PL74207Y1

PL74207Y1 - Optical parcel detection system

Info

Publication number: PL74207Y1
Application number: PL132586U
Authority: PL
Inventors: Bartosz Kutek
Original assignee: Integer Spolka Akcyjna
Priority date: 2021-08-05
Filing date: 2021-08-05
Publication date: 2025-12-08
Also published as: PL132586U1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest system optyczny detekcji paczki, który składa się z modułu sterująco-zasilającego, zespołów nadajnika i odbiornika umieszczonych w szafie urządzenia do dystrybucji paczek i jest włączanych do systemu urządzenia do dystrybucji paczek. W każdej skrytce (1) umieszczony jest zespół nadajnika (5.0) i zespół odbiornika (6.0) usytuowane na przeciwległych ściankach skrytki i zawierające elementy optoelektroniczne (8.2). Zespół nadajnika (5.0) zawiera emitery IR (5.1) i sterownik LED (5.2), a zespół odbiornika (6.0) zawiera fototranzystory IR (6.1) typu NPN o długości fali z zakresu bliskiego podczerwieni, multiplekser (6.2) oraz moduł realizujący funkcję logiczną OR (6.3). Każdy z zespołów wykonany jest w postaci płytki drukowanej (8.1) zamkniętej w podłużnej obudowie (8.4), a każda obudowa (8.4) ma na dłuższym boku wykonane otwory (8.5), odpowiadające rozmieszczeniu elementów optoelektronicznych (8.2). Ponadto na zewnętrznej powierzchni obudowy (8.4) od strony elementów optoelektronicznych (8.2), umieszczone są przeźroczyste przesłony (8.6), przy czym zespół odbiornika (6.0) usytuowany jest po stronie modułu sterująco-zasilającego (4.0).The subject of the application is an optical parcel detection system consisting of a control and power module, transmitter and receiver units located in the cabinet of the parcel distribution device and integrated into the parcel distribution device system. Each locker (1) contains a transmitter unit (5.0) and a receiver unit (6.0), located on opposite walls of the locker and containing optoelectronic components (8.2). The transmitter unit (5.0) contains IR emitters (5.1) and an LED driver (5.2), while the receiver unit (6.0) contains NPN IR phototransistors (6.1) with a near-infrared wavelength, a multiplexer (6.2), and a module implementing an OR logic function (6.3). Each assembly is made in the form of a printed circuit board (8.1) enclosed in an elongated housing (8.4), and each housing (8.4) has holes (8.5) on its longer side, corresponding to the arrangement of the optoelectronic components (8.2). Furthermore, transparent shutters (8.6) are placed on the outer surface of the housing (8.4) on the side of the optoelectronic components (8.2), with the receiver assembly (6.0) located on the side of the control and power supply module (4.0).

Description

Opis wzoru Przedmiotem wzoru uzytkowego jest system optyczny detekcji paczki, w skrytce szafy. Dotyczy zwlaszcza paczek umieszczanych lub zabieranych ze skrytki znajdujacej sie w szafie urzadzenia do dystrybucji paczek. W systemie wykorzystano metode optyczna na podczerwien. System ten wspoma- gany jest dedykowanym programem komputerowym i wspólpracuje z nadrzednym systemem urzadze- nia do dystrybucji paczek. Description of the design The subject of the utility model is an optical system for detecting parcels in a locker compartment. It applies specifically to parcels placed in or removed from a locker compartment located in the locker compartment of a parcel distribution device. The system uses an infrared optical method. This system is supported by a dedicated computer program and works with the master system of the parcel distribution device.

Znany jest z opisu patentowego PL226944 Zespól kontroli zajetosci skrytki w szafie nadawczo- -odbiorczej przesylek paczkowych, zawierajacy dno przechylne i czujnik wychylenia dna polaczony z elektronicznym ukladem sterowania. Czujnik stanowi plaska sprezyna z naklejonymi tensometrami, a w innych wykonaniach jest to przetwornik piezokwarcowy lub akcelerator. Opis ten ujawnia równiez to, ze monitorowanie zajetosci skrytek jest istotnym warunkiem sprawnego funkcjonowania systemu przesylek pocztowych wykorzystujacych siec Internetu i wieloskrytkowe szafy nadawczo-odbiorcze z dostepem inicjowanym indywidualnym kodem cyfrowo-literowym. Najpowszechniej stosowanymi sa zespoly bezkontaktowe z bramkami fotoelektrycznymi, których strumienie promieniowania przecinajac przestrzen skrytki wykrywaja obecnosc paczki. Rozwiazania takie sa przedstawione w niemieckich opi- sach patentowych DE19945526 i DE4447008. It is known from patent description PL226944, "A locker occupancy monitoring unit in a parcel delivery and receiving cabinet, containing a tilting bottom and a bottom tilt sensor connected to an electronic control system." The sensor is a flat spring with attached strain gauges, and in other embodiments, it is a piezo-quartz transducer or accelerator. This description also reveals that monitoring locker occupancy is an essential requirement for the efficient operation of the postal system using the Internet and multi-locker delivery and receiving cabinets with access initiated by an individual numeric-letter code. The most commonly used are contactless units with photoelectric gates, whose radiation beams, crossing the locker space, detect the presence of a parcel. Such solutions are presented in German patent descriptions DE19945526 and DE4447008.

Znany jest równiez dokument FR2976470A Urzadzenie do wykrywania obecnosci poczty w skrzynce pocztowej dla osób o ograniczonej sprawnosci ruchowej, posiada bezprzewodowa karte nadajnika wysylajaca informacje o obecnosci poczty do odbiorcy po wlozeniu poczty do otworu wrzuto- wego skrzynki pocztowej. Urzadzenie to posiada detektor i nadajnik zamocowane odpowiednio na we- wnetrznej górze i na wewnetrznym dnie skrzynki na listy. W górnej i dolnej czesci skrzynki na listy znaj- duje sie piec diod LED na podczerwien, za pomoca których bezprzewodowa karta nadajnika (9) wysyla informacje o obecnosci poczty do odbiornika w domu, gdy poczta zostanie wlozona przez otwór skrzynki na listy. Odbiornik wyposazony jest w zielona diode LED sygnalizujaca zasilenie odbiornika, zólta diode LED wskazujaca obecnosc poczty oraz czerwona diode LED sygnalizujaca niski poziom naladowania baterii odbiornika. Document FR2976470A, a device for detecting the presence of mail in a mailbox for people with reduced mobility, is also known. It has a wireless transmitter card that sends information about the presence of mail to the recipient after the mail is inserted into the mailbox opening. This device has a detector and transmitter mounted on the inner top and inner bottom of the mailbox, respectively. Five infrared LEDs are located in the upper and lower parts of the mailbox, using which the wireless transmitter card (9) sends information about the presence of mail to a receiver in the home when the mail is inserted through the mailbox opening. The receiver is equipped with a green LED indicating power, a yellow LED indicating the presence of mail, and a red LED indicating a low battery level.

Znany jest tez dokument US6433684B opisujacy Urzadzenie do wykrywania i sygnalizowania lub wskazywania stanu zawartosci pojemnika, a w szczególnosci skrzynki na listy. Urzadzenie to zawiera czujnik do rejestrowania zmiany stanu skrzynki na listy, do którego rejestracja jest przesylana i aktywuje, najlepiej zdalny wyswietlacz lub tym podobny, w celu wygenerowania na wyswietlaczu komunikatu wi- zualnego i/lub dzwiekowego sygnalizujacego, ze zawartosc zostala zdeponowana we wspomnianej skrzynce na listy. Jak wynika z opisu detektor jest umieszczony w zintegrowanej jednostce montazowej wykonanej w postaci uchwytu w ksztalcie litery U, który miesci plytke drukowana zawierajaca elementy elektroniczne, nadajnik swiatla, odbiornik swiatla oraz przewody i zasilacz, który to zespól jest umiesz- czony na dnie pojemnika. Document US6433684B is also known, describing a device for detecting and signaling or indicating the status of the contents of a container, and in particular a letterbox. This device comprises a sensor for registering a change in the status of the letterbox, to which the registration is transmitted and activates, preferably a remote display or the like, to generate a visual and/or audible message on the display indicating that the contents have been deposited in said letterbox. As can be seen from the description, the detector is housed in an integrated mounting unit made in the form of a U-shaped holder that houses a printed circuit board containing electronic components, a light transmitter, a light receiver, cables, and a power supply, which assembly is located on the bottom of the container.

Kolejnym znanym dokumentem jest US5393973A pod tytulem Optyczne uklady czujnikowe wy- korzystujace niewyrównane, zmruzone osie optyczne w porównaniu z osiami wyrównanymi. Dokument Uklad czujników optycznych i sposób dzialania sluzacy do kontrolowania kata akceptacji wiazek swiatla, które sa iteracyjnie strobowane w kanalach side-by-side pomiedzy nadajnikami i odbiornikami swiatla. Another well-known document is US5393973A, titled "Optical sensor systems using unaligned, squinted optical axes versus aligned axes." The document describes an optical sensor system and method of operation for controlling the acceptance angle of light beams that are iteratively strobed in side-by-side channels between light emitters and receivers.

Wiazki swiatla w co najmniej dwóch kanalach sa skierowane wzdluz osi, które sa celowo zle skierowane lub zmruzone. Obwód sterujacy mierzy amplitudy sygnalów wytwarzanych w odpowiedzi na swiatlo od- bierane przez odbiorniki swiatla i porównuje stosunek tych amplitud ze stosunkiem wczesniej okreslo- nych wartosci wysokiej i niskiej amplitudy, które zapewniaja okno progowe. Gdy stosunek amplitud sy- gnalu przekracza stosunek wartosci progowych okna, wytwarzany jest sygnal wyjsciowy wskazujacy na niebezpieczne warunki pracy. Obwód sterujacy utrzymuje ponadto wzmocnienie sygnalów z odbiorni- ków swiatla, aby pozostawalo w zakresie z góry okreslonych wartosci progowych okna. Light beams in at least two channels are directed along axes that are intentionally misdirected or squinted. A control circuit measures the signal amplitudes generated in response to light received by the light receivers and compares the ratio of these amplitudes to the ratio of predetermined high- and low-amplitude values that provide a threshold window. When the signal amplitude ratio exceeds the window threshold ratio, an output signal is generated indicating unsafe operating conditions. The control circuit also maintains the gain of the signals from the light receivers to remain within the predetermined window threshold values.

Znany jest równiez dokument US4266124A pod tytulem Fotoelektryczny system wykrywania obiektów. Sklada sie z jednostek nadawczych i odbiorczych. Nadajnik zawiera wiele zródel energii promieniowania, które sa strobowane sekwencyjnie i powtarzalnie przez taktowany licznik. Odbiornik posiada wiele detektorów energii promieniowania, srodki do wlaczania detektorów sekwencyjnie i syn- chronicznie ze strobowaniem zródel energii promieniowania, przekazniki podwójnego sterowania do uruchamiania lub konczenia pracy powiazanego urzadzenia oraz sprzezone obwody sterujace do wy- wolywania przekaznika zmiany stanu, jesli detektor energii promieniowania nie wykryje wiazki energii promieniowania, gdy jest wlaczony Wedlug niniejszego wzoru uzytkowego system optyczny detekcji paczki w skrytce szafy urzadze- nia do dystrybucji paczek, sklada sie z modulu sterujaco-zasilajacego, zespolów nadajnika i odbiornika umieszczonych w szafie urzadzenia do dystrybucji paczek i wlaczonych do systemu urzadzenia do dys- trybucji paczek. W kazdej skrytce umieszczony jest zespól nadajnika i zespól odbiornika usytuowane na przeciwleglych sciankach skrytki i zawierajace elementy optoelektroniczne. Document US4266124A is also known, titled "Photoelectric Object Detection System." It consists of transmitting and receiving units. The transmitter contains multiple radiant energy sources that are strobed sequentially and repeatedly by a clocked counter. The receiver has a plurality of radiant energy detectors, means for activating the detectors sequentially and synchronously with the strobes of the radiant energy sources, dual control relays for activating or terminating the associated device, and coupled control circuitry for causing the relay to change state if the radiant energy detector does not detect a beam of radiant energy when activated. According to the present utility model, an optical system for detecting a parcel in a compartment of a cabinet of a parcel distribution device comprises a control and power supply module, transmitter and receiver units located in the cabinet of the parcel distribution device and incorporated into the system of the parcel distribution device. Each compartment contains a transmitter and receiver unit located on opposite walls of the compartment and containing optoelectronic components.

Istota rozwiazania jest to, zespól nadajnika zawiera emitery IR i sterownik LED, a zespól odbior- nika zawiera fototranzystory IR typu NPN o dlugosci fali z zakresu bliskiego podczerwieni, ponadto mul- tiplekser i modul realizujacy funkcje logiczna OR. Kazdy z zespolów wykonany jest w postaci plytki drukowanej zamknietej w podluznej obudowie, a kazda obudowa ma na dluzszym boku, wykonane otwory odpowiadajace rozmieszczeniu elementów optoelektronicznych, odpowiednio, emiterów IR ze- spolu nadajnika i fototranzystorów IR zespolu odbiornika. Ponadto na zewnetrznej powierzchni obudowy od strony elementów optycznych, umieszczone sa przezroczyste przeslony. Zespól odbiornika, umiesz- czony w swojej obudowie, usytuowany jest po stronie modulu sterujaco-zasilajacego. The essence of the solution is that the transmitter assembly contains IR emitters and an LED driver, while the receiver assembly contains NPN IR phototransistors with a near-infrared wavelength, a multiplexer, and a module implementing an OR logic function. Each assembly is made as a printed circuit board enclosed in an elongated housing, and each housing has holes on its longer side corresponding to the arrangement of optoelectronic components: the IR emitters of the transmitter assembly and the IR phototransistors of the receiver assembly, respectively. Furthermore, transparent shutters are placed on the outer surface of the housing, on the side facing the optical elements. The receiver assembly, located in its housing, is located on the side of the control and power supply module.

Tak skonstruowany system jest urzadzeniem wykrywajacym paczke lub jej brak w skrytce. Wy- korzystuje wiazki swiatla podczerwonego emitowanego i odbieranego przez umieszczone naprzeciw siebie zespoly. Dzieki zastosowaniu swiatla podczerwonego dzialanie systemu nie jest zaklócane przez dostep oswietlenia zewnetrznego. This system detects whether a package is present or missing from a locker. It uses infrared light beams emitted and received by units placed opposite each other. Thanks to the use of infrared light, the system's operation is not interrupted by external lighting.

Rozwiazania, wedlug wzoru uzytkowego, pokazano na rysunku. Na fig. 1 pokazano system op- tyczny detekcji paczki umieszczony w skrytce szafy urzadzenia do dystrybucji paczek. Fig. 2 jest sche- matem blokowym systemu, fig. 3 – szczególem plytki drukowanej, natomiast fig. 4 – pokazuje przekrój fragmentu zamontowania elementu optoelektronicznego. Fig. 5 jest schematem polaczen elementów elektronicznych, obrazujacym przebieg dzialanie systemu optycznego. The solutions, according to the utility model, are shown in the drawing. Fig. 1 shows the optical parcel detection system located in a compartment of the parcel distribution device cabinet. Fig. 2 is a block diagram of the system, Fig. 3 – a detail of the printed circuit board, and Fig. 4 – a cross-section of a fragment of the optoelectronic component assembly. Fig. 5 is a circuit diagram of the electronic components, illustrating the operation of the optical system.

System optyczny detekcji paczki w skrytce 1, sklada sie z elektrycznego modulu sterujaco- -zasilajacego 4 wraz z mechanizmem ryglujacym 3, zespolu nadajnika 5 i zespolu odbiornika 6. The optical parcel detection system in the locker 1 consists of an electric control and power supply module 4 with a locking mechanism 3, a transmitter unit 5 and a receiver unit 6.

System umieszczany jest w szafie urzadzenia do dystrybucji paczek 2 i polaczonych z zasilaniem i mikrokontrolerem 7 systemu urzadzenia do dystrybucji paczek. Wewnatrz, skrytki 1,0, nad dnem konstrukcyjnym 1, umieszczony jest zespól nadajnika 5 i zespól odbiornika 6. Zespól nadaj- nika 5 i zespól odbiornika 6 usytuowane sa na przeciwleglych sciankach 1 skrytki 1. Zespól nadajnika 5 zawiera emitery IR 5 i sterownik LED 5, a zespól odbiornika 6 zawiera fototranzy- story IR 6 typu NPN o dlugosci fali z zakresu bliskiego podczerwieni oraz multiplekser 6 i modul realizujacy funkcje logiczna OR 6. Kazdy z zespolów wykonany jest w postaci plytki drukowanej 8 zamknietej w podluznej obudowie 8, a kazda obudowa 8 ma na dluzszym boku, wykonane otwory 8 odpowiadajace rozmieszczeniu elementów optoelektronicznych 8, odpowiednio, emite- rów IR 5 zespolu nadajnika i fototranzystorów IR 6 zespolu odbiornika. Pola lutowania 8 emiterów IR 5 i fototranzystorów IR 6 usytuowane sa od strony optyki tych elementów. Na zewnetrznej po- wierzchni kazdej obudowy od strony elementów optycznych, umieszczone sa przezroczyste przeslony 8. Zespól odbiornika 6, umieszczony w swojej obudowie, usytuowany jest po stronie modulu ste- rujaco-zasilajacego 4 skrytki 1 szafy urzadzenia do dystrybucji paczek. Podlaczenia elektroniki 8 elementów optoelektronicznych 8 znajduja sie w przestrzeni szafy 2 urzadzenia do dystrybucji pa- czek po zewnetrznej stronie skrytki 1 i sa przylaczone do systemu urzadzenia do dystrybucji paczek przez wyciecie na plytke drukowana 8. The system is placed in the parcel distribution device cabinet 2 and connected to the power supply and microcontroller 7 of the parcel distribution device system. Inside the compartment 1.0, above the structural bottom 1, a transmitter unit 5 and a receiver unit 6 are placed. The transmitter unit 5 and the receiver unit 6 are located on opposite walls 1 of the compartment 1. The transmitter unit 5 contains IR emitters 5 and an LED driver 5, and the receiver unit 6 contains NPN IR phototransistors 6 with a wavelength in the near infrared range, as well as a multiplexer 6 and a module performing the OR logic function 6. Each of the units is made in the form of a printed circuit board 8 enclosed in an elongated housing 8, and each housing 8 has on its longer side holes 8 corresponding to the arrangement of optoelectronic elements 8, respectively, IR emitters 5 of the transmitter unit and IR phototransistors 6 of the receiver assembly. The solder pads for 8 IR emitters 5 and IR phototransistors 6 are located on the optical side of these components. Transparent shutters 8 are located on the outer surface of each housing, on the optical components side. The receiver assembly 6, housed in its housing, is located on the side of the control and power supply module 4 of locker 1 of the parcel distribution device cabinet. The electronics connections for 8 optoelectronic components 8 are located in the space of cabinet 2 of the parcel distribution device on the outside of locker 1 and are connected to the parcel distribution device system through a cutout on the printed circuit board 8.

Na Fig. 5 przedstawiono schemat polaczen elementów elektronicznych wyjasniajacy przebieg pro- cesu detekcji paczki. Uruchomienie procesu detekcji paczki polega na okreslonym, sekwencyjnym wy- sterowaniu sygnalów wyjsciowych S0, S1, S2 z modulu sterujaco-zasilajacego 4 do ukladu multiplek- sera 6. Wspomniane sygnaly oparte na logice dwustanowej LOW/HIGH umozliwiaja odczyt wartosci sygnalu analogowego kazdego z fototranzystorów IR 6 polaczonych z wejsciami Y1–Y7 multiplek- sera 6. Jednoczesnie sprawdzana jest poprawnosc napiecia w sekcji zasilania Y0. Z chwila wystero- wania sygnalów S0, S1, S2 nastepuje uruchomienie emiterów IR 5 poprzez uklad realizujacy funkcje logiczna bramki OR 6. Zespól nadajników IR 5 emituje wiazki swiatla podczerwonego do zespolu odbiorników IR 6. System optyczny detekcji paczki okresla stan skrytki 1 na podstawie oswietlonych fototranzystorów IR 6. Wartosci sygnalów z fototranzystorów IR 6 przesylane sa linia sygnalowa Z do modulu sterujaco-zasilajacego 4. Zmiana wartosci sygnalów z fototranzystorów IR 6 na liniach Y1–Y7 w pewnym, konfigurowanym programowo zakresie, swiadczy o mozliwej obecnosci paczki w skrytce 1. Inaczej mówiac przerwanie wiazki swietlnej pomiedzy zespolem nadajnika 5, a zespo- lem odbiornika 6 swiadczy o obecnosci paczki w skrytce 1 System detekcji, wedlug niniejszego wzoru uzytkowego moze znalezc zastosowanie równiez w innych obiektach wyposazonych w skrytki. Fig. 5 shows a circuit diagram of the electronic components explaining the parcel detection process. The parcel detection process is initiated by a specific, sequential control of the output signals S0, S1, and S2 from the control and power supply module 4 to the multiplexer circuit 6. These signals, based on binary LOW/HIGH logic, enable reading the analog signal value of each of the IR phototransistors 6 connected to inputs Y1–Y7 of multiplexer 6. Simultaneously, the correct voltage in the power supply section Y0 is checked. When signals S0, S1, and S2 are activated, IR emitters 5 are activated via a circuit performing the logical function of an OR gate 6. The IR transmitter 5 emits infrared light beams to the IR receiver 6. The optical parcel detection system determines the status of locker 1 based on the illuminated IR phototransistors 6. The signal values from IR phototransistors 6 are transmitted via signal line Z to control and power supply module 4. A change in the signal values from IR phototransistors 6 on lines Y1–Y7 within a certain, software-configurable range indicates the possible presence of a package in locker 1. In other words, an interruption of the light beam between transmitter 5 and receiver 6 indicates the presence of a parcel in locker 1. The detection system, according to this utility model, may also be used in other facilities equipped with lockers.

Wykaz oznaczen 1 skrytka 1 dno konstrukcyjne skrytki 1 scianka skrytki 2 szafa urzadzenia do dystrybucji paczek 3 mechanizm ryglujacy 4 modul sterujaco-zasilajacy zespól nadajnika emiter IR sterownik LED 6 zespól odbiornika 6 fototranzystor IR 6 multiplekser 6 modul realizujacy funkcje logiczna OR 7 mikrokontroler (systemu urzadzenia do dystrybucji paczek) 8 plytka drukowana (zespolu nadajnika lub odbiornika) 8 element optoelektroniczny 8 pole lutowania 8 obudowa (zespolu nadajnika lub odbiornika) 8 otwory (odpowiadajace umieszczeniu elementów optoelektronicznych) 8 przezroczysta przeslona 8 podlaczenia elektroniki 8 wyciecie na plytke drukowanaList of markings 1 locker 1 locker bottom 1 locker wall 2 parcel distribution device cabinet 3 locking mechanism 4 control and power supply module transmitter unit IR emitter LED driver 6 receiver unit 6 IR phototransistor 6 multiplexer 6 OR logic module 7 microcontroller (parcel distribution device system) 8 printed circuit board (transmitter or receiver unit) 8 optoelectronic component 8 solder pad 8 housing (transmitter or receiver unit) 8 holes (for the placement of optoelectronic components) 8 transparent cover 8 electronics connections 8 cutout for printed circuit board

Claims

Protective disclaimer

1. An optical parcel detection system, consisting of a control and power supply module, transmitter and receiver units placed in the cabinet of the parcel distribution device and connected to the parcel distribution device system, and in each locker there is a transmitter unit and a receiver unit placed on opposite walls of the locker and containing optoelectronic elements, characterized in that the transmitter unit (5.0) contains IR emitters (5.1) and an LED driver (5.2), and the receiver unit (6.0) contains NPN IR phototransistors (6.1) with a wavelength in the near infrared range, a multiplexer (6.2), and a module implementing the OR logic function (6.3), wherein each of the units is made in the form of a printed circuit board (8.1) enclosed in an elongated housing (8.4), and each housing (8.4) has holes (8.5) on its longer side, corresponding to the arrangement of optoelectronic elements (8.2), IR emitters (5.1) and IR phototransistors (6.1), respectively, and in addition, on the outer surface of the housing (8.4) on the side of the optoelectronic elements (8.2), transparent covers (8.6) are placed, with the receiver unit (6.0) being located on the side of the control and power supply module (4.0).