CN107393227A - 一种智能机器人值守的多功能便利店购物*** - Google Patents

一种智能机器人值守的多功能便利店购物*** Download PDF

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董方武
沈博侃
阮棋波
马子余
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Abstract

本发明公开了一种智能机器人值守的多功能便利店购物***，涉及智能机器人值守的多功能便利店购物***领域，包括长方形箱体，设4个带视频探头及进出口门禁，出口门禁内设置2个分置的电子标签检测单元，箱体内存放带电子标签商品；箱体内设1台机器人，机器人内设有中心控制单元及上位机、自助商品扫描结算单元、显示单元、语音交互单元、环境检测通风空调与火灾报警控制单元、视频监控单元、箱外广告控制单元、与远端服务器通信的通信单元，各单元与中心控制单元使用CAN总线通信；本发明提供的智能机器人值守的多功能便利店购物***，实现便利店全天购物，还可实现广告与快递存取功能，大大降低便利店的人力成本，提高经营效益。

Description

一种智能机器人值守的多功能便利店购物***
技术领域
本发明涉及便利店自助购物***，尤其是一种智能机器人值守的多功能便利店购物***。
背景技术
随着我国城市化进程的加快，新建社区商业配套滞后，特别是在居民日常用品销售方面极不方便，小区居民往往在购买日常生活用品时，需要到小区附近的商业中心购买，既不方便效率又低；同时，一些成熟小区设有很多小的便利购物店，而这些购物店均为有人驻守的便利小店，一般一个便利店需要1-2人长期驻守(如常见的夫妻店等)，人力成本高，效率低；而目前社区便利店一般销售商品均为保存周期较长的商品，而对于居民日常生活中的生鲜商品则较少销售；另一方面，随着电商发展，居民网络购物量为随之增大，快递送货与取货时间成本较高，给社区居民日常生活造成不便。
如中国发明专利CN106297085A所公开的一种商店电子自动购买控制***，包括计算机服务器和手机扫码器两部分，计算机服务器通过数据线连接了指纹模块和电动门锁，在商店营业者不在时候，客户通过计算机服务器进行验证，验证通过，客户通过电动门锁进入商店内，选择商品；本发明专利适用范围简单，不能解决更复杂的日常购物问题。
发明内容
一、要解决的技术问题
本发明的目的是针对现有技术所存在的上述缺陷，提供了一种智能机器人值守的多功能便利店购物***，解决现有技术中便利店无法全天候不间断营业，同时有较高的销售经营和人力成本，不能满足居民24小时生活购物的需求问题。
二、技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种智能机器人值守的多功能便利店购物***包括：箱体、分别设置箱体左右两侧的入口门禁和出口门禁和机器人；
箱体内存放带电子标签的待售商品，出口门禁内侧设置两个分置在出口门禁两边的门禁电子标签检测单元，门禁电子标签检测单元用于检测带电子标签的商品的结算；
机器人内设有中心控制单元，实现箱体内监控及商品结算功能，中心控制单元与上位机(14)、电源与UPS单元和CAN总线控制器相连，上位机处理客户所购商品信息后，并且在与上位机连接的显示单元上显示，并将客户所购商品与结算数据通过远端服务器通信单元上传到远端服务器；电源与UPS单元用于为中心控制单元与上位机供电，CAN总线控制器用于中心控制单元的数据输入与输出，门禁电子标签检测单元与CAN总线控制器连接。
其中，CAN总线控制器还与箱外广告控制单元、视频监控单元、环境检测通风空调控与火灾报警制单元、LED照明控制单元、出口门禁控制单元、自助商品扫描结算单元、语音交互单元以及入口门禁控制单元连接，通过CAN总线控制器将箱外广告控制单元、视频监控单元、环境检测通风空调控与火灾报警制单元、LED照明控制单元、出口门禁控制单元、自助商品扫描结算单元、语音交互单元以及入口门禁控制单元的数据与中心控制单元进行交换；箱体外侧还设置有液晶电视屏、LED电子广告屏和空调外机，液晶电视屏和LED电子广告屏用于广告宣传。
其中，入口门禁外设有二维码，当用户使用带扫描二维码功能的智能手机扫描二维码与远端服务器连接后，入口门禁控制单元自动开启；其中，当用户没有携带未结算商品通过设有门禁电子标签检测单元时，出口门禁控制单元自动开启，当用户携带有未结算商品时，出口门禁不开启，并发出语音提示，当用户未购物通过门禁电子标签检测单元时，出口门禁自动开启。
其中，自助商品扫描结算单元包括商品电子标签扫描识别单元、客户商品支付二维码显示单元、商品数据处理单元和商品数据传输单元，客户商品支付二维码显示单元、商品电子标签扫描识别单元分别置于机器人左右手臂上，商品数据传输单元通过CAN总线控制器与中心控制单元连接。
其中，环境检测通风空调与火灾报警控制单元包括箱体内的温度检测单元、空气质量检测单元、空调控制单元、通风控制单元、烟雾与火灾检测单元和数据处理与传输单元，数据处理与传输单元与中心控制单元通过CAN总线控制器进行通信，通过温度检测单元和空气质量检测单元检测箱体内空气质量与温度，传输给中心控制单元，接收中心控制单元的控制指令，控制空调及通风***的启停，通过烟雾与火灾检测单元检测烟雾或火灾，同时检测箱体内环境温度、空气质量和火灾情况，根据箱体内环境状态开启空调及通风设备，保障箱体内舒适的购物环境。
其中，箱外广告控制单元包括LED屏控制器、液晶电视屏控制器以及与中心控制单元进行通信的通信单元，所示LED屏控制器用于控制LED电子广告屏显示内容，液晶电视屏控制器用于控制液晶电视屏显示内容。
其中，箱体外部还设有快递存取箱，上位机还连接有快递存取操作单元，快递存取操作单元通过上位机及与远端服务器通信单元实现快递存取操作单元与远端服务器之间的数据交互。
其中，视频监控单元连接4个视频监控单元控制器，分别为入口门禁外侧的入口门禁视频探头、位于出口门禁内侧的出口门禁视频探头、箱体内左端视频探头、箱体内右端视频探头，并且视频探头采用云探头，可通过中心控制单元及视频监控单元对4台视频探头进行控制；用户可在远程通过手机端提供的APP或客户端监视箱体制内外情况。
三、有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种使用和扩展方便，使用机器人值守的兼有快递存取、广告等功能的智能机器人值守的多功能便利店购物***，以机器人替代值守店员，实现便利店无人值守的全天候不间断营业，大大降低了销售经营和人力成本，方便社区居民生活，提高经营效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明的箱体平面示意图；
图2为本发明的箱体立体结构示意图；
图3为本发明的工作原理示意图；
图4为本发明的商品结算原理示意图；
图5为本发明的环境参数检测与控制原理示意图；
图6为本发明的视频监控原理示意图；
图7为本发明的LED及液晶电视广告屏监控原理示意图；
图中：1为箱体；2为中心控制单元；3为箱外广告控制单元；4为视频监控单元；5为环境检测通风空调控与火灾报警制单元；6为LED照明控制单元；7为门禁电子标签检测单元；8为出口门禁控制单元；9为自助商品扫描结算单元；10为语音交互单元；11为入口门禁控制单元；12为显示单元；13为快递存取操作单元；14为上位机；15为与远端服务器通信单元；16为电源与UPS单元；17为远端服务器；18为出口门禁；19为入口门禁；20为快递存取箱；21为机器人；22为CAN总线控制器；23为视频探头；24为液晶电视屏；25为LED电子广告屏；27为温度传感器；28为火灾探头；30为空调外机；31为二维码；301为LED屏控制器；302液晶电视屏控制器；303通信单元；501为温度检测单元；502为空气质量检测单元；503为空调控制单元；504为通风控制单元；505为烟雾与火灾检测单元；506为数据处理与传输单元；901为商品电子标签扫描识别单元；902为客户商品支付二维码显示单元；903为商品数据处理单元；904为商品数据传输单元。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
本发明实施例的一种智能机器人值守的多功能便利店购物***，如图1、图2、图3所示，包括箱体1，箱体1内存放带电子标签的商品，箱体1左右两侧分别设有入口门禁19及出口门禁18，出口门禁18内侧设置两个分置的门禁电子标签检测单元7，门禁电子标签检测单元7用于检测带电子标签的商品的结算，并且箱体1内设置有机器人21，机器人21内设有中心控制单元2，实现箱体1内监控及商品结算功能，中心控制单元2与上位机14、电源与UPS单元16和CAN总线控制器22相连，上位机14处理客户所购商品信息后，并且在与上位机14连接的显示单元12上显示，并将客户所购商品与结算数据通过远端服务器通信单元15上传到远端服务器17；电源与UPS单元16用于中心控制单元2与上位机14供电，CAN总线控制器22用于中心控制单元2的数据输入与输出，门禁电子标签检测单元7与CAN总线控制器22连接。
值守智能机器人21，机器人21内设置有中心控制单元2、CAN总线控制器22、上位机14、自助商品扫描结算单元9、环境检测与通风空调控制单元5、LED照明控制单元6、箱外广告控制单元3、视频监控单元4、语音交互单元10、显示单元12、与远端服务器通信单元15、电源与UPS单元16，与机器人21中上位机14连接的快递存取操作单元13，中心控制单元2与上位机14连接，上位机14与显示单元12、快递存取操作单元13及与远端服务器通信单元15连接，中心控制单元2还与自助商品扫描结算单元9、环境检测通风空调与火灾报警控制单元5、LED照明控制单元6、箱外广告控制单元3、视频监控单元4、语音交互单元10连接；电源与UPS单元16与中心控制单元及上位机14连接。
本发明的智能机器人值守的多功能便利店购物***工作原理如下：
如图1、图2、图3所示，本例中箱体1为封闭结构，在箱体1正面分别设置一个入口门禁19及一个出口门禁18，顾客进入箱体1后从入口门禁19向出口门禁18方向移动；用户在进入箱体前，需要在入口门禁19外进行身份验证，用户需要使用具有扫码功能的智能手机对入口门禁外侧的二维码31进行扫描，用户扫描二维码后即与智能机器人值守的多功能便利店购物***的远端服务器17连接，若用户为本***已经注册的用户，远端服务器通过网络向箱体1的入口门禁控制单元11发送开门控制信号，入口门禁自动开启；若用户为非注册用户，***则提示用户使用本***提供的手机端APP软件下载并完成***注册，当用户注册成功后，远端服务器17通过网络向箱体1的智能机器人21发送用户注册成功信息，智能机器人21向入口门禁控制单元11发送开门控制信号，入口门禁自动开启。
如图1、图3及图4所示，当顾客进入箱体1后，箱体1内的智能机器人21感测到顾客进入，通过主意交互单元10发出欢迎顾客购物以及购物流程等事项的语音提示，顾客选取商品结束后，智能机器人21感知到顾客需要进行所购商品结算，通过语音交互单元10提示顾客将购物篮及所购商品放入智能机器人21右手手臂的托盘中，智能机器人21右手手臂的托盘底部安装的电子标签扫描结算单元901扫描顾客所购商品绑定的电子标签，通过智能机器人21内部的中心控制单元2，将顾客所购商品信息传输至上位机14，上位机14立即生成顾客所购商品列表和总价，并在与上位机14连接的显示单元12上显示，显示单元12位于智能机器人21胸部；上位机14同时输出用于顾客结算商品支付的二维码在显示单元904上显示，智能机器人21通过语音交互单元10，提示顾客所购商品及总结算金额，顾客扫码支付结算完成后，智能机器人21通过语音交互单元提示顾客从出口门禁离开，当顾客携带所购商品通过位于出口门禁18内侧的门禁电子标签检测单元7时，智能机器人21内的中心控制单元2将门禁电子标签检测单元7将所读取的顾客携带商品的电子标签ID上传至上位机14与顾客所结算商品的电子标签ID对比，两次ID匹配成功后，上位机14发出比较成功信号给中心控制单元2，中心控制单元2发出指令控制出口门禁控制单元8开启出口门禁18，出口门禁检测控制单元8到顾客离开后自动关闭出口门禁18，上位机14将本次顾客交易数据上传给远端服务器处理；
当有顾客携带有未支付的商品或夹带未支付商品试图离开箱体1时，当顾客通过出口门禁内18侧的出口门禁检测控制单元8时，出口门禁检测控制单元8将所读取与电子标签ID传输给智能机器人21内的上位机14进行对比，上位机14发送匹配不成功信号给中心控制单元2，中心控制单元2通过语音交互单元10发出语音提示，提醒顾客携带有未支付商品出门，出口门禁18处于关闭状态。
当顾客进入箱体1后未选购商品需要离开时，由于顾客没有携带未支付的商品，出口门禁18直接开启，顾客即可离开，出口门禁检18的测控制单元8到顾客离开后自动关闭出口门禁。
如图1及图5所示，在本发明的实施实例中，在箱体1内安装有空气质量传感器、温度传感器27、火灾探头28，通过环境检测通风空调及火灾报警控制单元5与中心控制单元2连接，检测箱体内环境温度、空气质量和火灾情况，根据箱体1内环境状态开启空调30及通风设备，保障箱体内舒适的购物环境。
如图1及图6所示，在本发明的实施实例中，在箱体1外侧入口门禁19顶部、箱体1内左右两端顶部及出口门禁内侧顶端分别安装有4台云端的视频探头23，在智能机器人21内部，可通过中心控制单元2及视频监控单元4对4台视频探头进行控制；用户可在远程通过手机端提供的APP或客户端监视箱体制内外情况。
如图1-图3所示，在本发明的实施实例中，箱体外侧设置有快递存取柜20、快递存取操作单元13、LED电子屏和液晶电视广告屏，快递存取操作单元13与箱体1内智能机器人21内的上位机14连接，用户输入快递取件密码时，通过上位机14及与远端服务器通信单元15传输至远端服务器17进行对比，对比成功后，远端服务器17发送匹配成功信号，通过快递存取操作单元13开启快递存取箱电磁锁，取件成功后，上位机14将取件信息发送至远端服务器17；智能机器人21内上位机14接收远端服务器17的广告信息，通过中心控制单元2及箱外广告控制单元3，控制箱体1外液晶电视屏24、LED电子广告屏25播放广告内容。
如图1、图2所示，在本发明的实施实例中，箱体1内光源亮度控制，由智能机器人21内部的中心控制单元2、LED照明控制单元6自动控制箱体内外的照明光强度。
如图1、图6所示，在本发明的实施实例中，箱体1内左侧视频监控单元403、右侧视频监控单元404、出口门禁视频监控单元402以及入口门禁视频监控单元401的视频监控，由智能机器人21内部的中心控制单元2、CAN总线控制器22、视频监控控制单元405进行箱1内外的视频监控切换。
如图1、图7所示，在本发明的实施实例中，箱体1外侧的LED广告屏25、液晶电视广告屏24的广告播放控制由智能机器人21内部的中心控制单元2、CAN总线控制器22、通信单元303、LED屏控制器301、液晶电视屏控制器302进行控制，分别进行广告内容的播放切换。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种智能机器人值守的多功能便利店购物***，其特征在于，所述智能机器人值守的多功能便利店购物***包括：箱体(1)、分别设置箱体(1)左右两侧的入口门禁(19)和出口门禁(18)和机器人(21)；
所述箱体(1)内存放带电子标签的待售商品，所述出口门禁(18)内侧设置两个分置在所述出口门禁(18)两边的门禁电子标签检测单元(7)，所述门禁电子标签检测单元(7)用于检测带电子标签的商品的结算；
所述机器人(21)内设有中心控制单元(2)，实现箱体(1)内监控及商品结算功能，所述中心控制单元(2)与上位机(14)、电源与UPS单元(16)和CAN总线控制器(22)相连，所述上位机(14)处理客户所购商品信息后，并且在与所述上位机(14)连接的显示单元(12)上显示，并将客户所购商品与结算数据通过远端服务器通信单元(15)上传到远端服务器(17)；所述电源与UPS单元(16)用于为中心控制单元(2)与上位机(14)供电，所述CAN总线控制器(22)用于中心控制单元(2)的数据输入与输出，所述门禁电子标签检测单元(7)与CAN总线控制器(22)连接。
2.根据权利要求1所述一种智能机器人值守的多功能便利店购物***，其特征在于：所述CAN总线控制器(22)还与箱外广告控制单元(3)、视频监控单元(4)、环境检测通风空调控与火灾报警制单元(5)、LED照明控制单元(6)、出口门禁控制单元(8)、自助商品扫描结算单元(9)、语音交互单元(10)以及入口门禁控制单元(11)连接，通过CAN总线控制器(22)将箱外广告控制单元(3)、视频监控单元(4)、环境检测通风空调控与火灾报警制单元(5)、LED照明控制单元(6)、出口门禁控制单元(8)、自助商品扫描结算单元(9)、语音交互单元(10)以及入口门禁控制单元(11)的数据与中心控制单元(2)进行交换；所述箱体(1)外侧还设置有液晶电视屏(24)、LED电子广告屏(25)和空调外机(30)，所述液晶电视屏(24)和LED电子广告屏(25)用于广告宣传。
3.根据权利要求1所述一种智能机器人值守的多功能便利店购物***，其特征在于：所述入口门禁(19)外设有二维码，当用户使用带扫描二维码功能的智能手机扫描二维码与远端服务器(17)连接后，入口门禁控制单元(11)自动开启。
4.根据权利要求1所述一种智能机器人值守的多功能便利店购物***，其特征在于：当用户没有携带未结算商品通过设有门禁电子标签检测单元(7)时，出口门禁控制单元(8)自动开启，当用户携带有未结算商品时，出口门禁(18)不开启，并发出语音提示，当用户未购物通过门禁电子标签检测单元(7)时，出口门禁(18)自动开启。
5.根据权利要求2所述一种智能机器人值守的多功能便利店购物***，其特征在于：所述自助商品扫描结算单元(9)包括商品电子标签扫描识别单元(901)、客户商品支付二维码显示单元(902)、商品数据处理单元(903)和商品数据传输单元(904)，所述客户商品支付二维码显示单元(902)、商品电子标签扫描识别单元(901)分别置于机器人左右手臂上，商品数据传输单元(904)通过CAN总线控制器(22)与中心控制单元(2)连接，通过所述商品电子标签扫描识别单元(901)进行识别后，所述客户商品支付二维码显示单元(902)显示支付二维码，然后通过商品数据处理单元(903)以及商品数据传输单元(904)将数据上传。
6.根据权利要求2所述一种智能机器人值守的多功能便利店购物***，其特征在于：所述环境检测通风空调与火灾报警控制单元(5)包括箱体(1)内的温度检测单元(501)、空气质量检测单元(502)、空调控制单元(503)、通风控制单元(504)、烟雾与火灾检测单元(505)和数据处理与传输单元(506)，所述数据处理与传输单元(506)与中心控制单元(2)通过CAN总线控制器(22)进行通信，通过所述温度检测单元(501)和空气质量检测单元(502)检测箱体(1)内空气质量与温度，并将数据传输给中心控制单元(2)，接收中心控制单元(2)的控制指令，控制空调及通风***的启停，通过烟雾与火灾检测单元(505)检测烟雾或火灾。
7.根据权利要求2所述一种智能机器人值守的多功能便利店购物***，其特征在于：所述箱外广告控制单元(3)包括LED屏控制器(301)、液晶电视屏控制器(302)以及与中心控制单元(2)进行通信的通信单元(303)，所示LED屏控制器(301)用于控制LED电子广告屏显示内容，所述液晶电视屏控制器(302)用于控制液晶电视屏显示内容。
8.根据权利要求1所述一种智能机器人值守的多功能便利店购物***，其特征在于：所述箱体(1)外部还设有快递存取箱(20)，所述上位机(14)还连接有快递存取操作单元(13)，所述快递存取操作单元(13)通过上位机(14)及与远端服务器通信单元(15)实现快递存取操作单元与远端服务器之间的数据交互，并保证快递存取箱(20)的正常工作。
9.根据权利要求2所述一种智能机器人值守的多功能便利店购物***，其特征在于：所述视频监控单元(4)连接4个视频监控单元控制器，分别为入口门禁(19)外侧的入口门禁视频探头、位于出口门禁(18)内侧的出口门禁视频探头、箱体(1)内左端视频探头、箱体(1)内右端视频探头，并且视频探头采用云探头。
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