一种体育器材储物柜综合系统的制作方法

本发明属于体育用具领域，特别是涉及一种体育器材储物柜综合系统。

背景技术：

在体育活动中，需要运用到多种体育器材，体育器材的存储保管是一个十分重要的问题，现在已经有存储体育器材的存储柜，解决了体育器材存储的问题。但是现有的体育器材存储柜依然需要人员去管理，拿取或者归还都要管理员进行动作，极度不方便使用人员使用，而且人为管理会存在失误。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种体育器材储物柜综合系统，后台管理体育器材存储柜，给师生提供自助服务。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种体育器材储物柜综合系统，包括后台系统和若干柜体，每一柜体包括存储柜、控制器、触摸显示屏、第一识别装置、第二识别装置、考勤装置、扬声器、监控装置、电控锁和电动智能充气单元，所述后台系统通过所述控制器与所述存储柜、触摸显示屏、第一识别装置、第二识别装置、考勤装置、扬声器、监控装置及电动智能充气单元连接；所述第一识别装置包括校内人员识别装置和校外人员识别装置，所述存储柜内设有采集单元，所述采集单元包括触控开关传感器、第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器和玻璃破碎传感器；所述后台系统包括身份验证模块、选择拿取/归还模块、数据采集模块、数据暂存模块、数据存储模块、第一比较模块、第二比较模块、复位模块和监测模块；

所述身份验证模块通过控制器与所述第一识别装置连接，用于接收所述第一识别装置的识别的身份信息；所述身份验证模块包括黑名单模块、交押金模块和考勤模块，当身份验证模块接收到所述第一识别装置的身份信息后，与黑名单模块内的身份信息进行对比，若身份验证模块接收的身份信息与所述黑名单模块内的身份信息匹配，则数据不输入到选择拿取/归还模块；若身份验证模块接收的身份信息与所述黑名单模块内的身份信息不匹配，若为所述校外人员识别装置接收的信息，则进入交押金模块，用户交完押金，进入选择拿取/归还模块；若为所述校内人员识别装置接收的信息，则直接进入选择拿取/归还模块；当身份验证模块接收到所述第二识别装置的身份信息后，直接开启所述电动智能充气单元；当身份验证模块接收到所述考勤装置的身份信息后，将用户信息及考勤时间通过考勤模块传输至考勤系统中；

所述选择拿取/归还模块通过控制器与所述触控开关传感器、电控锁连接，用于控制被选中的存储柜的触控开关传感器和电控锁，打开相应的柜门；

所述数据采集模块通过控制器与所述多个存储柜连接，用于采集第一传感器的数量信息、第二传感器的数量信息、第三传感器的检测信息、第四传感器的检测信息、第五传感器的数量信息；

所述数据暂存模块用于接收所述数据采集模块的第一传感器、第二传感器、第五传感器的数量信息，在所述数据暂存模块内设有执行减计算的第一计数器；当所述数据暂存模块的初始数据为0时，所述第一计数器不动作且第一传感器、第二传感器、第五传感器所在存储柜的柜名及相应的数量信息存入所述数据暂存模块内；当所述数据暂存模块的初始数据不为0时，执行计算并将计算结果传输至数据存储模块中；

所述数据存储模块用于接收所述第一计数器的差值，在所述数据存储模块中设有执行加计算的第二计数器，通过所述第二计数器得到的值存储所述数据存储模块中；

所述第一比较模块比较所述数据存储模块与所述第一计数器的相反数的值，若所述数据存储模块的数值为0或所述第一计数器的值不大于0时，所述第一比较模块不触发，第一比较模块不进行对比；当所述数据存储模块的数值不为0且所述第一计数器的值为正数时，若所述数据存储模块的数值与所述第一计数器的值的相反数一致，则第一比较模块的对比结果为真；若所述数据存储模块的数值与所述第一计数器的值的相反数不一致，则第一比较模块的对比结果为假；

所述复位模块用于清空所述数据暂存模块、数据存储模块、第一计数器、第二计数器的值以及将交押金模块的值返回至用户端，在清空所述数据存储模块的值之前，数据存储模块的值输入至所述第二比较模块；

所述第二比较模块用于比较数据存储模块的值是否为0，若数据存储模块的值为0，则第二比较模块自动复位；若数据存储模块的值不为0，则第二比较模块将数据及数据对应的存储柜名称传输至学校评分系统；

所述监测模块所述数据采集模块、玻璃破碎传感器、监控装置、柜体电源以及网口连接，用于监测柜体电源、数据流、信号的情况，并将监测情况传输给监控系统。

作为优化，所述触摸显示屏通过控制器与所述选择拿取/归还模块、第一比较模块、复位模块、数据采集模块连接，所述扬声器通过控制器与所述第一比较模块连接。

作为优化，所述存储柜包括球类存储柜、球拍存储柜以及其他存储柜，所述球类存储柜分为易损耗球柜和不易损耗球柜，在所述易损耗球柜和不易损耗球柜内部均设置有球类放置板，在所述不易损耗球柜的球类放置板表面设有一个或多个第一凹槽，所述第一凹槽设有编号，所述第一凹槽体积小于对应球类的体积，在每一第一凹槽中心正上方或正下方设有竖直方向的第一传感器；在每一不易损坏球柜的顶部设有一支杆，所述支杆远离所述不易损坏球柜的顶部的一端设有与所述第一凹槽数量一致的第三传感器，每一第三传感器离对应的第一凹槽的距离相等；每一第三传感器的检测方向与对应的第一凹槽的轴线垂直且相交，所述第三传感器用于检测不易损耗球柜的球是否有漏气损坏；在所述易损耗球柜的球类放置板表面设有多个第二凹槽，所述第二凹槽设有编号，所述第二凹槽体积小于对应球类的体积，在每一第二凹槽中心正上方或正下方设有竖直方向的第五传感器。

作为优化，所述球拍存储柜、其他存储柜内均设有多个放置单元，在所述多个放置单元上均设置有第二传感器；每一球类存储柜、球拍存储柜以及其他存储柜均设有自动门，在所述自动门的门框处设有触控开关传感器；所述自动门为金属框内嵌钢化玻璃的门，在存储柜上设有玻璃破碎传感器；在所述存储柜旁边的下方设有废球回收桶；在所述废球回收桶下方设有电动智能充气单元，所述监控装置设在所述存储柜上方；所述触摸显示屏和识别装置设置在所述废球回收桶的上方，所述第一传感器、第二传感器、第三传感器、第五传感器、触控开关传感器、玻璃破碎传感器、电动智能充气单元与所述控制器连接。

作为优化，所述第三传感器与所述第一传感器配合检测。

作为优化，所述球拍存储柜和其他放置柜的放置单元包括与体育器材匹配的放置杆或放置板，在所述放置杆或放置板上设有第二传感器。

作为优化，所述球拍存储柜包括长球拍存储柜和短球拍存储柜，所述长球拍存储柜和短球拍存储柜的放置单元均包括设置在所述存储柜里壁的u型夹具以及与u型夹具的水平中心线在同一水平面的放置板，所述u型夹具的开口朝外且u型夹具的通孔方向与球拍的球杆平行，所述第二传感器设置在u型夹具的凹部，在所述长球拍存储柜的u型夹具通孔方向靠近存储柜壁一端面还设有限位档条，在所述长球拍存储柜壁与所述放置板水平方向同一水平面且在放置板水平方向二分之一的位置设有水平朝向自动门方向的第四传感器；所述其他存储柜的放置单元包括与器材匹配的放置杆或放置板，所述放置杆或放置板上设有与器材匹配的第三凹槽，在所述第三凹槽内设有第二传感器，所述第四传感器与所述控制器连接。

作为优化，所述交押金模块包括费用计算模块，所述费用计算模块与数据采集模块、复位模块连接，所述费用计算模块用于计算押金的退还金额，押金退还公式为q＝x-a*y-b*z，其中，q为退还给校外人员的押金金额，x为校外人员缴纳的押金金额，a为易损耗球柜中球的数量，y为易损耗球柜中球的单价，b为球拍存储柜中球拍的数量，z为球拍存储柜中球拍拿取数量与归还数量之差；当q＜0，则退还押金金额为0。

作为优化，在所述金属框上设有电控锁，所述电控锁与所述控制器连接。

作为优化，每隔预设时间对运动器材借还数据、漏气损坏的球进行统计，便于统计身份信息与运动器材使用情况，显示出在漏气损坏的球超过一定值所对应的身份信息，便于统计。

本发明的有益效果是：

1.本发明给师生及校外人员提供一种自助的使用体育器材的服务，通过采集学生使用体育器材的过程，为学生的综合素质评估提供依据。

2.通过与学校评分系统连接，能够降低体育器材丢失率和损坏率。

3.通过与考勤系统连接，实现上体育课学生自动打考勤，老师不用再进行人工考勤，方便有效。

附图说明

图1为本发明一种体育器材储物柜综合系统的后台系统与柜体具体连接示意图。

图2为本发明一种体育器材储物柜综合系统的总连接示意图。

图3为储物柜柜体的结构示意图。

图4为有两个凹槽的不易损坏球柜的内部结构示意图。

图5为有三个凹槽的不易损坏球柜的内部结构示意图。

图6为有四个凹槽的不易损坏球柜的内部结构示意图。

图7为支架和第三传感器的放大示意图。

图8为长球拍存储柜的内部的立体图。

图9为长球拍存储柜的正视图。

图10为u型夹具与第二传感器的放大示意图。

附图中，1为后台系统，11为身份验证模块，111为黑名单模块，112为交押金模块，1121为费用计算模块，113为考勤模块，12为选择拿取/归还模块，13为数据采集模块，14为数据暂存模块，141为第一计数器，15为数据存储模块，151为第二计数器，16为复位模块，17为第一比较模块，171为第二比较模块，18为监测模块，2为存储柜，21为第一传感器，22为第二传感器，23为第三传感器，231为第四传感器，232为第五传感器，233为玻璃破碎传感器，24为自动门，241为触控开关传感器，242为电控锁，25为球类放置板，26为第一凹槽，27为支杆，28为u型夹具，281为限位档条，29为放置板，3为控制器，4为触摸显示屏，5为第一识别装置，51为校内识别装置，52为校外识别装置，53为第二识别装置，6为扬声器，61为监控装置，7为电动智能充气单元，8为废球回收桶，9为考勤装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1-10所示，一种体育器材储物柜综合系统，包括后台系统1和若干柜体，每一柜体包括存储柜2、控制器3、触摸显示屏4、第一识别装置5、第二识别装置53、考勤装置9、扬声器6、监控装置61、电控锁242和电动智能充气单元7。本实施例中，控制器3采用单片机。后台系统1包括身份验证模块11、选择拿取/归还模块12、数据采集模块13、数据暂存模块14、数据存储模块15、第一比较模块17、第二比较模块171、复位模块16和监测模块18。后台系统1通过控制器3与存储柜2、触摸显示屏4、第一识别装置5、第二识别装置53、考勤装置9、扬声器6、监控装置61、电控锁242及电动智能充气单元7连接。触摸显示屏4与选择拿取/归还模块12、第一比较模块17、复位模块16、数据采集模块13连接，扬声器6通过控制器3与第一比较模块17连接。

存储柜2包括球类存储柜、球拍存储柜以及其他存储柜(图中未标示)，球类存储柜分为易损耗球柜和不易损耗球柜。本实施例中，易损耗球柜包括乒乓球柜、羽毛球柜、网球柜，不同类型的球放置在不同的易损耗球柜中；不易损耗球柜包括足球柜、篮球柜、排球柜、实心球柜、铅球柜，不同类型的球放置在不同的不易损耗球柜中。在易损耗球柜和不易损耗球柜内部均设置有球类放置板25，在不易损耗球柜的球类放置板表面设有一个或多个第一凹槽26，第一凹槽26设有编号，第一凹槽26体积小于对应球类的体积。比如，在足球存储柜内，第一凹槽的体积小于足球的体积；在排球存储柜内，第一凹槽的体积小于排球的体积。在每一第一凹槽26中心正上方或正下方设有竖直方向的第一传感器21，每一第一传感器21和每一第一凹槽26的编号一一对应。本实施例中，不易损坏球柜的球类放置板的第一凹槽数量不大于4。

在每一不易损坏球柜的顶部设有一支杆27，支杆27远离不易损坏球柜的不易损坏球柜的顶部的一端设有与第一凹槽26数量一致的第三传感器23，每一第三传感器23离对应的第一凹槽26的距离相等；每一第三传感器23的检测方向与对应的第一凹槽26的轴线垂直且相交，第三传感器23用于检测不易损耗球柜的球是否有漏气损坏。本实施例中，第三传感器23检测方法为第三传感器23到不易损坏球柜的顶部的距离与放置在对应第一凹槽的球类的不易损坏球柜的顶部到球柜顶部的距离之差不大于1cm，也就是说，第三传感器23到顶部的距离减去放置在对应第一凹槽的球类的顶部到球柜顶部的距离之差不大于1cm。第三传感器23与第一传感器21配合检测。当第一传感器检测到第一凹槽内有球的时候，第三传感器检测球的高度；当第一传感器检测到第一凹槽内没有球的时候，第三传感器不检测球的高度。在易损耗球柜的球类放置板表面设有多个第二凹槽(图中未标示)，第二凹槽设有编号，第二凹槽体积小于对应球类的体积，在每一第二凹槽中心正上方或正下方设有竖直方向的第五传感器232。

本实施例中，第一传感器21、第三传感器23、第五传感器232采用红外传感器。

本实施例中，球拍存储柜和其他放置柜内均设有多个放置单元。球拍存储柜包括长球拍存储柜和短球拍存储柜，长球拍存储柜和短球拍存储柜的放置单元均包括设置在球拍存储柜里壁的u型夹具28以及与u型夹具28的水平中心线在同一水平面的放置板29，u型夹具28的开口朝外且u型夹具的通孔方向与球拍的球杆平行，第二传感器22设置在u型夹具的凹部；在长球拍存储柜的u型夹具通孔方向靠近存储柜壁一端面还设有限位档条281，在长球拍存储柜壁与放置板水平方向同一水平面且在放置板水平方向二分之一的位置设有水平朝向自动门方向的第四传感器231；其他存储柜的放置单元包括与器材匹配的放置杆或放置板(图中未标示)，放置杆或放置板上设有与器材匹配的第三凹槽(图中未标示)，在第三凹槽内设有第二传感器。本实施例中，第二传感器为红外传感器或光电传感器，第四传感器为红外传感器或维动传感器。

每一球类存储柜、球拍存储柜以及其他存储柜均设有自动门24，在自动门的门框处设有触控开关传感器241和电控锁242。选择拿取/归还模块12通过控制器3与触控开关传感器241、电控锁242连接，用于控制被选中类型的存储柜的触控开关传感器和电控锁，打开相应的柜门。自动门为金属框内嵌钢化玻璃的门。在存储柜上设有玻璃破碎传感器233，本实施例中的玻璃破碎传感器为声音传感器，当声音传感器捕捉到自动门的钢化玻璃发出破碎的声音，扬声器报警。

在存储柜旁边的下方设有废球回收桶8，用于回收乒乓球、羽毛球等易损耗球类，防止废弃球类被随意丢弃，保护环境。

触摸显示屏4和第一识别装置5设置在废球回收桶8的上方。第一识别装置5分为校内人员识别装置51和校外人员识别装置52。校内人员识别装置包括指纹识别装置、人脸识别装置以及rfid识别装置，本实施例中的rfid识别装置为校卡。

身份验证模块11通过控制器3与第一识别装置5连接，用于接收第一识别装置的识别的身份信息。身份验证模块11包括黑名单模块111、交押金模块112和考勤模块113，当身份验证模块11接收到第一识别装置5的身份信息后，与黑名单模块111内的身份信息进行对比，若身份验证模块接收的身份信息与所述黑名单模块内的身份信息匹配，则数据不输入到选择拿取/归还模块。若身份验证模块接收的身份信息与所述黑名单模块内的身份信息匹配时，说明该用户已被纳入黑名单，则该用户不能领取体育器材。黑名单的更新是根据学校评分系统进行变更的，当有用户因为损坏或遗失的体育器材过多，则把该用户的身份信息录入黑名单模块中。若身份验证模块接收的身份信息与所述黑名单模块内的身份信息不匹配，若为所述校外人员识别装置接收的信息，则进入交押金模块，用户交完押金，进入选择拿取/归还模块；若为所述校内人员识别装置接收的信息，则直接进入选择拿取/归还模块。交押金模块112包括费用计算模块1121，费用计算模块1121与数据采集模块13、复位模块16连接，费用计算模块1121用于计算押金的退还金额，押金退还公式为q＝x-a*y-b*z，其中，q为退还给校外人员的押金金额，x为校外人员缴纳的押金金额，a为易损耗球柜中球的数量，y为易损耗球柜中球的单价，b为球拍存储柜中球拍的数量，z为球拍存储柜中球拍拿取数量与归还数量之差；当q＜0，则退还押金金额为0。可以在设置手机app，将交押金模块设置在手机app中。

当身份验证模块11接收到第二识别装置53的身份信息后，直接开启电动智能充气单元7。电动智能充气单元7设置在废球回收桶8的下方，第二识别装置53设置在电动智能充气单元旁边。本实施例中，第二识别装置53包括指纹识别器、rfid识别器、二维码识别器。当身份验证模块11接收到考勤装置9的身份信息后，将用户信息及考勤时间通过考勤模块9传输至考勤系统中。考勤装置9设在存储柜上，本实施例中，考勤装置采用指纹识别器。

选择拿取/归还模块12通过控制器3与触控开关传感器241、电控锁242连接，用于控制被选中的存储柜的触控开关传感器和电控锁，打开相应的柜门。

数据采集模块13通过控制器3与第一传感器21、第二传感器22、第三传感器23、第四传感器231、第五传感器232连接，用于采集第一传感器的数量信息、第二传感器的数量信息、第三传感器的检测信息、第四传感器的检测信息、第五传感器的数量信息。

数据暂存模块14用于接收数据采集模块13的第一传感器21、第二传感器22、第五传感器232的数量信息，在数据暂存模块14内设有执行减计算的第一计数器141；当数据暂存模块14的初始数据为0时，第一计数器141不动作且第一传感器21、第二传感器22、第五传感器232的数量信息存入数据暂存模块内；当数据暂存模块14的初始数据不为0时，第一计数器141将执行计算a-b＝c，同时，将计算值c传入数据存储模块中；其中，a为原有数据暂存模块中的数据，b为新接收数据采集模块的数据，c为两数据之差。

数据存储模块15用于接收第一计数器141的差值，在数据存储模块15中设有执行加计算的第二计数器151，第二计数器151执行计算c+d＝e，其中，c为第一计数器的差值，d为原数据存储模块中的值，e为两值之和，新得到的和值e存入数据存储模块中

第一比较模块17比较数据存储模块15与第一计数器141的值，若数据存储模块15的数值为0或者第一计数器的值141不大于0时，第一比较模块17不触发，不会对数据存储模块15与第一计数器141的值进行对比；当数据存储模块15的数值不为0且第一计数器141的值为正数时，若数据存储模块15的数值与第一计数器141的值的相反数一致，则第一比较模块的对比结果为真；若数据存储模块15的数值与第一计数器141的值的相反数不一致，则第一比较模块的对比结果为假。

扬声器6通过控制器3与第一比较模块17连接。

例如，当用户第一次使用时，数据暂存模块中存储的数据为存储柜中体育器材的原始数据，数据存储模块存储的数据为0，假设原始数据为4，数据暂存模块中存储的数据为4，当用户拿取体育器材后，数量变为3，那么，在数据暂存模块中，第一计数器执行3-4＝-1的操作；第二计数器执行-1+0＝-1的操作并将-1存储至数据存储模块，第一比较模块此时不触发，扬声器不报警。数据暂存模块的数据变为3。

当用户再次拿取该存储柜中的体育器材后，数量变为2，在数据暂存模块中，第一计数器执行2-3＝-1的操作；第二计数器执行(-1)+(-1)＝-2的操作并将-2存储至数据存储模块，第一比较模块此时不触发，扬声器不报警；当用户将拿取的2个体育器材放回至存储柜中，第一传感器检测到数量变为4，在数据暂存模块中，第一计数器执行4-2＝2的操作，并将2传输至比较模块，此时第一计数器的值的相反数-2与数据存储模块的数据-2进行对比，两值相等，扬声器不报警，然后第二计数器执行2-2＝0的操作并将0存储至数据存储模块；当用户归还1个体育器材，第一传感器检测到数量变为3，在数据暂存模块中，第一计数器执行3-2＝1的操作，并将1传输至比较模块，此时第一计数器的值的相反数-1与数据存储模块的数据-2进行比较，两值不相等，则扬声器报警。

复位模块16用于清空数据暂存模块14、数据存储模块15、第一计数器141、第二计数器151的值以及将交押金模块112的值返回至用户端，在清空数据存储模块15的值之前，数据存储模块的值输入至第二比较模块171。当用户归还完体育用品后，退出系统，触发复位模块16清空数据暂存模块、数据存储模块、第一计数器、第二计数器的值，触发复位模块前先触发数据存储模块的值传输至第二比较模块同时将交押金模块中用户交的押金退还给用户。押金退还的金额由费用计算模块计算得到。

第二比较模块171用于比较数据存储模块的值是否为0，若数据存储模块的值为0，则第二比较模块自动复位；若数据存储模块的值不为0，则第二比较模块将数据及数据对应的存储柜名称传输至学校评分系统；

监测模块18通过控制器3与监控装置61连接，用于接收监控装置61的数据，监控装置设在存储柜上方，用于监控用户拿取体育器材的动作。本实施例中，监控装置为监控摄像头。监测模块18通过控制器3与破碎玻璃传感器233连接，用于接收破碎玻璃传感器的数据。监测模块18还与数据采集模块13、柜体电源以及网口连接，用于监测柜体电源、数据流、信号的情况，并将监测情况传输给监控系统，用于监控柜体的使用状态。例如，监控柜体是离线、在线或是故障，若监测模块监测到无数据流，说明柜体处于离线状态，需检查网口；若监测模块监测到柜体电源异常，说明柜体故障，需维修电源。

每隔预设时间对运动器材借还数据、漏气损坏的球进行统计，便于统计身份信息与运动器材使用情况，显示出在漏气损坏的球超过一定值所对应的身份信息，便于统计。本实施例中，预设时间为3天。

本发明的工作原理是：

从后台系统可以看出每个人借用和归还体育器材的明细以及考勤明细，若归还数量与领取数量不一致，扬声器和触摸显示屏会进行提示，这样及时地提醒了归还人员注意体育器材的归还数量。同时，在不易损耗球柜中设置有检测球高度的传感器，当球损坏时，球的高度达不到传感器的检测高度，后台系统判断放置的球已损坏，可以提醒管理员对损坏的球进行更换。

最后应说明的是：本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等统计数的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。