CN208673425U - 一种基于树莓派的无人货架 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能货柜设备领域，尤其涉及一种基于树莓派的无人货架。本实用新型对现有货架增加柜体结构，并通过电磁锁进行安全防护，通过树莓派对电磁锁进行驱动，当用户与树莓派进行交互后能够对电磁锁进行开闭控制，从而完成货架的开放与关闭，设置的CSI摄像头采用排线与树莓派控制板进行连接，通过CSI摄像头对用户取走的商品进行分辨，为实现自动识别货物及用户的结账操作提供基础硬件及数据支撑，本实用新型采用树莓派控制板进行开发，维护性好，具有较高的扩展性，为后续研发活动提供了良好的硬件基础。

Description

一种基于树莓派的无人货架

技术领域

本实用新型涉及智能货柜设备领域，尤其涉及一种基于树莓派的无人货架。

背景技术

当今社会，人力成本消耗高，许多商家，企业会在此有大量资金消耗，尤其像超市这样小型的商家，规模小利润薄，这对取得可观收入造成一定影响，且人力与人力风险并存，管理者也会因此多一份担忧，但若在超市完全实行无人监管，顾客主观自觉性又是另一难题。而且超市内商品的种类众多，由人工来一一操作，过于繁琐，时间一长易疲劳，难免出现商品丢失或者商品报价错误的现象，如此一来传统的人工无法满足此项工作对于精神长时间高度集中的需要，智能机器的到来成为了必然趋势。经过市场调研，发现市面上用于此类工作的智能机器极少，少数应用于实际工作中的智能机器也只存在于大型企业，如富士康，且成本极高，操作难度大，维修困难，不适合中小企业。因此提供一种成本低廉、维护方便、性能可靠的无人货架成为了需要解决的当务之急。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种基于树莓派的无人货架，结构简单，成本低廉，采用树莓派控制板进行开发，维护性好，具有较高的扩展性，为后续研发活动提供了良好的硬件基础。

本实用新型采用的具体技术方案是：

一种基于树莓派的无人货架，包括货架柜体及控制***，所述的货架柜体内设置有多组置物层板，所述的置物层板的下端面设置有照明灯管，所述的货架柜体设置有玻璃门，玻璃门上设置有电磁锁，所述的控制***包括树莓派控制板、CSI摄像头及电磁锁，所述的CSI摄像头的输出端连接在树莓派控制板的信号输入端，所述的树莓派控制板借助驱动电路连接有电磁锁的电磁锁线圈，所述的CSI摄像头借助摄像头转接座安装在置物层板的下端面，所述的摄像头转接座包括磁体座、安装套及避光罩，所述的安装套套装在磁体座外侧，所述的CSI摄像头借助螺栓与设置在安装套上的螺孔栓接固定，所述的避光罩呈喇叭状结构套装在CSI摄像头的外侧，所述的避光罩下沿所在平面低于照明灯管所在平面，所述的摄像头转接座借助磁体座与置物层板磁性连接。

所述的树莓派控制板还设置有无线模块，借助该无线模块，所述的树莓派控制板连接有服务器，所述的服务器输出端连接有显示器。

所述的货架柜体上方还设置有音响，音响与服务器输出端电连接。

所述的柜体上方还设置有太阳能充电模块，所述的太阳能充电模块连接有蓄电池。

所述的树莓派控制板5借助其GPIO接口与驱动电路连接，所述的驱动电路包括光电磁锁线圈7、光电隔离器U1、第一三极管Q1及第二三极管Q2，所述的光电隔离器U1的负极与第一三极管Q1集电极电连接，所述的第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的基极与单片机电连接，光电隔离器U1的正极串联第一电阻R1后接电源正极VCC，所述的电磁锁线圈7 串联在动力电源及第二三极管Q2的集电极之间，所述的第二三极管Q2的发射极接地、基极接光电隔离器U1的发射极，所述的光电隔离器U1的集电极串联第三电阻R3后与动力电源连接。

所述的电磁锁线圈7还并联有保护电路，所述的保护电路包括并联在电磁锁线圈7两端且导通方向与电磁锁线圈7通电方向相反的第二二极管 D2。

所述的电磁锁线圈7还并联有指示电路，所述的指示电路包括第一发光二极管D1，第一发光二极管D1的正极串联分压电阻R4后与动力电源连接，第一发光二极管D1的负极与第二三极管Q2的集电极连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型对现有货架增加柜体结构，并通过电磁锁进行安全防护，通过树莓派对电磁锁进行驱动，当用户与树莓派进行交互后能够对电磁锁进行开闭控制，从而完成货架的开放与关闭，设置的CSI摄像头采用排线与树莓派控制板进行连接，通过CSI摄像头对用户取走的商品进行分辨，为实现自动识别货物及用户的结账操作提供基础硬件及数据支撑，本实用新型采用树莓派控制板进行开发，维护性好，具有较高的扩展性，为后续研发活动提供了良好的硬件基础。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为置物层板的结构示意；

图3为基于本实用新型硬件开发的无人收货***；

图4为驱动电路的原理图；

附图中，1、货架柜体，2、置物层板，3、照明灯管，4、玻璃门，5、树莓派控制板，6、CSI摄像头，7、电磁锁线圈，8、磁体座，9、安装套， 10、避光罩，11、服务器，12、显示器，13、音响，14、太阳能充电模块。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明：

具体实施例如图1到图4所示，本实用新型为一种基于树莓派的无人货架，包括货架柜体1及控制***，所述的货架柜体1内设置有多组置物层板2，所述的置物层板2的下端面设置有照明灯管3，所述的货架柜体1 设置有玻璃门4，玻璃门4上设置有电磁锁，所述的控制***包括树莓派控制板5、CSI摄像头6及电磁锁，所述的CSI摄像头6的输出端连接在树莓派控制板5的信号输入端，所述的树莓派控制板5借助驱动电路连接有电磁锁的电磁锁线圈7，所述的CSI摄像头6借助摄像头转接座安装在置物层板2的下端面，所述的摄像头转接座包括磁体座8、安装套9及避光罩10，所述的安装套9套装在磁体座8外侧，所述的CSI摄像头6借助螺栓与设置在安装套9上的螺孔栓接固定，所述的避光罩10呈喇叭状结构套装在CSI 摄像头6的外侧，所述的避光罩10下沿所在平面低于照明灯管3所在平面，所述的摄像头转接座借助磁体座8与置物层板2磁性连接。

本实用新型在使用时将货物放置在置物层板2上，借助上一层置物层板2下端面设置的照明灯管3进行照明，同时借助CSI摄像头6对货物进行监视，当用户取走货物后，通过树莓派控制板5可判断出取走了哪一件货物，设置的避光罩10低于照明灯管3，避免了照明灯管3对CSI摄像头 6造成强光干扰，保证了CSI摄像头6较好的摄像效果。

进一步的，所述的树莓派控制板5还设置有无线模块，借助该无线模块，所述的树莓派控制板5连接有服务器11，所述的服务器11输出端连接有显示器12。借助服务器11可读取树莓派控制板5发送的货物图像信息，并为实现图像识别、货物种类识别、用户智能终端账单推送等后期进一步开发提供硬件基础，设置的显示器12同步显示用户取走的货物信息。

进一步的，所述的货架柜体1上方还设置有音响13，音响13与服务器 11输出端电连接。便于对用户提供语音提示。

进一步的，所述的柜体上方还设置有太阳能充电模块14，所述的太阳能充电模块14连接有蓄电池。所述的蓄电池为本实用新型的***，树莓派控制板5、电磁锁等供电。

进一步的，如图4所示，所述的树莓派控制板5借助其GPIO接口与驱动电路连接，所述的驱动电路包括光电磁锁线圈7、光电隔离器U1、第一三极管Q1及第二三极管Q2，所述的光电隔离器U1的负极与第一三极管Q1 集电极电连接，所述的第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的基极与单片机电连接，光电隔离器U1的正极串联第一电阻R1后接电源正极VCC，所述的电磁锁线圈7串联在动力电源及第二三极管Q2的集电极之间，所述的第二三极管Q2的发射极接地、基极接光电隔离器U1的发射极，所述的光电隔离器U1的集电极串联第三电阻R3后与动力电源连接。所述的电磁锁线圈7还并联有保护电路，所述的保护电路包括并联在电磁锁线圈7 两端且导通方向与电磁锁线圈7通电方向相反的第二二极管D2。所述的电磁锁线圈7还并联有指示电路，所述的指示电路包括第一发光二极管D1，第一发光二极管D1的正极串联分压电阻R4后与动力电源连接，第一发光二极管D1的负极与第二三极管Q2的集电极连接。

本实用新型提供了一种无人货架的硬件基础，而为了实现智能售货机项目，还需要通过进一步开发APP客户端、智能后台***等，基于该无人货架，通过在树莓派控制板5上扩展GPS定位模块，并通过服务器通过GSM 网络等于安装APP客户端的智能手机等智能终端通信，可实现在安装有APP 客户端的智能终端上显示附近货柜位置及商品信息等，也可提高管理者工作效率。针对商品类型、售货机型号、点位、区域、时间段可实现批量操作和集中维护；实时监测各种外设状况，实现远程解决，大幅度降低维护成本。数据报表分析***订单明细、财务核账、收益分析、销量预测，强大的大数据分析技术为你提供你想要的数据报表。

基于该硬件，也可并入现有“智能售货机”项目，实现现有硬件***的升级改造，通过将APP下载二维码张贴在柜体上，顾客需要扫描售货机上的二维码，下载购物APP，首次购物需要实名注册，用户登录后点击APP 的开门操作，服务器11接收来自智能终端(即用户手机)的开门指令，经过服务器11-树莓派控制板5-电磁锁线圈7，电磁锁自动弹开，顾客打开柜门开始选商品，售货机通过安装在货柜中的CSI摄像头6采集图像，运用图像识别，会实时的把顾客拿取、放还商品的信息在售货机的显示器12上显示出来，APP上也会有购物清单，选好商品后关闭货门，通过树莓派控制板5扩展微控开关、霍尔传感器等用于检测关门动作的传感器，使得服务器11接收到关门信号并上传APP，会在APP上自动结算，扣除用户预先设定的与APP绑定的银行卡、***金额，流程结束。售货机外部安装与树莓派控制板5连接的高清摄像头，收集客户的人脸信息，防作弊。

上述实施例为在本实用新型提供的无人货架的硬件基础上进行的可行的实施方式的探索，基于本实用新型提供的基于树莓派的无人货架的硬件基础，用户可根据需要灵活进行硬件的二次开发、拓展，并对应开发软件***，实现本实用新型的用途最大化。

Claims (7)

1.一种基于树莓派的无人货架，包括货架柜体(1)及控制***，所述的货架柜体(1)内设置有多组置物层板(2)，所述的置物层板(2)的下端面设置有照明灯管(3)，所述的货架柜体(1)设置有玻璃门(4)，玻璃门(4)上设置有电磁锁，其特征在于：所述的控制***包括树莓派控制板(5)、CSI摄像头(6)及电磁锁，所述的CSI摄像头(6)的输出端连接在树莓派控制板(5)的信号输入端，所述的树莓派控制板(5)借助驱动电路连接有电磁锁的电磁锁线圈(7)，所述的CSI摄像头(6)借助摄像头转接座安装在置物层板(2)的下端面，所述的摄像头转接座包括磁体座(8)、安装套(9)及避光罩(10)，所述的安装套(9)套装在磁体座(8)外侧，所述的CSI摄像头(6)借助螺栓与设置在安装套(9)上的螺孔栓接固定，所述的避光罩(10)呈喇叭状结构套装在CSI摄像头(6)的外侧，所述的避光罩(10)下沿所在平面低于照明灯管(3)所在平面，所述的摄像头转接座借助磁体座(8)与置物层板(2)磁性连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的无人货架，其特征在于：所述的树莓派控制板(5)还设置有无线模块，借助该无线模块，所述的树莓派控制板(5)连接有服务器(11)，所述的服务器(11)输出端连接有显示器(12)。

3.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的无人货架，其特征在于：所述的货架柜体(1)上方还设置有音响(13)，音响(13)与服务器(11)输出端电连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的无人货架，其特征在于：所述的柜体上方还设置有太阳能充电模块(14)，所述的太阳能充电模块(14)连接有蓄电池。

5.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的无人货架，其特征在于：所述的树莓派控制板(5)借助其GPIO接口与驱动电路连接，所述的驱动电路包括光电磁锁线圈(7)、光电隔离器U1、第一三极管Q1及第二三极管Q2，所述的光电隔离器U1的负极与第一三极管Q1集电极电连接，所述的第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的基极与单片机电连接，光电隔离器U1的正极串联第一电阻R1后接电源正极VCC，所述的电磁锁线圈(7)串联在动力电源及第二三极管Q2的集电极之间，所述的第二三极管Q2的发射极接地、基极接光电隔离器U1的发射极，所述的光电隔离器U1的集电极串联第三电阻R3后与动力电源连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于树莓派的无人货架，其特征在于：所述的电磁锁线圈(7)还并联有保护电路，所述的保护电路包括并联在电磁锁线圈(7)两端且导通方向与电磁锁线圈(7)通电方向相反的第二二极管D2。

7.根据权利要求5所述的一种基于树莓派的无人货架，其特征在于：所述的电磁锁线圈(7)还并联有指示电路，所述的指示电路包括第一发光二极管D1，第一发光二极管D1的正极串联分压电阻R4后与动力电源连接，第一发光二极管D1的负极与第二三极管Q2的集电极连接。