Система определения наличия/отсутствия товара на полке
GOODS PRESENCE/ABSENCE ON SHELF DETECTION SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к системам автоматизированного учета, контроля и обработки данных, используемых в области торговли, в частности, к системам определения наличия/отсутствия товара на полке с независимыми датчиками и радиообменом информацией, и предназначено для автоматического сбора, обработки и передачи информации о состоянии полок и стеллажей в местах продаж.
Уровень техники
В настоящее время в целях наиболее эффективного размещения товара в местах продаж, увеличения объема продаж, повышения покупательской активности и стимуляции работы продавцов используется множество устройств, в том числе реализованных совместно с применением систем учета и контроля проданного/оставшегося товара.
Из уровня техники известны устройства, включающие в себя различные способы определения количества проданного и/или оставшегося товара на полках, однако ни одно из них в полной мере не соответствует заявленному техническому решению.
Так, например, можно выделить ближайший аналог заявленному техническому решению, описанный в патенте RU168336, опублик. 30.01.2017. Данный аналог включает в себя систему из оптических датчиков и контроллера, соединенного с вышеупомянутыми датчиками по радиоканалу. Датчики производят регистрацию состояния наличия/отсутствия объекта контроля внутри накопителя товара, путем измерения отраженного от него светового излучения.
Недостатком известного устройства является то, что оно предусмотрено для установки в накопитель товара и не подходит для плоских полок, содержащих свободно стоящие товары. Вторым недостатком устройства является невозможность оценки наполненности полки или накопителя, поскольку отраженный световой луч свидетельствует только о факте наличия товара в накопителе. Состояние накопителя может изменяться между  "товар есть" и "товара нет", что не позволяет оценить промежуточные состояния и позволяет провести оценку скорости выбытия товара. Так же устройство не позволяет оценить вес оставшегося товара.
Также известно изобретение, описанное в патенте RU2630749, опублик. 12.09.2017.
Технический результат указанного решения – эффективное отслеживание товаров на торговых стендах в режиме реального времени. Система для слежения за товарами на полках для установки на торговом стенде, содержащая инвентарные зоны, которые представляют одну или несколько единиц продукта в одной или нескольких из следующих компоновок: одна или несколько единиц продукта расположены внутри контейнера в конфигурации, предусматривающей один или несколько слоев в глубину, одна или несколько единиц продукта свободно расположены в контейнере, или каждая из одной или нескольких единиц продукта подвешена на крючке вешалки; один или несколько датчиков продуктов, каждый из которых функционально связан с одной или несколькими инвентарными зонами и которые преобразуют обнаруженное количество одной или нескольких единиц продукта в соответствующий аналоговый электромагнитный сигнал; установочную структуру, которая прикрепляет один или несколько датчиков продуктов к торговому стенду относительно одной или нескольких единиц продукта так, чтобы один или несколько датчиков продуктов обнаруживали количество одной или нескольких единиц продукта; процессор для обработки электромагнитных сигналов, связанный с одним или несколькими датчиками продуктов, который периодически дискретизирует выходные данные из одного или нескольких датчиков продуктов, а также преобразует аналоговый сигнал в цифровой сигнал; систему автокалибровки, связанную с процессором для обработки электромагнитных сигналов, которая обнаруживает изменчивость фона аналогового электромагнитного сигнала и на основании этого устанавливает порог активности для каждого одного или нескольких датчиков продуктов, причем порог активности является настраиваемым множителем изменчивости фона, и порог активности представляет чувствительность связанного датчика продуктов; и систему обнаружения связанного с манипуляцией события, которая определяет возникновение связанного с запасами события в одной или нескольких инвентарных зонах, когда изменчивость соответствующего аналогового сигнала превышает порог активности, причем система обнаружения связанного с манипуляцией события приостанавливает автокалибровку во время связанного с запасами события, и система обнаружения связанного с манипуляцией события идентифицирует один или несколько датчиков продуктов, участвующих в подаче сигнала, касающегося связанного с запасами события, перед завершением связанного с запасами события, и система обнаружения связанного с манипуляцией события определяет окончание связанного с запасами события, когда изменчивость каждого соответствующего аналогового электромагнитного сигнала станет ниже указанного порога активности для каждого из участвующих в подаче сигналов датчиков продуктов.
Согласно некоторым вариантам осуществления датчики продуктов преобразуют количество продуктов в картонной таре для розничных продуктов в пропорциональное электромагнитное свойство. Примерные датчики продуктов, которые могут быть реализованы отдельно или в различных сочетаниях, включают в себя датчик на основе чувствительного к давлению резистора (ЧДР), расположенный под картонной тарой для розничных продуктов; ультразвуковой зонд, расположенный над верхней частью картонной тары для розничных продуктов; емкостный датчик, расположенный под картонной тарой для розничных продуктов; оптический датчик; камеру на базе приборов с зарядовой связью (ПЗС) и блок анализа изображений или любой другой тип датчиков, известный в настоящее время или разработанный в будущем, который может преобразовывать количество продуктов в картонной таре для розничных продуктов в пропорциональное электромагнитное свойство или цифровой сигнал. Эти датчики могут быть использованы индивидуально или в группах, или в сочетании друг с другом, а также с другими датчиками, известными из уровня техники.
На фиг. 24 представлен пример установочной системы с набором цепей датчиков, характеризующихся гексагональной конфигурацией , которая может быть расположена на гибкой подложке. Цепи датчиков могут характеризоваться конфигурацией в виде сот, расположенной на полке для того, чтобы покрыть всю площадь полки и сконфигурированной в виде нескольких инвентарных зон.
На фиг. 25 представлен пример установочной системы с набором цепей датчиков, характеризующихся прямоугольной конфигурацией, которая может быть расположена на гибкой подложке. Цепи датчиков могут характеризоваться прямоугольной конфигурацией, расположенной на полке для того, чтобы покрыть всю площадь полки и сконфигурированной в виде нескольких инвентарных зон.
Недостатком указанного изобретения является невозможность контроля состояния поверхности покрытия. Из-за характера датчиков покрытие выполняется из гибкого материала и при значительном количестве использований изнашивается, покрывается "задирами" и теряет потребительский вид. Вид и состояние торгового оборудования является важным качеством в конкурентной борьбе. Также изношенное чувствительное покрытие искажает показания различных датчиков/измерителей, приводит к увеличению их погрешности. При значительном количестве магазинов и торгового оборудования вопрос контроля износа должен решаться автоматизировано и централизовано. Предлагаемое изобретение решение решает этот вопрос за счет использования контролирующего контура целостности.
Вторым недостатком данного изобретения является деградация подложки с датчиками при длительном использовании. При длительном нахождении товара на одном месте подложка продавливается. Продавленная подложка ухудшает товарный вид торгового оборудования и искажает показания датчиков. Представленное техническое решение решает этот вопрос за счет использования, в технологии производства, пеноматериалов, например ячеистую пластмассу с закрытым характером полостей. Полости, наполненные воздухом, восстанавливают состояние подложки за счет давления воздуха внутри полости.
Третьим недостатком указанного изобретения является погрешность измерений веса, весового градиента и факта наличия груза при использовании в морозильных камерах и холодильниках. При размещении вышеуказанного изобретения внутри среды с температурой ниже температуры воздуха, в торговом зале возникает постоянная ошибка. Постоянная ошибка возникает за счет повышения жесткости подложки и изменений свойств датчиков от изменений температуры. В представленном изобретении проблема решается за счет передачи температуры окружающей среды на центральный концентратор для корректировки результатов измерений.
Раскрытие изобретения
Задачей заявленного изобретения является разработка конструкции системы определения наличия/отсутствия товара на полке, которая позволит устранить недостатки предшествующего уровня техники, усовершенствовать конструкцию и функциональности аналогов, то есть обеспечить автоматический сбор, обработку и передачу информации о состоянии чувствительных поверхностей, наличии товаров на них и их веса, расположенных в местах продаж, в реальном времени (дистанционно).
Также предлагаемое решение направлено на передачу температуры среды для корректировки измерений и уменьшения погрешности измерений. В предлагаемом изобретении учтена деградация наполнителя подложки с измерителями за счет использования ячеистых пластмасс.
Техническими результатами заявленных изобретений являются:
- усовершенствование и расширение функциональных возможностей систем учета и контроля количества размещенного и/или проданного товара, фиксации операций с товаром в режиме реального времени (дистанционно).
- обеспечение автоматического сбора, обработки и передачи информации о состоянии чувствительных к давлению покрытий на полках, расположенных в местах продаж, в реальном времени (дистанционно);
- упрощение монтажа/демонтажа системы.
Достижение заявленного технического результата обеспечивается тем, что в предлагаемой системе центральный концентратор и блок обработки чувствительного покрытия соединены друг с другом беспроводной связью, в частности, радиоканалом с возможностью передачи информации о наличии товара, что существенным образом упрощает монтаж устройства. Кроме того, заявляемая система благодаря своей универсальности и небольшим габаритам подходит для всех типов стеллажей, полок, лотков и прочего торгового оборудования включая, но не ограничиваясь холодильными установками, расположенными в торговых залах.
Система определения наличия/отсутствия товара на полке, согласно заявляемому изобретению включает блок обработки, чувствительное покрытие, заполненное полимерным материалом с воздушными полостями, снабженное измерителями, установленными внутри полимерного материала и выполненными с возможностью регистрации веса, давления, состоящее из секторов. При этом каждый сектор имеет координату, соответствующий измеритель и связан с датчиками, установленными в блоке обработки, через общую проводную шину, и с возможностью определения координаты точки приложения веса, давления от товара, и центральный концентратор, выполненный с возможностью получения, записи сигналов от датчиков и их сравнения, при этом каждый датчик соединен в общую шину физического уровня с модемом беспроводной связи, связанным с концентратором по беспроводной связи или проводной связи.
Согласно варианту осуществления изобретения указанные измерители являются тензорезистивными или пьезоэлектрическими.
К указанным датчикам системы дополнительно могут быть установлены датчик температуры и датчик сопротивления контролирующего контура.
Чувствительное покрытие системы может дополнительно содержать проводной контур, установленный с возможностью выдачи возмущения о повреждении покрытия и связанный с датчиком сопротивления контролирующего контура.
Также чувствительное покрытие может дополнительно содержать измеритель температуры, связанный с датчиком температуры.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 представлена общая схема системы определения наличия/отсутствия товара на полке.
На Фиг. 2 представлена схема расположения чувствительных покрытий по секторам на полке.
На Фиг. 3 представлена схема блока обработки.
На Фиг. 4 представлен пример расположения элементов внутри чувствительного покрытия в разрезе.
Осуществление изобретения
Решение поставленной выше задачи и достижение заявленного технического результата реализуется за счет изобретения, которое в общем виде раскрывается на чертежах.
Заявляемая система состоит из чувствительного к давлению покрытия 1, блока обработки/контроллера 3, центрального концентратора 4 (см.Фиг. 1). Принцип действия изобретения основан на регистрации веса полезного груза/товара 2 на контроллере 3 и далее передачи веса полезного груза и координаты на центральный концентратор 4 для последующей оценки количества занятости свободного пространства. Для этого полка/стеллаж покрывается чувствительным к весу покрытием 1. Покрытие 1 представляет собой полимерную пленку, пластину или пористую структуру с закрытым характером пористости, внутри которой расположены измерители давления 17 в миниатюрном исполнении.
Связь контроллера 3 с концентратором 4 осуществляется по беспроводному соединению 5 или проводному соединению 6 (см. Фиг. 1). Способ соединения зависит от особенности помещения и решаемой задачи.
Измерители давления 17 могут быть тензорезистивными, пьезоэлектрическими или любыми другими, чувствительными к весу.
Покрытие 1 полки или стеллажа (см. Фиг. 2) состоит из секторов 7, размер каждого из секторов 7 и его координата, в привязке к покрытию 1, известны заранее или задаются в момент производства. Каждому сектору 7 соответствует числовая координата (A..N;A..N), где первая буква отвечает за порядковый номер сектора по ширине покрытия от A до некоторого числа N, тогда как вторая по длине покрытия, так же от A до некоторого числа N. Каждому чувствительному сектору 7 соответствует свой измеритель 17, который находится внутри чувствительного покрытия 1. Количество секторов 7 равно количеству соответствующих им измерителей 17 и каждый такой сектор 7, ровно как и измеритель 17, имеет свой номер XY, где X,Y находится в заранее известных пределах между A и N, соответственно. Поскольку, каждый чувствительный сектор 7, ровно как и соответствующий ему измеритель 17 имеет координату и собственный номер XY, то для определения веса товара на чувствительном покрытии 1 и координаты этого товара каждый измеритель 17 имеет соединение с соответствующим датчиком 9 по общей проводной шине 8.
На Фиг. 3 представлен блок обработки/контроллер 3. Общая шина 8 соединяется с блоком обработки 3. От каждого чувствительного сектора 7 и соответствующего измерителя 17 по шине 8 осуществляется соединение с датчиками 9. Датчик 9, в качестве примера, может быть произведен компанией ZETLAB. Каждому датчику 9 соответствует чувствительный сектор 7, показатели которого снимаются. Датчик 9, измеряя свойства измерителя 17, определяет уровень веса. Таким образом, определяется вес на чувствительный сектор 7 соответствующего измерителя 17. Для контроля состояния поверхности покрытия 1 и для измерения температуры к датчикам 9 дополнительно устанавливаются датчик температуры 14 и датчик сопротивления контролирующего контура 15.
Каждый датчик 9 соединен в общую шину10 физического уровня, (например RS-485) c модемом беспроводной связи 11.
Модем 11 и концентратор 4 соединяются по беспроводной связи 5 по протоколу LPWAN (или подобному gsm, wi-fi и другие), например, при помощи устройств СТРИЖ (https://strij.tech/).
На Фиг. 4 представлен пример расположения элементов внутри чувствительного покрытия 1 в разрезе, без учета масштаба. Чувствительное покрытие 1 заполняется полимерным материалом с воздушными полостями 13 для компенсации вдавливаний от продолжительного нахождения товаров на данном покрытии 1. Внутри наполнителя располагаются измерители 17, регистрирующие вес, а также измерители температуры 16 (см. Фиг. 4).
Наиболее подверженный износу слой покрытия снабжается тонким проводным контуром 12. Контур 12 представляет собой замкнутую проводную линию, соединенную по общей шине с датчиком сопротивления контролирующего контура 15. Контур 12,при повреждении, увеличит сопротивление, поскольку замкнутая проводная линия будет разорвана. Датчик измерения сопротивления 15 зарегистрирует это изменение и создаст событие, которое по шине 10 и далее через модем 11 будет направлено на центральный концентратор 4.
Система, согласно изобретению, может выдавать как вес, градиент веса, в привязке к координатам полки, так и сигнал в виде бинарного ответа вида "есть товар/нет товара". Указанные возможности получаются за счет интерпретации сигналов от датчиков веса/давления 9, которые, в свою очередь, по принципу работы выдают цифровое значение веса товара, который находится над измерителем 17 в соответствующем чувствительном секторе 7, координата которого заранее известна. Если товара над измерителем 17 нет, то этому будет соответствовать значение веса 0, что означает отсутствие товара. Центральный концентратор 4 содержит агрегированную информацию о всех полках и наличию свободного места на них.
Принцип работы системы следующий. Чувствительное покрытие 1 расстилают в торговом зале непосредственно на полки под товарами 2. Товары 2 устанавливают на покрытие 1. Каждый измеритель 17, соответствующего чувствительного сектора 7 приобретает статическое состояние и его показатель снимается датчиком 9 по общей шине 8. Далее, уже оцифрованный сигнал от датчика 9 по шине 10, поступает на модем 11. После этого сигнал поступает на центральный концентратор 4, где состояние конкретного чувствительного покрытия 1 и чувствительного сектора 7 на нем записывается. В случае, если товар 2 на конкретном чувствительном секторе 7 поднят, то соответствующий сектору датчик 9 зафиксирует возмущение и передаст оцифрованный сигнал по модему 11 на центральный концентратор 4. В концентраторе 4 сравниваются два состояния конкретных чувствительных секторов 7, из которых можно сделать вывод, что с полки в конкретном месте был убран товар. Оцифрованный сигнал содержит вес и информацию о весе товара на полках, которая доступна для анализа на центральном концентраторе 4.
Периодически, датчики 9 снимают показания измерителей 17 соответствующих чувствительных секторов 7 сразу всего чувствительного покрытия 1 и отправляют их по модему 11 на центральный концентратор 4. Для каждого чувствительного сектора 7 на конкретный момент времени существует записанное цифровое значение веса и по этим значениям строится градиентное распределения веса товаров на всем чувствительном покрытии 1.
В случае повреждения верхнего слоя чувствительного покрытия 1 происходит повреждение контролирующего контура 12 (см. Фиг. 4). Контур 12 связан с измерителем сопротивления 15. Например, при выполнении контролирующего контура 12 из медной проволоки, сопротивление контура значительно возрастает, что свидетельствует об обрыве контура. Датчик 15 передаст оцифрованное возмущение на модем 11 и далее возмущение попадает на концентратор 4, где возникает событие, информирующее о необходимости замены чувствительного покрытия 1.
В заданный момент времени измеритель температуры 16 снимает показания температуры чувствительного покрытия 1 по шине 8 передает на датчик 14. Далее датчик 14 в оцифрованном виде передает данные по шине 10 в модем 11. Модем 11 по радиоканалу передает сигнал для обработки в центральный концентратор 4. В концентраторе 4, в зависимости от температуры чувствительной поверхности, вносятся изменения в результаты измерения веса, градиента веса или результаты определения наличия/отсутствия товара на полке.