一种基于无人售货柜的人体环境光检测系统的制作方法

本实用新型涉及无人售货柜领域技术领域，特指一种基于无人售货柜的人体环境光检测系统。

背景技术：

在互联网时代下手机移动支付的快速发展，以支付宝和微信为代表的移动支付平台的发展壮大。电子商务的发展放缓，亟需通过场景化应用，实现网络向实体的转型。近两年新零售概念的提出，而无人零售领域方面的无人售货柜是新零售领域典型的一个产品。目前市场上的无人售货机一般都是按照预先设置好的应用环境，比如在灯光照明，广告机播放，声音播放上都是固定设置，不能达到合理要求节能减排要求。而有些产品考虑到节能减排，客户友好交互上增加传感器装置，传统的检测装置一般是由PIR热释电传感器和光敏传感器两部分组成。而传统的PIR热释电传感器检测容易受各种热源、光源干扰，PIR热释电传感器对人体的敏感程度还和人的运动方向关系很大。

PIR热释电传感器对于径向移动反应最不敏感，而对于横切方向(即与半径垂直的方向)移动则最为敏感。检测角度和安装角度的影响等造成不必要的误动作等。而光敏传感器一般都是由光敏电阻组成，其光照特性是非线性的，不适宜做成线性的敏感器件，无法做到线性光感检测，只做开关量的光电传感器，调节亮度只能有几个等级状态。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种基于无人售货柜的人体环境光检测系统，具有能根据在不同的产品场景进行变换，以达到智能、节能、便利的目的。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于无人售货柜的人体环境光检测系统，包括货柜本体以及控制系统，还包括，

耗能装置，设置于货柜本体上，并耦接于市电；

VCNL4200接近和环境光传感器，用于检测环境光数据以及人体接近状态，并输出检测信号；

主控单元MCU，其输入端耦接于VCNL4200接近和环境光传感器的输出端，其输出端耦接于耗能装置，所述主控单元MCU接收检测信号，将检测信号进行处理后向控制系统输出控制信号，控制系统响应控制信号对耗能装置进行调节。

优选地，所述主控单元MCU设置为8位单片机。

VCNL4200接近和环境光传感器2脚的输出端耦接有PMOS管，PMOS管的G级与驱动芯片耦接，PMOS管的S级耦接于电源。PMOS管的与电源的连接点耦接有电阻R1，电阻R1的另一端耦接于PMOS管与VCNL4200接近和环境光传感器2脚的连接点；PMOS管与电源的连接点还耦接有电容C1，电容C1的另一端接地；PMOS管的D级耦接于VCNL4200接近和环境光传感器6脚，VCNL4200接近和环境光传感器5脚耦接有电阻R2，电阻R2的另一端接地；主控单元MCU的SCK端口耦接于VCNL4200接近和环境光传感器10脚，主控单元MCU的SDA端口耦接于VCNL4200接近和环境光传感器9脚，主控单元MCU的INT端口耦接于VCNL4200接近和环境光传感器8脚；主控单元MCU的INT端口与VCNL4200接近和环境光传感器8脚的连接点耦接有电阻R3，电阻R3的另一端耦接于电源；SCLK端口与VCNL4200接近和环境光传感器10脚的连接点耦接有电阻R4，电阻R4的另一端与电源串接；SDA端口与VCNL4200接近和环境光传感器9脚的连接点耦接有电阻R5，电阻R5的另一端耦接于电源。

优选地，所述VCNL4200接近和环境光传感器包括距离接近接收单元PS、环境光检测单元ALS、数字信号处理单元，数字信号处理单元的输入端分别与距离接近接收单元PS、环境光检测单元ALS耦接，数字信号处理单元与控制单元MCU耦接，数字信号处理单元向控制单元MCU输出检测信号。

优选地，所述耗能装置包括广告机、LED灯。

优选地，所述VCNL4200接近和环境光传感器设置于货柜本体的上方。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、在原有的无人柜系统上增加相应的人体环境光检测装置。该人体环境光检测装置主要由VCNL4200接近和环境光传感器和主控mcu组成。VCNL4200接近和环境光传感器是一种数字型智能传感器，集成了环境光检测和接近检测。VCNL4200接近和环境光传感器通过接近检测单元检测人体是否靠近，以唤醒无人售货机的低功耗状态，让耗能装置开始工作，让用户处于一个舒服的灯光音效体验环境下进行购物选择，加强客户的环境体验度；

VCNL4200接近和环境光传感器集成度更高，在传感器的尺寸上明显缩小，达到8.0mmx3.0mmx1.8mm，在无人售货柜的安装中可以做到隐形式安装，不影响无人售货柜的整体外观。检测方式更加合理，出现误动作的几率几乎没有，数字化的传感器在处理上更加方便，比起传统的PIR热释电方式，其电路设计更加复杂，需要将细小的电压变换进行放大，模拟电路到数字电路的转换。VCNL4200接近和环境光传感器的接近检测单元更加合理，它把这些应用所需的电路都集成在一起，不需要使用附加的光栅，也不要求红外发射器IRED和发光二极管保持对准，最大检测距离达到1.5米，而大多数其他接近传感器则在大约8英寸处检测接近，距离太短。不存在有干扰源的影响。其环境光检测和接近检测采用并行工作方式，同时数据处理。

2、VCNL4200接近和环境光传感器中的环境光检测单元ALS可探测0.003Lx～1.57kLx的环境光，能在深色或者高透明度透镜或者钢化玻璃下进行检测。VCNL4200环境光部分的16位ADC使传感器不会受荧光灯频闪的影响，在-40℃～+85℃温度范围内实现良好的温度补偿。可适用于极端环境地区。VCNL4200的12位接近传感器使用智能抵消技术，可消除串扰，同时智能的连续性设计确保了准确的探测和更快的响应时间。发射器的波长峰值为940nm，没有可见的“红光”。

附图说明

图1是实施例的结构示意图；

图2是实施例中VCNL4200接近和环境光传感器与主控单元MCU的电路连接示意图；

图3是实施例VCNL4200接近和环境光传感器的内部元器件连接示意图。

图中，1、货柜本体；2、广告机；3、LED灯；4、VCNL4200接近和环境光传感器。

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明做进一步描述。

如图1所示，一种基于无人售货柜的人体环境光检测系统，包括货柜本体1以及控制系统，货柜本体1上设置有耗能装置，耗能装置与市电串接，耗能装置包括设置在货柜本体1上的广告机2、设置于货柜本体1以及设置于广告机2内的LED灯3、设置于货柜本体1上的喇叭等。

如图1和图2所示，货柜本体1上端设置有VCNL4200接近和环境光传感器4、与VCNL4200接近和环境光传感器4耦接的主控单元MCU，VCNL4200接近和环境光传感器4设置于广告机2的屏玻璃基底下方，VCNL4200接近和环境光传感器4用于检测环境光数据以及人体接近状态，并输出检测信号，主控单元MCU接收检测信号，将检测信号与预设的阈值Lula进行比较后，向控制系统输出控制信号，控制系统响应控制信号以控制耗能装置进行调节。

VCNL4200接近和环境光传感器4包括距离接近接收单元PS、环境光检测单元ALS、数字信号处理单元，数字信号处理单元包括与主控单元MCU耦接的控制卡、与控制卡耦接的振荡器，振荡器耦接有DSP芯片,DSP芯片上耦接有PS定时控制器。

距离接近单元自带红外发射器IRED。

值得一提的是，距离接近接收单元PS、环境光检测单元ALS、红外发射器IRED、数字信号处理单元通过CMOS流程组装。

环境光检测单元ALS的正极接地，环境光检测单元ALS的负极耦接有低通滤波器，低通滤波器耦接有ALS16位数据缓冲器，ALS16位数据缓冲器与控制卡耦接，控制卡还耦接有PS缓冲区。

距离接近接收单元PS的正极接地，距离接近接收单元PS的负极与DSP芯片耦接。DSP芯片的输出端耦接有驱动芯片。

驱动芯片的输出端设置为VCNL4200接近和环境光传感器4的2脚，红外发射器IRED的负极设置为VCNL4200接近和环境光传感器4的5脚，红外发射器IRED的正极设置为VCNL4200接近和环境光传感器4的6脚，控制卡的INT端设置为VCNL4200接近和环境光传感器4的8脚，控制卡的SADT端设置为VCNL4200接近和环境光传感器4的9脚，控制卡的SCLK端设置为VCNL4200接近和环境光传感器4的10脚。

VCNL4200接近和环境光传感器42脚的输出端耦接有PMOS管，PMOS管的G级与驱动芯片耦接，PMOS管的S级耦接于电源。PMOS管的与电源的连接点耦接有电阻R1，电阻R1的另一端耦接于PMOS管与VCNL4200接近和环境光传感器42脚的连接点，电阻R1的阻值设置为5KΩ。PMOS管与电源的连接点还耦接有电容C1，电容C1的另一端接地，电容C1的电容量设置为2.2*10＾(-6)F。PMOS管的D级耦接于VCNL4200接近和环境光传感器46脚，VCNL4200接近和环境光传感器45脚耦接有电阻R2，电阻R2的另一端接地，电阻R2的阻值设置为2.7Ω。

主控单元MCU的SCK端口耦接于VCNL4200接近和环境光传感器410脚，主控单元MCU的SDA端口耦接于VCNL4200接近和环境光传感器49脚，主控单元MCU的INT端口耦接于VCNL4200接近和环境光传感器48脚；主控单元MCU的INT端口与VCNL4200接近和环境光传感器48脚的连接点耦接有电阻R3，电阻R3的另一端耦接于电源，电阻R3的阻值设置为8.2KΩ；SCLK端口与VCNL4200接近和环境光传感器410脚的连接点耦接有电阻R4，电阻R4的另一端与电源串接，电阻R4的阻值设置为2.2KΩ；SDA端口与VCNL4200接近和环境光传感器49脚的连接点耦接有电阻R5，电阻R5的另一端耦接于电源，电阻R5的阻值设置为2.2KΩ。

VCNL4200接近和环境光传感器41脚接地，VCNL4200接近和环境光传感器43脚耦接于有电源，VCNL4200接近和环境光传感器43脚于电源的连接点耦接有电容C2，电容C2的另一端接地，电容C2的电容量设置为0.1*10＾-6F。

值得一提的是，主控单元MCU设置为8位单片机。

使用过程：

距离接近接收单元PS通过内部自带的红外发射器IRED照射940nm波长的红外光线，当红外光线在照射到检测物对象上，根据在距离接近接收单元PS上的光量来判断距离测量的远近或者有人检测物。同时I2C总线命令发送数据控制数据。

无人售货机的广告屏玻璃基底下面会装有环境光检测单元ALS，主控单元MCU通过VCNL4200的7脚检测到有数据待处理，通过I2C总线将VCNL4200的环境光数据以及人体接近状态读取。主控单元MCU将处理好的环境光数据和人体接近状态反馈给无人售货机系统，无人售货机根据环境光数据和人体接近状态进行相应的调节，读取接近传感器有数据后处理，来判断移动对象是否往售货机的方向靠近。读取到环境光数据后进行处理，当环境光数据小于某个设置的下限阈值LDla，进行柜内LED灯3照明亮度调节，以及激活广告机2的显示屏及或者调节宣传窗LED灯3照明亮度等。当环境光数据大于某个设置的上限阈值LUla，无人售货机系统调低柜内LED灯3亮度，广告机2屏幕内LED灯3亮度。当无检测到相应的对象的时候，无人售货机进入相应的低功耗状态，例如降低LED灯3光，关闭广告机2，调低音量。采用该人体环境光来实现自动状态改变，来达到友好的人机交互，在节能减排上起很大的作用效果。

上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。