CN112601477A - 智能无人家庭递送箱 - Google Patents

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CN112601477A
CN112601477A CN201880096244.0A CN201880096244A CN112601477A CN 112601477 A CN112601477 A CN 112601477A CN 201880096244 A CN201880096244 A CN 201880096244A CN 112601477 A CN112601477 A CN 112601477A
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CN
China
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lock
secure
door
user
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阿莫尔·乔杜里
米洛斯·乌尔班尼亚
卢卡·高斯特
达利波·伊格雷克
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Maijindou R & D Co
MARGENTO R&D doo
Original Assignee
Maijindou R & D Co
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Abstract

本申请涉及一种安全锁控递送箱，包括由箱门封闭储物区域的递送箱(100)，以及用于锁闭所述箱门的锁控***，所述锁控***包括处理单元(201)，电子机械锁(202)以及无线通信模块(300)。所述处理单元(201)用于通过无线通信模块(300)接收唤醒信号；发送用以解锁所述电子机械锁(202)的开门请求信息；接收并响应解锁确认信息，打开所述电子机械锁(202)进而打开所述箱门；识别所述箱门的关闭动作并锁闭所述电子机械锁(202)，再发送箱门关闭确认信息及门锁锁闭信息作为回应。一种用于控制所述安全锁控递送箱的方法，包括接收远程锁控中心(400)的确认信息并向区块链写入确认记录以确保其真实性。

Description

智能无人家庭递送箱
技术领域
本发明属于供应链***领域，对现有的物流服务技术进行了拓展。本发明涉及一种为线上及其他远程买家管理中小型货物无人家庭递送的新型***。本发明极大地简化了多种货物送货到家的过程，其方式在很大程度上克服了传统的挑战，例如错失递送。
背景技术
电子商务的大幅和日益强劲的增长为与远程购物并随后向其买家递送相关的物流行业带来了巨大挑战。一方面需要为消费者提升服务质量，另一方面需要控制成本，在两种需求的驱使下，在过去的几十年里，已投入了大量努力来改进递送方案。
虽然物流解决方案已经形成了运转良好的***，并构成了世界商业贸易活动的基石，但递送链的某些领域仍然受到低效率的困扰。申请人认为，其中最具挑战性的是产品递送过程中的最后数米，在这之前该产品可能已经经过了数千公里的递送。
本发明的核心在于精准解决了这最后数米的障碍。终端客户的便利性问题在其中扮演了最核心的角色，将这最后一步与递送产品的所有先前步骤区分开来。参与到电商物流中的企业有着各自的时间规划，并按照预设的程序操作。另一方面，等待最新款凉鞋的买家则没有时间规划。终端客户的日常生活便是如此。
广泛的研究表明，很大一部分送货到家的服务未能在第一次配送时就完成。由此造成的错失递送造成了有效递送时间的延长、额外的工作和压力、额外的成本、欠佳的用户体验以及远程购物所涉及的物流效率的总体下降。
发明内容
本申请提出的方案解决了递送时收货人必须在家的需求，同时可以确保货物安全地送达。该方案使该过程完全安全、可跟踪，并为所有涉及的参与方提供了便利。为了实现这一目标，申请人将一些特定的非常基础的元素经过深思熟虑进行了组合构建，这些基础的元素包括例如带锁的递送箱，一系列先进技术，最后，还有在目标市场已经部署到位的基础设施。
本申请提出的发明将几个关键元素结合到了功能***中，详见后述。这些元素的结合，将为构建功能强大的***提供基础，并会在送货到家领域激发一些畅销产品及新商业模式的产生。
智能无人家庭递送箱
本申请提出的***提供了一种在多种配置下将中小型物品安全送货到家的高效方法。无论在独栋房屋还是大型多公寓建筑，多样的配置可以在很大程度上依可用空间、基础设施的可用性和其他因素而适配。智能无人家庭递送箱(以下简称：递送箱)具有适应多种特定的安置场景的多个适配，但无论在哪种情况下，递送箱都应当安全、牢固地安装在位于或者非常靠近于其拥有者和主要使用者的家的便利位置。对于所有需要与我们所提案的设备进行交互的用户，均无需对该设备自身进行物理接触。
与递送箱设备的交互通过智能移动设备进行。这对于所有用户都适用，无论是在货物递送中途存放物品的送货员或是作为最终收货人的、收取物品的远程买家。用户的智能移动设备通常用于在近距离获取并转送对递送箱进行物理解锁或与其进行正常交互所需的授权，无论在包裹由送货员送达时或是被收货人收取时。另一方面，所有的用户通知信息通过用户各自的智能移动设备传达给每位用户，该用户可以为送货员或者收货人。这些信息可包括实时的递送授权请求、递送通知、递送确认等。
在用户同设备的交互中支持范围较宽的通信信道，取决于递送箱的具体规格和所涉及的智能设备的功能。可选地，递送箱可以主动连接到基于云的后端设施，使用可用的通信方式进行通信(主动方法)，或者还可以仅依赖于由用户接入的智能移动设备提供的通信链路进行通信(被动方法)。支持以上两种方法的无缝共存，如果主要的主动方法出现通信问题，被动方法可作为备用。
为确保“送货员”与收货人或“用户”之间整个***的可靠性、安全性及相互信任，将区块链技术用作为基本附加，这消除了对额外的中间角色的需求，并因此显著降低单项处理事项(对另一收货人的授权、递送包裹、接收包裹等)的成本和耗时。其利用了区块链技术的核心，即在一个去中心化的***中，对于同一条信息，由其中的多个用户***对其进行确认，从而防止个人用户第三方人员任意或回溯地篡改所记录的处理事项的内容，这确保了所保存的数据的永久性及稳定性。区块链技术还提供了极为透明的***，这是因为链中的每个数据块都存储有关已执行处理事项的更新和一致的数据副本，该信息可用于所有用户。
递送箱
所示的方案(100)为综合***，其能够提供递送服务，从而为特定用户递送包裹，而无需该特定用户在场。优选地，外壳可以是紧凑的、防水的，并且基于其特性，外壳可以保护其内容物不受外界天气状况的影响。
在外壳上可安装子***(太阳能电池)——“能源收集存储***”(101)，该子***通过供能单元为内部电池充电，并保障其他部件的电能供应。
外壳还可以包括连接电压夹具或“外部电源”(103)，其(可选地)可以连接额外的外部电源。如此便可使该***在没有阳光照射的地方运转。
在外壳内设置有可选的“传感器***”(102)，其支持多种功能，例如称重、拍照以及获取所容纳物品或递送的相关数据的其他模式。递送箱(100)的主驱动部件是中央处理单元“锁控***”(200)，其功能由内部CPU处理器(201)实现。该“锁控***”(200)管理所有***部件的运行，即：“能源收集存储***”(101)、“传感器***”(102)、“外部电源”(103)以及“主动通信***”(104)。其还锁闭与解锁“电子机械锁”(202)。“锁控***”(200)与“送货员”(403)和/或“用户”(405)通过“近场通信接口”(300)模块进行无接触通信，或者通过通信接口“主动通信***”(104)进行无线通信。传感器***还可以包括用于能够自动识别递送箱(100)中的包裹的装置，例如用于读取设置在包裹上的RFID标签的RFID读取器或用于进行自动近场识别的类似技术。
通信模块“主动通信***”(104)可以利用当前可用的无线技术(例如GSM/3G/LTE网络、IP直连网络、Wi-Fi、Lora、LoRaWAN等)与后端***(400)的通信接口进行通信，或者直接与“送货员”(403)和/或“用户”(405)通信。
“近场通信接口”(300)包括通信接口，能够同“送货员”(403)和/或“用户”(405)进行无接触通信。可以是“音频***”(301)的一部分的麦克风能够接收声音令牌(soundtoken)，该声音令牌由“送货员”(403)和/或“用户”(405)的智能移动设备生成。
NFC模块“无接触装置”(304)能够与用户的智能移动设备的NFC模块的通信。串行端口“串行通信端口”(306)扩展了主设备“锁控***”(200)的通用性，这是因为不同的外部传感器、驱动装置或模块(例如温度、湿度、气压、称重传感器、视频捕获设备、不同的控制装置等)可以连接至该串行端口“串行通信端口”(306)。“智能光学标签”(302)能够利用用户的智能移动设备的摄像头和闪光灯进行双向通信。“近场信号收发器”(305)借助ZigBee、蓝牙或其他类似无线通信接口同样能够实现与用户的智能移动设备的通信。“智能光学标签”(303)能够生成动态QR码，并借此发送信息至用户的智能移动设备。
多递送箱
所示方案(1000)为由大量信箱(100)构成的灵活结构，这些信箱形成独立整体。信箱的数量可自行确定，或依用户需求而定。递送箱(100)通常用于独户住宅，而多递送箱(1000)用于多户住宅或公寓区。单独的递送箱(100)部件可以依需求而增加。这意味着只需设置一套“主动通信***”(104)和一套(可选的)“外部电源”(103)，而多递送箱(1000)中的每个递送箱(100)具有其自身的其他部件。
服务器***
***(400)的核心为部署在服务器***上的后端软件解决方案，此后端软件解决方案还可以安装到服务器云“中心”(402)上，以控制整个操作。引入区块链(401)技术是此去中心化***的核心，其中的多个用户***对同一信息内容进行确认，从而防止所涉及的所有人任意地或回溯地篡改所记录的处理事项的内容，这确保了所保存的数据的永久性及稳定性。区块链的每个区块均包括该区块链中前驱区块的加密哈希值，从而连接两个区块。所连接的区块形成链。这个迭代过程确认前驱区块的完整性，可以一直回溯到初始的创世区块。此锁控***的特别之处在于利用了区块链技术(401)使得对于锁控箱，其自身可以通过使用智能合约以及全部相关的功能优势来确保所记录的关键事件的真实性，例如对另一用户的授权、包裹递送、包裹提取等。
附图说明
图1：递送箱基本组件示意图。
图2：激活的“锁控***”。
图3：无接触通信模块“近场通信接口”。
图4：递送箱的后端***。
图5：智能移动设备。
图6：非智能手机。
图7：多递送箱***示意图。
图8：第三方授权。
图9：无主动连接的***——包裹递送。
图10：无主动连接的***——包裹递送。
图11：具有主动连接的***——包裹递送。
图12：具有主动连接的***——包裹递送。
具体实施方式
通过以下附图对本发明进行详细描述。
图1为根据本发明一个示例性实施例的递送箱(100)的基本组件的示意图，其中能源收集存储***(101)为内部电池充电；传感器***(102)能够实现不同的功能，例如称重、拍照以及获取所***递送物的相关数据的其他模式；外部电源(103)(可选的)能够连接额外的外部电源；主动通信***(104)用于与后端***(400)进行通信，或者直接与“送货员”(403)和/或“用户”(405)进行通信，以及中央处理单元(锁控***)(200)管理所有***部件的运转。
主动通信模块(104)可以为无线模块，例如GSM/3G/LTE模块，和/或TCP/IP直连接入模块，和/或WiFi模块，和/或LoRa模块，和/或LoRaWAN模块。可选的，递送箱可以具有不同的连接，例如基于固定电话(landline)的数字用户线路(DSL)连接，或者与路由器的本地连接，或者电话/互联网络。
图2为中央处理单元锁控***(200)的示意图，该锁控***通过内部CPU处理器(201)工作，并对电子机械锁(202)进行锁闭与解锁；该锁控***具有近场通信接口(300)，其能够同“送货员”(403)和/或“用户”(405)进行无接触通信；该锁控***包含能源收集存储***(101)、传感器***(102)、外部电源(103)以及主动通信模块(104)所有所需求的连接。递送箱通常可为完全能源自足型，或者如果需要可以连接外部电源。
图3为近场通信接口(300)的示意图，利用了：作为音频***(301)的一部分的麦克风；智能光学标签(302)，利用用户的智能移动设备的摄像头和闪光灯能够进行双向通信；电子墨水(E-INK)显示器(303)或能够生成动态QR码的任何其他显示单元，从而发送信息至用户的智能移动设备；NFC无接触模块(304)，能够与用户的智能移动设备的NFC模块通信；近场收发器(305)，借助ZigBee、蓝牙或其他类似无线通信接口同样能够实现与用户智能移动设备的通信；串行通信端口(306)，扩展了主锁控***(200)的通用性，这是因为不同的外部传感器、驱动装置或模块(例如温度、湿度、气压、称重传感器、视频捕获设备、不同控制装置等)可以连接至该串行端口。麦克风或音频***(301)，
图4为后端软件方案(400)的示意图，其部署在服务器***上，引入了区块链(401)技术作为此去中心化***的核心，其中的多个用户***对同一信息内容进行确认，如此便能防止所涉及的所有人任意或回溯地篡改所记录处理事项的内容，这确保了所保存的数据的永久性及稳定性；完整服务器云平台(402)，用于控制整体操作；“送货员”(403)，递送货物；“用户A”(405)和/或“用户B”(406)，作为货物的接收人；递送箱(100)；以及多递送箱(1000)。
图5为智能移动设备(1100)的示意图，其中通信调制解调器(1101)能够通过现有的无线通信技术(例如GSM/LTE网络、WiFi网络、直连IP网络等等)与后端软件方案(400)通信；NFC模块(1102)能够同递送箱(100)和/或多个递送箱(1000)进行无接触通信；移动应用(1103)使得用户能够同移动应用的任何版本所支持的所有功能进行交互；音频组件(1104)包括智能移动设备(1100)的扬声器与麦克风，能够与递送箱(100)和/或多个递送箱(1000)进行DOV(Data Over Voice)通信。发生在递送箱/多个递送箱、中心以及任意用户设备之间的通信可以在所有通信段或者仅一部分通信段进行编码或加密处理。递送箱(100)和/或多个递送箱***(1000)与智能移动设备(1100)和/或任何非智能手机(1200)之间可利用无线或者无接触连接进行数字形式的通信。
该***可以在“送货员”(403)、“用户”(405)、递送箱(100)和中心(402)之间，在具有主动连接的模式(800)、(900)和/或无主动连接的模式(600)、(700)下运行。如此，递送箱与不同用户可以与其直接通信，或者可以通过安装在智能移动设备(1100)上的移动应用(1103)或者通过非智能手机(1200)，通过“中心”(402)进行通信。
图6为非智能手机(1200)的示意图，其中通信调制解调模块(1201)能够通过现有的无线技术(例如GSM/LTE网络、Wi-Fi、IP直连网络等等)与后端软件方案(400)通信；音频组件(1202)包括智能移动设备(1200)的扬声器与麦克风，从而能够与递送箱(100)和/或多个递送箱(1000)进行DOV(Data Over Voice)通信。
图7为多个递送箱(1000)***的示意图，其为由大量的邮件箱(100)构成的灵活结构，只需设置一套主动通信***(104)和一套(可选的)外部电源(103)，多个递送箱(1000)中的每个递送箱(100)均具有其自身的其他部件。
流程图
出于文字的清晰表达以及容易理解，在专利权利要求所描述的以及附图8-12所示的图中，对于信息传递路径中的各单独实体，使用了其真实名称，尽管“送货员”(403)或“用户”(405)与“中心”(402)之间的通信是通过智能移动设备(1100)上的移动应用(1103)和/或非智能手机(1200)进行的。
1、第三方授权(500)
如图8所示，向第三方授权以提取包裹的特定流程具有以下特定特征：
步骤1：中心(402)通知用户A(405)有新的递送，用户A(405)为新包裹的接收方，(501)，
步骤2：用户A(405)为用户B(406)建立第三方授权，(502)，
步骤3：中心(402)通知用户B(406)有新的授权，(503)，
步骤4：用户B(406)向中心(402)回复“接受”或“拒绝”的应答，(504)，
步骤5：如果用户B(406)接受授权，则中心(402)向区块链(401)写入“授权”的处理事项，(505)，
步骤6：中心(402)通知用户A(405)关于授权的决策，(506)。
2、无主动连接的***——包裹递送
图9为用于包裹递送的无主动连接的***的流程图：
步骤1：可选地，用户(405)进行预授权操作，(601)，
步骤2：送货员(403)利用多种可用唤醒手段中的一种唤醒递送箱(404)，(602)，
步骤3：递送箱(404)回应送货员(403)并介绍自身，(603)，
步骤4：送货员(403)向中心(402)发送用于打开箱门且具有所有必须的信息的请求，(604)，
步骤5：中心(402)通知用户(405)有新的包裹递送并请求确认打开递送箱(404)箱门，(605)，
步骤6：如果使用了步骤(601)中的预授权，中心(402)则直接通知送货员(403)并解锁递送箱(404)的箱门，(607)，(608)，
步骤7：如果用户(405)认可开门，则中心(402)通知送货员(403)并解锁递送箱(404)的箱门，(606)，(608)，
步骤8：送货员(403)将包裹***递送箱(404)内并将箱门锁上，(609)，
步骤9：递送箱(404)向送货员(403)发送箱门锁闭确认，(610)，
步骤10：送货员(403)通知中心(402)箱门锁闭，(611)，
步骤11：中心(402)向区块链(401)写入“送达”处理事项，(612)，
步骤12：中心(402)通知送货员(403)递送已成功完成，(613)，
步骤13：中心(402)通知用户(405)在他/她的递送箱(100)内有新包裹，(614)。
3、无主动连接的***——包裹递送
图10为无主动连接的***的流程图。
步骤1：用户(405)利用多种可用唤醒手段中的一种唤醒递送箱(404)，(701)，
步骤2：递送箱(404)回应用户(405)并介绍自身，(702)，
步骤3：用户(405)向中心(402)发送具有所有必要信息的请求，要求打开箱门，(703)，
步骤4：若满足解锁条件，则中心(402)向用户(405)回应批准，(704)，
步骤5：如果确认，则用户(405)即解锁递送箱(404)的箱门，(705)，
步骤6：用户(405)从递送箱(404)中提取包裹并锁上箱门，(706)，
步骤7：递送箱(404)向用户(405)发送箱门锁闭确认，(707)，
步骤8：用户(405)通知中心(402)已提取包裹，(708)，
步骤9：中心(402)向区块链(401)写入“提取”处理事项，(709)，
步骤10：中心(402)通知用户(405)包裹提取已成功完成，(710)。
4、具有主动连接的***——包裹递送
图11为具有主动连接的***(包裹递送)的流程图：
步骤1：中心(402)向送货员(403)发送令牌(token)，(801)，
步骤2：送货员(403)利用多种可用唤醒手段中的一种唤醒递送箱(404)，(802)，
步骤3：送货员(403)向中心(402)发送用于打开箱门且具有所有必须的信息的请求，(803)，
步骤4：递送箱(404)还向中心(402)发送打开请求，并介绍自身，(804)，
步骤5：中心(402)通知用户(405)有新的包裹递送，并请求确认打开递送箱(404)箱门，(805)，
步骤6：用户(405)对于打开请求可以确认、拒绝或者不予回应，(806)，
步骤7：中心(402)向递送箱(404)通知用户(405)的决策，如果是确认，则递送箱(404)解锁其箱门，(807)，
步骤8：送货员(403)将包裹***递送箱(404)内并将箱门锁上，(808)，
步骤9：递送箱(404)向中心(402)发送箱门锁闭确认，(809)，
步骤10：中心(402)向区块链(401)写入“送达”的处理事项，(810)，
步骤11：中心(402)通知送货员(403)递送已成功完成，(811)，
步骤12：中心(402)通知用户(405)在他/她的递送箱(404)内有新包裹，(812)。
5、具有主动连接的***——包裹提取
图12为具有主动连接的***(包裹递送)的流程图：
步骤1：中心(402)向用户(405)发送令牌，(901)，
步骤2：用户(405)利用多种可用唤醒手段中的一种唤醒递送箱(404)，(902)，
步骤3：用户(405)向中心(402)发送用于打开箱门且具有所有必须的信息的请求，(903)，
步骤4：递送箱(404)还向中心(402)发送打开请求，并介绍自身，(904)，
步骤5：若满足解锁条件，则中心(402)向递送箱(404)回应批准，(905)，
步骤6：用户(405)从递送箱(404)中提取包裹并锁上箱门，(906)，
步骤7：递送箱(404)向中心(402)发送箱门锁闭确认，(907)，
步骤8：中心(402)向区块链(401)写入“提取”的处理事项，(908)，
步骤9：中心(402)通知用户(405)包裹提取已成功完成，(909)。

Claims (14)

1.一种安全储物箱，包括：
封闭储物区，及
锁控***，用于锁闭所述储物区，所述锁控***包括：处理单元(201)、电子机械锁(202)以及无接触通信模块(300)，
其中，所述锁控***用于：
通过所述无接触通信模块接收唤醒信号；
发送开门请求；
响应于接收到解锁确认消息，启动所述电子机械锁，使其打开所述锁控***；
识别所述电子机械锁的关闭并发送箱门锁闭确认消息作为响应。
2.如权利要求1所述的安全储物箱，其中所述安全储物箱用于通过所述无接触通信模块与用户移动设备通信，其中所述开门请求、所述解锁确认消息以及所述箱门锁闭确认消息由所述用户移动设备向/从远程储物箱中心发送和/或接收和/或转发。
3.如权利要求1或2所述的安全储物箱，其中所述安全储物箱还包括主动通信模块，其中所述开门请求、所述解锁确认消息以及所述箱门锁闭确认消息经由所述主动通信模块向/从远程储物箱中心发送和/或接收。
4.如权利要求3所述的安全储物箱，其中所述主动通信模块为GSM/3G/LTE模块，和/或
TCP/IP直连接入模块，和/或
WiFi模块，和/或
Lora模块，和/或
LoRaWAN模块。
5.如前述任一项权利要求所述的安全储物箱，其中所述无接触通信模块包括以下至少一个：
麦克风或音频***(301)；
智能光学标签(302)；
显示原件(303)；
无接触接口(304)；
近场收发器(305)，以及
串行通信接口(306)。
6.如前述任一项权利要求所述的安全储物箱，还包括近场传感器***，所述近场传感器***能够对所述安全储物箱(100)中的包裹进行自动识别。
7.多储物箱(1000)***，包括多个连接的独立的(100)、如前述任一项权利要求所述的安全储物箱。
8.一种安全锁控***，包括：
至少一个如前述任一项权利要求所述的安全储物箱，以及
远程储物箱中心，用于与至少一个所述安全储物箱直接通信或者通过发送至用户移动设备和从所述用户移动设备发送的消息进行通信，
其中所述远程储物箱中心用于向区块链写入储物箱流程的确认信息，写入储物箱流程的确认信息是通过基于所述区块链的前驱区块及所述确认信息加密地生成新的区块而进行的。
9.如权利要求8所述的安全锁控***，其中所述储物箱流程是为至少一个所述安全储物箱进行储物箱授权、用户认证、成功打开储物箱、向第二用户转移授权中的一种，从而使得被写入所述区块链的所述确认信息确保了所述储物箱流程的真实性。
10.用于处理如前述任一项权利要求所述的安全储物箱***的方法，包括：
于安全储物箱处，
探测唤醒信号；
发送开门请求；
响应于接收到解锁确认消息，启动所述电子机械锁，以使其打开所述锁控***；
识别所述电子机械锁的关闭，并发送箱门锁闭确认消息作为回应。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述开门请求由远程储物箱中心接收，其中所述远程储物箱中心校验所述请求并发送所述解锁确认消息。
12.如权利要求10或11所述的方法，其中所述箱门锁闭确认消息由安全储物箱中心接收，其中所述安全储物箱中心向区块链写入储物箱流程的确认信息，写入储物箱流程的确认信息是通过基于所述区块链的前驱区块及所述确认信息加密地生成新的区块而进行的。
13.如权利要求10至12中任意一项所述的方法，其中所述安全储物箱利用所述无接触通信接口向用户设备发送所述消息，并且其中所述用户设备向所述安全储物箱中心或者从所述安全储物箱中心发送或者转发所述消息。
14.如权利要求12所述的方法，其中所述储物箱流程是为至少一个所述安全储物箱进行储物箱授权、用户认证、成功打开储物箱、向第二用户转移授权中的一种，从而使得被写入所述区块链的所述确认信息确保了所述储物箱流程的真实性。
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