在无人售货柜内，在所述无人售货柜柜门打开时，所述照明灯带开启，为商品购买提供照明便利，在柜门关闭时，所述照明灯带随即关闭，节约用电。
在一个具体实施中，所述柜门控制设备4包括门锁控制单元401和门磁感应单元402，所述门锁控制单元401为智能电子锁，所述门磁感应单元402为门磁感应开关，所述处理器101通过单片机102接收所述门磁感应开关发送的感应信息并发送控制门锁开关的控制信息至所述智能电子锁，具体地，用户购买商品时，首先触发所述门磁感应开关，所述处理器101接收到门磁感应信息并发送门锁开启指令至所述智能电子锁，所述智能电子锁开启，所述无人售货柜的柜门打开；用户取走商品后，用户手动关闭柜门，如果所述处理器101在约定时间内未接收到门锁关闭信息，则所述处理器101发送门锁关闭指令至所述智能电子锁，所述智能电子锁关闭，所述无人售货柜柜门关闭。
在一个具体实施中，所述温度检测设备5包括温度传感器，所述温度传感器设置在无人售货柜柜体内，用于感应所述无人售货柜内的温度，所述处理器101控制所述温度传感器进行温度检测，并将检测到的温度数据以约定的方式上传至远程服务器，便于管理人员随时了解柜内商品是否处于合适温度，以防柜内温度过高或过低导致商品受损。
在一个具体实施中，所述音频设备7包括外置扬声器和放大器，所述处理器101依次与所述放大器、外置扬声器相连，所述处理器101内置的音频数据通过外围设备接口传送至所述放大器，所述放大器对所述音频数据进行放大后通过所述外围设备接口输出至所述外置扬声器。
在一个具体实施中，所述通信模块9包括无线WiFi模块、4G/5G模块或GPRS模块，所述通信模块9用于所述处理器与远程服务器和管理人员之间的数据交互，此外，所述通信模块9还与天线设备12相连。进一步地，所述通信模块9还可包括USB模块、蓝牙模块、ZigBee模块等用于无人售货柜与管理人员之间近距离的数据交互。
在一个具体实施中，所述外围设备接口包括UART接口、USB接口、以太网接口和RJ45接口、(L、R、MIC)接口、(L+R、MIC)接口、5V电源接口和12V电源接口。
在一个具体实施中，所述单片机与所述拍摄设备6、照明设备3之间设置的PWM驱动的MOS电路，用于提高电源效率，并使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，能确保系统稳定运行。
实施例1
如图2所示，一种无人售货柜的硬件系统，包括外围设备、外围设备接口和主控模块1，所述外围设备通过所述外围设备接口与所述主控模块1相连；所述外围设备包括电源设备2、拍摄设备6、照明设备3和柜门控制设备4，所述电源设备2与所述拍摄设备6、照明设备3和柜门控制设备4；所述外围设备还包括音频设备7和温度检测设备5，所述音频设备7、温度检测设备5与所述主控模块1相连；所述主控模块1包括处理器101和单片机102，所述处理器101与所述单片机102相连，所述单片机102与所述拍摄设备6相连；所述处理器101与以太网交换机8相连，所述以太网交换机8用于所述拍摄设备6与所述处理器101之间的数据交互；所述处理器101还与通信模块9相连，所述通信模块9用于数据的上传/下载。
在具体实施中，所述外围设备接口包括UART接口、USB接口、以太网接口、RJ45接口、(L、R、MIC)接口、(L+R、MIC)接口、HDMI接口、5V电源接口和12V电源接口；所述电源设备2为开关电源201、蓄电池10和UPS电路11，所述电源设备2通过电源接口接入无人售货柜；所述音频设备7为外置扬声器和放大器，所述外置扬声器通过(L+R、MIC)接口接入所述放大器，所述放大器通过(L、R、MIC)接口接入所述处理器101；所述以太网交换机8为8口以太网交换机8，RTL8309N；所述拍摄设备6为多个摄像头，所述多个摄像头通过RJ45接口、以太网接口接入所述8口以太网交换机8；所述照明设备3为照明灯带；所述柜门控制设备4为智能电子锁和门磁感应开关；所述温度检测设备5为温度传感器；所述通信模块9包括用于与远程服务器进行数据交互的4G模块和用于管理人员下载运行数据的USB模块，所述USB模块通过USB接口与所述处理器101相连；所述处理器101为ALLwinner系列处理器中任一种，所述处理器101通过UART接口连接所述单片机102；所述单片机102为8位单片机。所述外围设备接口与所述主控模块1集成在两层PCB板内，所述主控模块1选择邮票孔表贴模块。
在本实施例中，所述硬件系统还包括环境摄像头13和硬盘录像机14，所述环境摄像头13与所述硬盘录像机14相连，所述环境摄像头13用于监控无人售货柜周围环境，所述处理器101控制所述环境摄像头13进行监控，并将所述监控数据刻入所述硬盘录像机14内，以约定方式上传至远程服务器，或者管理人员通过USB接口下载所述监控数据；所述环境摄像头13监控到异常现象时，将异常数据上传至远程服务器，通知管理人员进行处理，同时将异常数据传送给所述处理器101，所述处理器101发送报警指令给所述外置扬声器，所述外置扬声器进行报警警示。进一步地，所述硬件系统还可包括环境摄像头13和SD卡摄像头，所述环境摄像头13与所述SD卡摄像头相连。
实施例2
如图3所示，与实施例1不同的是，本实施例还包括显示设备15，所述显示设备15为工业显示器，所述工业显示器设置于无人售货柜柜门上，其尺寸与所述无人售货柜柜门的尺寸相匹配，所述工业显示器用于显示无人售货柜内商品的种类、售价、摆放位置以及折扣信息，所述处理器101通过HDMI接口将内置的可供显示的数据输出至所述显示设备15进行显示，方便购买者在打开柜门进行购买前就获取足够的商品信息，提升用户的购买体验。
实施例3
如图4所示，与实施例1、2不同的是，本实施例还包括制冷设备，所述制冷设备包括制冷电源16、继电器17和制冷温度检测单元18。所述制冷电源16与所述继电器17相连，所述继电器17与单片机102相连，所述制冷温度检测单元18与单片机102相连，所述单片机102与所述处理器101相连；所述制冷电源16为半导体制冷电源；所述继电器17在220V电压下工作；所述制冷温度检测单元18为具有防水功能的温度检测仪。本实施例中设置了制冷设备的无人售货柜集冷藏、贮存、保鲜、销售于一身，结构简单，操作方便。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案。