一种称重装置及无人售货系统的制作方法

1.本发明涉及售货柜称重技术领域，具体涉及一种称重装置及无人售货系统。


背景技术：

2.售货柜在售货时通常采用图像识别系统或称重装置来得出售出物品的多少。图像识别系统一般通过图像来识别售货柜货盘上物品的数量，因此采用图像识别系统的售货柜只适用于出售标准规格的物品，例如整瓶的饮料、成袋的食品等，而不适用于出售没有标准规格的物品，例如水果等。而称重装置计算的是货盘上物品的质量，因此采用称重装置的售货柜既适合出售标准规格的物品，又适合出售没有标准规格的物品。
3.现有技术下的采用称重装置的售货柜计算物品取放前后造成的重量变化量的方法为：计算开门前货盘以及货盘上的商品的重量值与关门后货盘以及货盘上的商品的重量值之间的差值。
4.但是，例如售货柜内的空气流动、气温变化、冰块融化等变化，会对开门前货盘以及货盘上的商品的重量值与关门后货盘以及货盘上的商品的重量值的称量产生明显的干扰。同时，顾客开门之后多次取放商品而造成的误差累积也会严重影响关门后货盘以及货盘上的商品的重量值的准确称量。现有技术下的采用称重装置的售货柜对物品取放前后造成的重量变化量的计算仍然存在明显的误差。


技术实现要素：

5.本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种称重装置及无人售货系统。
6.本发明提供了一种称重装置，与含有多个货盘的无人售货柜配合使用，货盘上盛放有待售卖的商品，具有这样的特征，包括：多个称重单元，与多个货盘一一对应，用于对货盘以及该货盘盛放的商品进行称重从而实时称得对应的重量值；信息处理模块，分别与各个称重单元相通信连接，其中，信息处理模块包括稳定值获取部、记录部、取放判定部、稳定值确定部以及重量变化值计算部，稳定值获取部实时获取称重单元称得的重量值，并根据各个时刻获取的重量值以及预定的稳定判断用阈值，判断得出处于稳定状态时称重单元得出的稳定重量值，记录部依次记录处于稳定状态的稳定重量值，取放判定部判断各个连续的稳定重量值之间的差值是否大于预定的取放判断用阈值，当存在连续的重量稳定值被取放判定部判断为是时，稳定值确定部将更早的稳定值作为第一重量稳定值，将更晚的稳定重量值作为第二重量稳定值，重量变化值计算部计算第二重量稳定值与第一重量稳定值之间的差值作为商品被取放前后产生的重量变化值。
7.在本发明提供的称重装置中，还可以具有这样的特征：其中，稳定值获取部包括获取控制单元、重量值获取单元、重量集形成单元、稳定判断单元以及稳定重量值获取单元，重量值获取单元用于实时获取称重单元称得的重量值，重量集形成单元用于在重量值获取单元获取到预定数量个重量值时将该预定数量个重量值形成重量集，每当重量值获取单元
实时获取一个新的重量值时，获取控制单元控制重量集形成单元将新的重量值替代重量集中最旧的重量值从而形成当前重量集，获取控制单元控制稳定判断单元在每形成一次当前重量集时计算该当前重量集中最大值与最小值之间的差值并判断该差值是否小于预定的稳定判断用阈值，直到某个当前重量集被稳定判断单元判断为是，在稳定判断单元判断为是时，稳定重量值获取单元计算当前重量集的平均值作为稳定重量值。
8.在本发明提供的称重装置中，还可以具有这样的特征：其中，将当前重量集中各个重量值分别与第二重量稳定值之间的差值作为第一差值集，稳定值确定部具有第二稳定值确定单元、验证单元以及确定控制单元，在第二重量稳定值被赋值后，验证单元在预定的验证时间内持续计算预定的验证时间内的第一差值集中的各个差值是否大于稳定判断用阈值，若第一差值集中任意一个差值大于稳定判断用阈值，则第二稳定值确定单元清除对第二重量稳定值的赋值，确定控制单元控制第二稳定值确定单元将下一个重量稳定值作为新的第二重量稳定值，并控制验证单元对新的第二重量稳定值进行验证，直至第二重量稳定值在验证时间内第一差值集中所有差值均小于稳定判断用阈值。
9.在本发明提供的称重装置中，还可以具有这样的特征：其中，信息处理模块还包括设定部，当重量变化值被计算后，设定部将第二重量稳定值设定为候选第一重量稳定值，稳定值确定部具有第一稳定值确定单元以及第二稳定值确定单元，第一稳定值确定单元在稳定判断单元判断为是时，第一稳定值确定单元将最新的稳定重量值作为新的候选第一重量稳定值，直到取放判断单元判断为是时，第一稳定值确定单元将最新的候选第一重量稳定值设定为新的第一重量稳定值，第二稳定值确定单元将最新的稳定重量值设定为新的第二重量稳定值，重量变化值计算部计算新的第二重量稳定值与新的第一重量稳定值之间的差值作为新的重量变化值。
10.在本发明提供的称重装置中，还可以具有这样的特征：其中，稳定判断用阈值的范围为0.1
‑
3g，取放判断用阈值的范围为15
‑
25g，验证时间的范围为1
‑
3s，预定数目的范围为4
‑
6个。
11.本发明提供了一种售货设备，具有这样的特征，包括：售货柜，包含多个货盘以及放置在货盘上的商品；称重装置，设置在售货柜内，用于对多个货盘分别进行称重；以及控制装置，用于控制售货柜和称重装置的运行，其中，称重装置为权利要求1
‑
5中任意一项的称重装置，当货盘上的商品从售货柜被取出时，售货柜还用于根据称重装置对货盘上的商品获取的重量变化值，对被取出的商品进行计费。
12.本发明提供了一种无人售货系统，具有这样的特征，包括：至少一个用于盛放待售卖的商品的售货设备；至少一个用于消费者购买货盘上的商品的消费终端；服务器，分别与消费终端和售货设备相通信连接，其中，售货设备包括，售货柜，包含货盘以及放置在货盘上的商品；称重装置，设置在售货柜内，用于对多个货盘分别进行称重；以及控制装置，用于控制售货柜和称重装置的运行，称重装置为权利要求1
‑
5中任意一项的称重装置，当货盘上的商品从售货柜被取出时，售货柜将称重装置称重对货盘上的商品获取的重量变化值发送给服务器，使得服务器能够根据重量变化值对被取出的货盘上的商品进行计费并将计费结果发送给消费终端。
13.在本发明提供的无人售货系统中，还可以具有这样的特征：其中，服务器包括信息存储部以及结算部，信息存储部至少存储有货盘上的对应的商品的单品重量信息、价格信
息，结算部用于根据重量变化值、单品重量信息以及价格信息计算出被取放的货盘上的商品的种类、数量以及需要支付的总价格。
14.发明的作用与效果
15.根据本发明所涉及的一种称重装置及无人售货系统，由于称重装置的称重单元通过实时持续采集货盘上商品的重量值并通过形成重量集而进行稳定值判断，从而获取多个重量稳定值，并根据各个重量稳定值之间的差值判断是否取放商品以及计算取放商品造成的重量变化值，减少了空气扰动、冰块融化等干扰因素的负面影响，确保了称重装置对重量变化值的计算的准确性和稳定性。
附图说明
16.图1是本发明的实施例中无人售货系统的示意图；
17.图2是本发明的实施例中售货设备的示意图；
18.图3是本发明的实施例中售货设备的结构示意图；
19.图4是本发明的实施例中信息处理模块的示意图；
20.图5是本发明的实施例中信息存储部存储的内容；
21.图6是本发明的实施例中无人售货系统称重过程的运行流程图；以及
22.图7是本发明的实施例中无人售货系统进行自动售货的动作流程。
具体实施方式
23.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的一种称重装置及无人售货系统作具体阐述。
24.图1为本实施例中无人售货系统的示意图。
25.如图1所示，本实施例提供了一种无人售货系统100，包括复数个用于盛放待售卖的商品的售货设备10、多个用于消费者购买货盘112上的商品的消费终端20以及服务器30。
26.图2是本实施例中售货设备的示意图，图3是本实施例中售货设备的结构示意图。如图2和图3所示所示，售货设备10包括售货柜11、称重装置12、控制装置13以及通信装置14。
27.售货柜11包括柜体111、多个货盘112以及锁定部113。
28.柜体111上设置有识别码，消费者通过消费终端20扫描该识别码可以获取售货柜的货柜识别信息。
29.柜体111具有柜门。多个货盘112均位于柜体111内且固定在柜体111上。在本实施例中，柜体111内的空间分成3层，每层均设置4个货盘112。货盘112用于盛放待售卖的商品。单个货盘112仅盛放同一商品，所谓“同一商品”是指商品名称、商品规格、生产厂家均相同的商品。不同货盘112可盛放同一商品也可盛放不同商品。
30.锁定部113包括一个设置在柜门边缘的电子锁(图中未示出)以及一个设置在门框上的锁扣(图中未示出)。其中，电子锁能够在锁扣的配合下，根据控制装置13的控制信号对柜门进行锁定及解锁。
31.称重装置12设置在售货柜11内，用于对多个货盘112分别进行称重。
32.如图2所示，称重装置12包括多个称重单元121以及信息处理模块122。
33.多个称重单元121，与多个货盘112一一对应，用于对货盘112以及该货盘112盛放的商品进行称重从而实时称得对应的重量值。
34.图4是本实施例中信息处理模块的示意图。如图4所示，信息处理模块122分别与各个称重单元121相通信连接。信息处理模块122包括稳定值获取部201、记录部202、取放判定部203、稳定值确定部204、重量变化值计算部205、设定部206以及信息处理模块侧通信部207。
35.稳定值获取部201实时获取称重单元121称得的重量值，并根据各个时刻获取的重量值以及预定的稳定判断用阈值，判断得出处于稳定状态时称重单元121得出的稳定重量值。
36.如图4所示，稳定值获取部201包括获取控制单元301、重量值获取单元302、重量集形成单元303、稳定判断单元304以及稳定重量值获取单元305，具体地：
37.重量值获取单元302用于实时获取称重单元121称得的重量值。
38.重量集形成单元303用于在重量值获取单元302获取到预定数量个重量值时将该预定数量个重量值形成重量集。
39.预定数量的取值范围为4
‑
6个。本实施例中的预定数量为5个。
40.每当重量值获取单元302实时获取一个新的重量值时，获取控制单元301控制重量集形成单元302将新的重量值替代重量集中最旧的重量值从而形成当前重量集。
41.获取控制单元301控制稳定判断单元304在每形成一次当前重量集时计算该当前重量集中最大值与最小值之间的差值并判断该差值是否小于预定的稳定判断用阈值，直到某个当前重量集被稳定判断单元304判断为是。
42.在稳定判断单元304判断为是时，稳定重量值获取单元305计算当前重量集的平均值作为稳定重量值。
43.稳定判断用阈值的取值范围为0.1
‑
3g。本实施例中的稳定判断用阈值为0.1g。在本实施例中，假设当前重量集中最大值与最小值之间的差值小于0.1g时，则稳定重量值获取单元305计算当前重量集的平均值作为稳定重量值；当前重量集中最大值与最小值之间的差值大于0.1g时，则重量集形成单元303形成新的当前重量集，再次判断当前重量集中最大值与最小值之间的差值是否小于0.1g。
44.记录部202依次记录处于稳定状态的稳定重量值。
45.取放判定部203判断各个连续的稳定重量值之间的差值是否大于预定的取放判断用阈值。
46.当存在连续的重量稳定值被取放判定部203判断为是时，稳定值确定部204将更早的稳定值作为第一重量稳定值，将更晚的稳定重量值作为第二重量稳定值。
47.取放判断用阈值的取值范围为15
‑
25g。本实施例中的取放判断用阈值为20g。在本实施例中，假设最新的两个重量稳定值之间的差值大于20g，则定值确定部204将更早的稳定值作为第一重量稳定值，将更晚的稳定重量值作为第二重量稳定值；最新的两个重量稳定值之间的差值小于20g，则稳定重量值获取单元305获取新的稳定重量值后，再次判断最新的两个重量稳定值之间的差值是否大于20g。
48.将当前重量集中各个重量值分别与第二重量稳定值之间的差值作为第一差值集。
49.稳定值确定部204具有第一稳定值确定单元306、第二稳定值确定单元307、验证单
元308以及确定控制单元309。
50.在第二重量稳定值被赋值后，验证单元306在预定的验证时间内持续计算预定的验证时间内的第一差值集中的各个差值是否大于稳定判断用阈值。若第一差值集中任意一个差值大于稳定判断用阈值，则第二稳定值确定单元307清除对第二重量稳定值的赋值。确定控制单元309控制第二稳定值确定单元307将下一个重量稳定值作为新的第二重量稳定值，并控制验证单元308对新的第二重量稳定值进行验证，直至第二重量稳定值在验证时间内第一差值集中所有差值均小于稳定判断用阈值。
51.验证时间的取值范围为1
‑
3s。本实施例中的验证时间为2s。
52.重量变化值计算部205计算第二重量稳定值与第一重量稳定值之间的差值作为商品被取放前后产生的重量变化值。
53.本实施例中，一旦重量变化值计算部205计算出重量变化值之后，信息处理模块侧通信部207就会将该重量变化值发送给服务器30。
54.另外，每当重量变化值被计算后，设定部206将第二重量稳定值设定为候选第一重量稳定值，第一稳定值确定单元306在稳定判断单元304判断为是时，第一稳定值确定单元306将最新的稳定重量值作为新的候选第一重量稳定值。直到取放判断单元判断为是时，第一稳定值确定单元306将最新的候选第一重量稳定值设定为新的第一重量稳定值，第二稳定值确定单元307将最新的稳定重量值设定为新的第二重量稳定值。重量变化值计算部205计算新的第二重量稳定值与新的第一重量稳定值之间的差值作为新的重量变化值。
55.控制装置13，用于控制售货柜11和称重装置12的运行。
56.消费终端20为移动终端，例如智能手机，包括扫描识别部21、输入显示部22、消费侧通信部23以及用于控制上述各部的消费侧控制部24。
57.扫描识别部21用于供消费者对识别码进行扫描，并从识别码中获得对应售货柜11的货柜识别信息。本实施例中，货柜识别信息为售货柜的识别号，用于让服务器30识别出当前被消费者操作的售货柜11。一旦识别出货柜识别信息，消费侧通信部23就将其发送至服务器30。
58.输入显示部22用于显示消费者购买的商品的种类、数量以及需要支付的总价格。消费者可通过输入显示部22输入解锁售货柜11的指令。
59.服务器30分别与消费终端20和售货设备10相通信连接。服务器30包括信息存储部31、结算部32、服务侧通信部33以及用于控制上述各部的服务侧控制部34。
60.图5是本发明的实施例中信息存储部存储的内容。
61.如图5所示，信息存储部31存储有与多个货盘112一一对应的单元识别信息、商品识别信息以及与商品识别信息一一对应的商品单价信息。
62.具体地，商品识别信息既包含规格商品的识别信息，又包含非规格商品的识别信息，所谓“规格商品”是指市售的具有统一重量包装的商品，所谓“非规格商品”为市售的散称商品。具体地，对规格商品和非规格商品的进行分别编号，规格商品的编号为ggi(i＝1,2,...)，非规格商品的编号为fggi(i＝1,2,...)；商品单价信息为每克商品的价格，其单位为元/克。
63.具体地，单元识别信息为货盘112的编号hpi(i＝1,2,...,n)，n为称重单元121的个数，本实施例中，n＝12。不同的单元识别信息对应的商品识别信息可以相同也可以不同。
若不同的单元识别信息对应的商品识别信息相同，则表明不同的货盘112盛放同一商品；若不同的单元识别信息对应的商品识别信息不同，则表明不同的货盘112分别盛放不同商品。
64.结算部32根据单元识别信息以及对应的商品识别信息对被取放的商品种类及所在的货架进行识别，并根据重量变化值计算出被取放的商品数量，最后结合商品单价信息计算得出需要支付的总价格。
65.当货盘112上的商品从售货柜11被取出时，售货柜11将称重装置12称重对货盘112上的商品获取的重量变化值发送给服务器30，使得服务器30能够根据重量变化值对被取出的货盘112上的商品进行计费并通过服务器侧通信部33将计费结果发送给消费终端20。
66.图6为本实施例中称重过程的运行流程图。
67.如图6所示，在售货柜11开门之后，称重过程的运行流程包括以下步骤：
68.步骤s
‑
a
‑
1，重量值获取单元302实时获取称重单元121称得的重量值，随后进入步骤s
‑
a
‑
2；
69.步骤s
‑
a
‑
2，重量集形成单元303将新的重量值替代重量集中最旧的重量值从而形成当前重量集，随后进入步骤s
‑
a
‑
3；
70.步骤s
‑
a
‑
3，稳定判断单元304计算当前重量集中最大值与最小值之间的差值并判断该差值是否小于预定的稳定判断用阈值，若判断结果为是，则进入步骤s
‑
a
‑
4，若判断结果为不是，则进入步骤s
‑
a
‑
1；
71.步骤s
‑
a
‑
4，稳定重量值获取单元305计算当前重量集的平均值作为稳定重量值，随后进入步骤s
‑
a
‑
5；
72.步骤s
‑
a
‑
5，记录部202记录稳定重量值，随后进入步骤s
‑
a
‑
6；
73.步骤s
‑
a
‑
6，取放判定部203判断最新的两个稳定重量值之间的差值是否大于预定的取放判断用阈值，若判断结果为是，则进入步骤s
‑
a
‑
7，若判断结果为不是，则进入步骤s
‑
a
‑
1；
74.步骤s
‑
a
‑
7，稳定值确定部204将更早的稳定值作为第一重量稳定值，将更晚的稳定重量值作为第二重量稳定值，随后进入步骤s
‑
a
‑
8；
75.步骤s
‑
a
‑
8，重量值获取单元302在预定的验证时间内实时获取称重单元121称得的重量值，随后进入步骤s
‑
a
‑
9；
76.步骤s
‑
a
‑
9，验证单元308在预定的验证时间内持续计算预定的验证时间内的第一差值集中的各个差值是否小于稳定判断用阈值，若判断结果为是，则进入步骤s
‑
a
‑
10，若判断结果为不是，则进入步骤s
‑
a
‑
1；
77.步骤s
‑
a
‑
10，重量变化值计算部205计算第二重量稳定值与第一重量稳定值之间的差值作为商品被取放前后产生的重量变化值，随后进入步骤s
‑
a
‑
11；
78.步骤s
‑
a
‑
11，设定部206将第二重量稳定值设定为候选第一重量稳定值。
79.在执行步骤s
‑
a
‑
1之前，重量值获取单元302实时获取称重单元121称得的重量值，重量集形成单元303在重量值获取单元302获取到预定数量个重量值时将该预定数量个重量值形成重量集，然后开始步骤s
‑
a
‑
1。
80.在步骤s
‑
a
‑
11之后，第一稳定值确定单元306在稳定判断单元304判断为是时，第一稳定值确定单元306将最新的稳定重量值作为新的候选第一重量稳定值。直到取放判断单元判断为是时，第一稳定值确定单元306将最新的候选第一重量稳定值设定为新的第一
重量稳定值，第二稳定值确定单元307将最新的稳定重量值设定为新的第二重量稳定值。重量变化值计算部205计算新的第二重量稳定值与新的第一重量稳定值之间的差值作为新的重量变化值。随后设定部206再次将第二重量稳定值设定为候选第一重量稳定值，并重复上述称重过程，直至售货柜11被关门。
81.图7为本实施例中无人售货系统进行自动售货的动作流程。
82.如图7所示，当消费者需要从无人售货系统100购买些商品时，无人售货系统100进行自动售货的动作流程包括：
83.步骤s
‑
b
‑
1，消费者通过消费终端20扫描售货柜11上的识别码，并输入解锁售货柜11的指令，然后通过服务器30发送给售货柜11后进入步骤s
‑
b
‑
2；
84.步骤s
‑
b
‑
2，控制装置13控制锁定部113对柜体111的柜门进行解锁，让消费者将柜门打开并取放售货柜11内的商品，然后进入步骤s
‑
b
‑
3；
85.步骤s
‑
b
‑
3，称重装置12通过步骤s
‑
a
‑
1至步骤s
‑
a
‑
11在消费者取放商品时对取放商品造成的重量变化值进行实时计算，直至消费者将柜门关闭，然后进入步骤s
‑
b
‑
4；
86.步骤s
‑
b
‑
4，控制装置13控制结算部32根据重量变化值、单元识别信息、商品识别信息以及商品单价信息计算出被购买的商品的种类、数量以及需要支付的总价格，然后进入步骤s
‑
b
‑
5；
87.步骤s
‑
b
‑
5，控制装置13控制输入显示部22显示被购买的商品的种类、数量以及需要支付的总价格，让消费者根据该总价格付费。
88.实施例的作用与效果
89.根据本实施例所涉及的一种称重装置及无人售货系统，由于称重装置的称重单元通过实时持续采集货盘上商品的重量值并通过形成重量集而进行稳定值判断，从而获取多个重量稳定值，并根据各个重量稳定值之间的差值判断是否取放商品以及计算取放商品造成的重量变化值，减少了空气扰动、冰块融化等干扰因素的负面影响，确保了售货柜对重量变化值的计算的准确性和稳定性。
90.进一步，还由于称重装置的称重单元将预定数目个最新商品的重量值作为当前重量集，并判断当前重量集中最大值与最小值之间的差值是否小于稳定判断用阈值，从而确定重量稳定值，增加了售货柜对重量变化值的计算的准确性和稳定性。
91.进一步，还由于称重装置的称重单元在判断商品已被取放之后，通过验证单元对商品取放后的重量稳定值进行验证，并将符合验证条件的重量稳定值作为最终的第二重量稳定值代入重量变化值的计算，通过这样的方式，可以确保将货盘真正处于稳定状态后的重量稳定值作为第二重量稳定值，避免短时间内出现的一些重量平稳值影响变化值的计算，保证了本实施例对重量变化值的计算的准确性。
92.进一步，还由于称重装置在完成一次取放商品造成的重量变化值的计算后，会重新开始下一次取放商品造成的重量变化值的计算，使得本实施例可以对开门后的任意一次取放商品造成的重量变化值进行记录。
93.上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
94.在上述实施例中，无人售货系统中的售货设备设有复数个且消费终端设有多个。在本发明的其他方案中，售货设备以及消费终端的数量也可以根据实际情况进行调整，如可以在无人售货系统中仅设有一个售货设备、一个消费终端等。