智能柜及其主机保障系统的制作方法

本发明实施例涉及智能柜，尤其涉及一种智能柜及其主机保障系统。

背景技术：

目前，快递、外卖等电子商务业务呈高速增长态势。为了提高运营效率，运营公司通常会在写字楼、居民小区等处设置智能柜来暂存投递件。操作时，用户/投递员根据智能柜面板提示打开柜体存件，然后由运营商管理后台将存件信息发送给投递员/用户，使得用户/投递员可凭存件信息(如取件码等)来开启柜体而收件，这就较好地适用了随时自助寄存件的需求。

普通智能柜通过通信网络上传数据至管理后台，通过判断这些数据的有无和/或正误，可以确认智能柜运行状态是否正常，若某个智能柜运行异常，管理后台会通知设备商派员进行现场维护。这种智能柜监控主板虽然可以判断智能柜是否运行正常，但并不能保证总是确认具体故障并进行修复，因此一定程度上会影响智能柜稳定运营。

例如，在智能柜主机死机时将无法上传数据，由此导致监控失效而影响智能柜的运营，导致用户体验不佳。此时，由于管理后台及设备商不能获取主机数据，因而无法确定故障的具体类型和原因，由此无法制定有效的维护方案，致使不能进行在线远程修复，只能派员前往现场进行维护，导致维护效率降低。

有鉴于现有技术存在不能应对主机死机故障等不足之处，有必要对其进行改进，以可靠保证智能柜正常运行。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种智能柜及其主机保障系统，所述智能柜设置有监控器，所述监控器被配置为：向智能柜主机发送侦测指令，接收智能柜主机根据侦测指令返回的回复消息，根据回复消息判断智能柜主机是否死机，如是，向智能柜主机发送重启指令。

进一步地，所述监控器的重启指令输出端与智能柜主机电源之间接有继电器，用于所述监控器通过所述重启指令控制继电器通断来实现智能柜主机重启。

进一步地，所述继电器的触点接于智能柜主机电源回路，继电器的线圈通过开关元件接于监控器重启指令输出端。

进一步地，所述开关元件包括npn型的三极管，其中三极管基极经基极电阻接监控器重启指令输出端，三极管集电极接电源，三极管发射极接地，三极管集电极和发射极之间并联负载电阻和继电器线圈。

进一步地，所述监控器具有232模块，所述监控器通过所述232模块与智能柜主机连接，用于实现所述监控器与智能柜主机之间的通信；和/或，所述监控器被配置为：发送心跳包形式的侦测指令。

进一步地，所述监控器被配置为：在智能柜主机不能重启成功时，上传故障数据至云服务器。

在此基础上，本发明实施例还提供一种智能柜，包括柜体，所述柜体内设置有依次连接的主机、柜控板及锁控板，所述智能柜配置有以上所述的智能柜主机保障系统，其中智能柜主机保障系统的监控器同时与主机、柜控板及锁控板连接并交互数据。

进一步地，所述柜体设置有主机格及多个储物格，所述主机格和所述储物格分别配置有电子锁，且所述储物格内配置有消毒灯，用于通过红外接近感应器检测并输出柜体的人体接近信号，供智能柜电控系统输出相应消毒指令，并由所述消毒灯根据智能柜电控系统输出的相应消毒指令进行启动，以便对存取的物件进行消毒处理。

进一步地，电子锁电源线、电子锁控制线分别与电子锁内部的控制线圈两端引脚连接，电子锁反馈线与电子锁内部的微动开关常闭触点引脚连接且电子锁反馈线接有二极管，电子锁接地线与微动开关接地引脚连接，照明灯的正极与电子锁电源线连接，照明灯的负极与电子锁反馈线连接。

与现有技术相比，本发明实施例增加了监控器，通过监控器对智能柜主机发送侦测指令，在检测到智能柜主机回复异常时，发送主机重启指令进行重启，由此使智能柜主机恢复正常运行状态，这样有效地解决了智能柜主机死机的问题，有助于可靠保障智能柜的正常运行。

附图说明

图1为本发明实施例一智能柜主机保障系统的方框图；

图2为本发明实施例二中监控器工作过程图；

图3为本发明实施例三的系统架构图；

图4为本发明实施例四中监控器的电路框图；

图5为本发明应用实例智能柜的正面示意图；

图6为本发明应用实例智能柜的侧面示意图；

图7为本发明应用实例智能柜的电控系统框图；

图8为本发明应用实例照明灯的电路框图。

具体实施方式

本发明实施例通过监控器对智能柜主机发送侦测指令，在检测到智能柜主机回复异常时发送主机重启指令进行重启，以使智能柜主机恢复正常运行状态，从而解决智能柜主机死机问题，可靠保障智能柜正常运行。

以下进一步结合附图对本发明实施例进行详细描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

参见图1，为本发明实施例一智能柜主机保障系统的方框图。该智能柜主机保障系统(以下简称系统)在智能机主机(以下简称主机)101的基础上增加了监控器200，其中监控器200可以向智能柜主机发送侦测指令，之后接收智能柜主机根据侦测指令返回的回复消息，由此可以根据回复消息判断智能柜主机是否死机，如死机则可向智能柜主机发送重启指令，使得主机101能够通过重启进行修复。

如图1所示，本实施例具体在监控器200的重启指令输出端与智能柜主机电源之间接有继电器，即：继电器的触点j1接于智能柜主机101电源回路，继电器的线圈通过开关元件接于监控器200的重启指令输出端，这样可以通过监控器200发送重启指令来控制继电器通断，最终实现智能柜主机101的重启。这种硬启动相对于软启动而言，修复成功率更高。

图1所示的一种电路结构是：开关元件选用npn型的三极管t1，其中三极管基极经基极电阻r1接监控器重启指令输出端，三极管集电极接电源vcc，三极管发射极接地，三极管集电极和发射极之间并联负载电阻r2和继电器线圈p，继电器的触点则j1接于智能柜主机101电源回路。这样，在监控器200发送重启指令后，智能柜主机101可以通过重启来修复智能柜主机死机故障。

本实施例中监控器200配置232模块来与智能柜主机101连接，以便实现监控器与智能柜主机101之间的通信，工作时监控器200发送心跳包形式的侦测指令来进行监控智能柜主机，具体的工作过程如下所述。

参见图2，为本发明实施例二中监控器工作过程图。该实施例中，监控器200先进行初始化，在获取智能柜100的地址信息及系统自检之后，执行以下过程。

s210、向智能柜主机发送侦测指令。

该步骤s210中，对主机101发送侦测指令，以主机101回复的相应消息作为判断主机101是否死机的依据。具体地，监控器200可以发送心跳包形式的侦测指令，其每隔一定时间(如3s)向主机101发送一次心跳指令，主机101接收到心跳指令后给予监控器200回复消息，由此监控器200可通过查询该回复消息来判断主机101是否工作正常。

s220、接收智能柜主机根据侦测指令返回的回复消息。

监控器200发送侦测指令之后，需要接收主机101反馈的回复消息，这样根据回复消息的有无就可以判断主机101是否死机，死机时需要进行重启，否则继续监控。

s230、根据回复消息判断智能柜主机是否死机。若是，进入步骤s240；若否，返回步骤s210。

此步骤确认是否收到主机101的回复消息，在一定时间内没有收到消息时可以认定主机101死机，由此还可以进一步发送指令进行重启，以便使得智能柜主机得到修复。

s240、向智能柜主机发送重启指令。

在主机101死机时，监控器200向其发送重启指令，具体可以是软启动，通过发送重启指令即可；也可以是硬启动，通过简单改变控制信号的高低电平即可实现。优选地采样硬启动，此时，监控器200发送的重启指令后加于三极管基极，由此使得三极管导通或截止，继而导致继电器的线圈得电或失电，最终控制继电器触点j1的状态，这样就可以控制继电器的通断，有效地实现主机101的重启。

s250、判断智能柜主机重启是否成功。若是，返回步骤s210；若否，进入步骤s260。

判断的方式可以参考判断前述死机判断步骤，即向智能柜主机101发送侦测指令，在接收到智能柜主机101根据侦测指令返回的回复消息时判断重启成功，此时继续监测即可；否则判断重启不成功，并可以进一步上报故障。

s260、上传故障数据至云服务器。

在主机101重启不成功时，监控器200还可以进一步上报故障于云服务器，这样便于设备商及时进行维护。特别是出现不能修复成功的故障时，及时上报有助于设备商早发现故障并制定解决方案，由此可提高维护效率及降低维护成本。

本实施例中，监控器200配置有nb-iot模块，监控器通过nb-iot模块与云服务器连接，以便实现监控器200与云服务器之间的通信来上报故障数据。为此，监控器200还配置gps模块，这样可以获取智能柜地址信息，此后便于进行在线维护或现场维护。

为了使监控器200能够在断电情况下工作，本实施例设置有后备电源，具体是为监控器200配置电池供电模块及电源转换模块，以便在正常供电时由智能柜内电源设备供电，以及在异常供电时通过电源转换模块转换为由电池供电模块供电，这样就可以不间断地监控主机101。当然，根据系统的忙闲状态，还可以通过电源管理模块关闭某些功能模块，以便实现节能管理，不再赘述。

本实施例在监测并修复主机101死机故障并上报的基础上，还可以优化改进处理来修复并上报其它故障，具体说明如下。

参见图3，为本发明实施例三的系统架构图。该系统中，监控器200用于全面对智能柜100运行状态进行监控，在发生故障不能修复时由设备商进行现场维护，以下详细说明。

如图3所示系统，智能柜100的柜体内配置智能柜主机(以下简称主机)101、功能模块(如锁控板、摄像头等)102、电源设备103、网络设备104等电控设备，它们作为监控目标需要相应监控其运行状态。一般地，主机101会直接连接功能模块102、电源设备103及网络设备104并交互数据，由此可以简单地通过主机101来对功能模块102、电源设备103及网络设备104进行监控。图3中，智能柜100通过通信链路与运营商管理后台500连接，这样可以远程操控智能柜100。当运营商管理后台500监控到智能柜100发生故障时，会相应通知设备商进行维护。

如图3所示，系统增加了专用监控器200，可以方便地安装于智能柜100的柜体内。该监控器200通过通信链路与云服务器300连接，可以主动地监测主机101、功能模块102、电源设备103、网络设备104等监控目标的运行状态，并在需要时上传监控目标的故障信息至云服务器。由于设备商维护平台400也通过通信链路与云服务器300连接，因而可以方便地获取故障数据进行维修。

系统工作时，监控器200相应获取智能柜内监控目标侦测数据，并根据侦测数据评价监控目标工作是否正常，不正常时则发送监控目标修复指令来使监控目标进行修复，并评价监控目标是否修复成功，不成功时则上传故障数据至云服务器300。其中的故障数据包括但不限于智能柜内主机、功能模块、电源设备及网络设备，故障信息包括主机断电信息、电源设备断电信息、网络设备断电信息、功能模块断电信息及主机掉线信息、网络设备断网信息，主机重启结果、功能模块重启结果、电源设备重启结果及网络设备重启结果。这样，使得设备商维护平台400获知故障数据后，可以制定相应处理方案，例如进行在线远程修复，或者停止通知维修人员赶赴现场进行维护。同时，运营商管理后台500也可以共享故障信息，并进行必要修复。

以上对于智能柜主机保障系统的工作原理及工作过程进行了详细描述，下面提供一种具体的监控器产品来实现上述监控方案，详细说明如下。

参见图4，为本发明实施例四中监控器的电路框图。该监控器200具体为安装在智能柜100柜内的监控主板，其硬件按照图4配置，软件按照前述控制策略写入程序。这样可以对电源、网络等运行状态进行监控，并且在发生问题时进行简单的自我修复，在修复不了的情况下，及时通知厂家维护。由于监控器200通过gps模块获得了地址信息，因而可以方便地指引设备商维护人员进行现场维护。

如图4所示，监控器200上集成了电池充电，具有掉电运行功能，可以在断电后通过电池来继续为系统供电，并且可将掉电信息通过nb-iot模块发送给云服务器，使云服务器获得柜体的断电信息来判断现场的具体情况。此外，该产品还可以通过监控器对智能柜内的其他功能模块(如安卓机、锁控板、摄像头等)进行监控，在某一个模块发生死机的情况时，通过控制相应的继电器，来对其进行重启操作而修复故障。以下进一步描述其结构及工作过程。

如图4所示，主机101可为安卓主机，其与网络设备102连接。其中，监控器200具配置有主控芯片201、232模块202、gps模块203、电源转换模块204、电池供电模块205、nb-io模块208、485模块209、电流采样模块211、继电器210、振动/烟雾传感器206、温湿度传感器207等部件，各模块功能及连接结构具体如下所述。

主控芯片201是监控器200的核心部件，它与232模块202、gps模块203、nb-io模块208、485模块209之间均通过串口传输数据，具体是：该主控芯片201通过232模块202与智能柜100的主机101连接，以实现主控芯片201与主机101之间的通信；通过nb-iot模块208与云服务器300连接，以实现主控芯片201与云服务器300的通信，由此可以上报故障数据于云服务器300；通过485模块与锁控板、摄像头等智能柜100的有关功能模块102连接，以实现向各功能模块102传输指令或数据。这样，主控芯片201按前文所述的控制策略写入程序之后，可以完成相应监控过程。特别地，由于主控芯片201接有gps模块203，因而可以通过gps模块203获取智能柜100所在地址，这样便于用户快速查询智能柜，也便于形成移动智能柜来进行运营及维护。

如图4所示，主控芯片201与功能模块102之间接有电流采样模块211，用于获取相应功能模块102的工作电流，其可以作为智能柜内监控目标侦测数据，以便通过功能模块102工作电流来监控其工作状态。此外，主控芯片201与功能模块102之间接有继电器210，可以是将继电器210的触点接于监控目标的电源回路，继电器的线圈通过开关元件(如三极管)接于监控器的指令输出端，这样可以形成电源重置机构。当主控芯片201发送重启信号时，可以改变三极管基极输入电平高低，由此使得三极管导通或截止，继而导致继电器210的线圈得电或失电，最终控制继电器210的触点状态，这样就可以控制继电器210的通断，有效地实现了功能模块102的重启。

可以理解的是，也可以在电源设备103、网络设备104和主控芯片201之间设置电流采样模块211来采集其工作电流，同时通过相应设置继电器来控制其重启。

此外，为了实时监控智能柜100的运行环境，避免外界环境变化而影响智能柜的正常运行，还可以配置一定的传感器组，主要是配置振动/烟雾传感器206及温湿度传感器207等。这些传感器的实时检测数据发送到主控芯片201，之后可由主控芯片201上传智能柜100的运行环境数据至云服务器300，并在智能柜出现异常环境时发送相应控制指令来采取措施。

特别地，监控器200应设置后备电源，具体可以采用电池供电。具体地，监控器200配置有电源转换模块204和电池供电模块205，电源转换模块204与电源设备103及电池供电模块205相连接，其中电池供电模块205配置可充电电池212；此外，电源转换模块204还与主控芯片201连接。正常情况下，电源转换模块204切换到主供电系统的电源设备103对主控芯片201及其它模块供电，同时对电池供电模块205的电池212充电。否则，断电时则将智能柜供电转换为由电池供电模块205供电，这样就能够一直保证监控器200正常工作。由此，在主机101因断电、网络掉线而不能上传数据故障时，通过监控器200仍能上报故障。

该监控器200可以判断故障并部分修复，不能修复时将上报故障数据至云服务器，其主要工作过程为：先完成监控器200初始化、获取地址信息及系统自检等准备工作，其中的地址信息可通过gps模块获得，这样可以在上报故障数据时指明智能柜100所在位置；再每隔一定时间向主机101及其它监控目标发送心跳包等指令，以便根据相应回复信息情况来获取智能柜内相应监控目标的侦测数据，由此判断主机101及其它监控目标是否工作正常，若是则重复该过程，否则发送目标修复指令进行修复，其主要方式包括通过重启可以解决死机故障；接着通过主机回复信息来获取修复后监控目标反馈数据，以便评价监控目标修复是否成功，如未成功修复则采取断电保护等措施，同时上报故障数据至云服务器300，此外还向主机返回修复数据，以便设备商及运营商获知有关故障类型、原因及修复结果等数据信息，由此制定合适的维护方案，在必要时进行远程修复或现场维护。

在一个具体实施方案中，监控器200针对智能柜100存在网络故障断电等而无法上传数据到云服务器300的问题，增加了电池供电模块205和nb-iot模块208，其中电池充电模块205可以实现断电时，保证监控器200可以通过电池的供电而继续运行。此时，监控器200的nb-iot模块208继续将本机状态、断电信息等通过移动网络发送至云服务器300。当智能柜100存在故障时，nb-iot模块208将上传故障数据。例如，某一功能模块如某一路锁打不开时，监控器200通过nb-iot模块将故障信息发送至云服务器300，可以使设备商和运营商同时获得某路格口锁损坏信息，由此可以更快地查找、分析和解决问题，并且可以根据问题分析而进行远程修复。这样，监控器200通过上述故障查找、修复及上报方式，大大降低了运维成本，提高了运维效率。

以下对一种智能柜100应用实例进行说明，其除了在柜内增加以上所述的监控器200之外，还增加了柜内消毒灯及照明灯，具体如下所述。

同时参见图5及图6，其中图5为本发明应用实例智能柜的正面示意图，图6为本发明应用实例智能柜的侧面示意图。该智能柜的柜体为立柱框架式结构或模块拼装式结构，其在柜体顶部设置柜顶灯904进行照明。

如图5及图6所示，本应用实例中的柜体包括主柜901和副柜905，该主柜901配置一个主机格903及六个储物格902，它们的柜门上分别设置电子锁。此处，主机格903中装配主机及柜控板，储物格902中装配锁控板。

本应用实例中，主柜901和副柜90分别配置电源适配器来供后级使用，其中主柜901接入总电源，主柜901和副柜905共用漏电保护开关以及定时开关来实现电气保护。将主机、柜控板及锁控板连接后构成智能柜电控系统，通电后即可对智能柜进行操控。

相对于普通智能柜而言，本发明应用实例智能柜的各个储物格902内分别配置有消毒灯，其根据智能柜电控系统输出的相应消毒指令进行启动，以便对存取的物件(如快递、外卖等)进行消毒处理，这样可以实现消杀病毒，防止使用者被感染。

一般地，上述消毒灯可以定时工作或按设定程序工作。一种实施方式是，为主柜901或副柜905配置红外接近感应器，在柜体有人接近时，外接近感应器检测并输出柜体的人体接近信号，以便由智能柜电控系统输出相应消毒指令，从而启动消毒灯来对存取的物件消杀病毒。

参见图7，为本发明应用实例智能柜的电控系统框图。该电控系统包括主机101、柜控板1021、锁控板1022、网络设备104及电源适配器1031，其中柜控板1021同时与主机101及各锁控板1022连接，主机101与网络设备104连接来与管理平台交互数据；电源适配器1031则为主机101、柜控板1021、锁控板1022、网络设备104供电；还配置有监控器200，它同时与主机101、柜控板1021、锁控板1022连接并交互数据，同时还可以与云服务器300交互数据。以下对监控器200之外各部分配置及连接关系如下所述，关于监控器200则请参照前文描述内容。

如图7所示，智能柜电控系统的基本配置是：主机101接入摄录机9102、扫描枪9103及报警器9101，由此实现整机视频摄录及保存数据、扫描启动、异常报警等功能；柜控板1021接入电子锁9203、灯箱9202及红外接近感应器9201，由此实现整机及主机格锁控、照明及红外探测功能；锁控板1022接入电子锁9301、照明灯9302及消毒灯9303，由此实现储物格锁控、照明及红外探测功能。

本应用实例中，主机101为配置有带电容屏的安卓一体机，其连接带天线1042的路由器1041来实现联网；此外，安卓一体机插tf卡来监控并保存数据。此外，柜控板1021及锁控板1022还可预留部分接口来接入其它设备，例如，柜控板可以配置锁控输出模块、485通讯模块、can总线通讯模块、温度采集模块、加热输出模块、风扇输出模块、以及数字信号输入/模拟信号输入/pwm信号输出模块等，锁控板1022可配置锁控输出模块、485通讯模块、温度采集模块、以及加热输出模块等等。这样，可以提升智能柜的整体性能。

以上智能柜的每个储物格902中均配置以上照明灯，通过简单的专用电路即可实现电子锁9301联动开启/关闭，使用十分方便，进一步说明如下。

参见图8，为本发明应用实例照明灯的电路框图。该应用实例中，照明灯9302配置于智能柜储物格内，且可以与相应储物格电子锁9301联动开启/关闭。该应用实例照明灯9302的电路结构如下：电子锁接收端子j0与智能柜锁控板的锁控输出模块连接，其反馈端(fb)通过电阻r0接锁控板电源(3.3v)；电子锁接收端子j0的电源脚(12v)4、控制脚3分别通过电子锁电源线、电子锁控制线(out)与电子锁控制线圈两端引脚1、引脚2连接；电子锁接收端子j0的反馈脚2、接地脚1分别通过电子锁反馈线(fb)、电子锁接地线与电子锁微动开关两端引脚3、引脚4连接，具体是电子锁反馈线与微动开关常闭触点引脚3连接，电子锁接地线与微动开关接地引脚4连接，其中电子锁反馈线上还优选地接有二极管d0，其阳极接至电子锁接收端子反馈脚2，阴极接至微动开关常闭触点引脚3；照明灯9302正极与电子锁电源线连接，照明灯9302的负极与电子锁反馈线连接。

这样在电子锁9301打开时，柜体内部照明灯9302相应打开；反之，则照明灯9302随电子锁9301关闭而关闭。具体工作原理及过程是：利用电子锁内部微动开关(微动开关的具体结构及工作原理参照习知技术)，照明灯9302的正极接电源处，负极接到电子锁9302的反馈线上，当电子锁打开时，内部开关导通，此时照明灯亮；当电子锁的反馈引脚3与接地引脚4导通时，智能柜锁控板的锁控输出模块反馈端(fb)处因二极管d0的压降电压变为0.6v左右，此时单片机接收到0.6v的电压即认为是低电平，达到锁反馈目的。

类似地，照明灯9302也可设置于智能柜主机格内，此时电子锁9301相应连接柜控板即可，不再赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，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。