CN100458823C - 基于射频识别技术的自动巡检机器人系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于物品存储自动化管理领域，结合射频识别(RFID)技术和机器人技术，建立了一个用于物品存储自动化管理领域的自动巡检机器人系统，该系统由电子标签、天线和电子标签读写器等射频识别设备、自动巡检机器人、数据通信网络和巡检管理终端组成，这个系统能够快速批量、远距离读取物品编码，且无需人工参与，不仅能够对已知环境内的大量物品进行巡检和盘点，而且能自动查找该环境内指定物品的位置。
Description
技术领域
本发明属于物品存储自动化管理领域，主要涉及一种基于射频识别技术的自动巡检机器人系统。
技术背景
随着社会的发展，信息量不断扩大。物流中心、图书馆、档案馆以及博物馆等企业或机构，都需要对其内部所存储的物品，如货物、图书、档案、展品、贵重物品等进行有效的管理。一种有效的方法就是给每件物品编号，通过唯一的编码表示该物品，可以在巡检、盘点时降低一定的工作量。为了便于查找这个唯一编码，使用了条码技术。条码技术的信息采集速度快，其录入信息的速度是键盘录入的20倍；采集信息量大，一次可以采集几十位字符的信息，使录入的信息量成倍增加；可靠性高，误码率仅有百万分之一；设备结构简单，成本低。但是条码存储数据相对较少，使用寿命短，且需要近距离依次扫描，进行一次库存盘点耗时费力，经常对企业的正常生产活动造成影响。为此需要一种能够快速批量远距离读取，且非人工参与的自动巡检机器人系统，提高物品存储自动化管理的效率，降低工作人员的劳动强度。
射频识别(Radio Frequency Identification)通称RFID，是一种利用射频技术实现的非接触式自动识别技术。它可以实现对电子标签的快速读写，其设备具有体积小、形状多样、使用寿命长、可重复使用、存储容量大、能穿透非导电性材料等特点，并且可以实现多目标识别和移动目标识别，通过与互联网技术的结合可以实现全球范围内物品的跟踪与信息的共享。RFID技术用于物流、制造与服务等行业可以大幅提高企业的管理和运作效率，并降低流通成本；用于身份识别、资产管理等领域则可以实现快速批量的识别和定位，并根据需要进行长期跟踪管理。随着技术的进一步完善和应用的广泛推进，RFID产品成本将迅速降低，其带动的产业链将成为一个新兴的高技术产业群，基于RFID技术的支撑环境建设也将对提升社会信息化水平、促进经济可持续发展、提高人民生活质量、加强公共安全与国防安全等产生广泛的影响。基于射频识别技术的自动巡检机器人系统，将给物品存储自动化管理领域带来革命性变化。
发明内容
本发明的目的是利用射频识别(RFID)设备能够快速批量、远距离读取，且非人工参与的特点，设计了一种基于射频识别技术的自动巡检机器人系统。该系统不仅能够对已知环境内的大量物品进行巡检和盘点，而且能自动查找该环境内指定物品的位置。
本发明的原理是：自动巡检机器人通过地理坐标电子标签读写器读取地理坐标电子标签的编码，然后通过有线或无线通信方式把该编码发送给巡检管理终端，巡检管理终端从地理坐标数据库中检索出该编码对应的地理坐标，再根据巡检需要通过数据通信网络向自动巡检机器人发出指令，用来调整自动巡检机器人的移动路线和起落架的空间姿态。在移动过程中，它所携带的电子标签读写器对货架上每件物品上电子标签进行读取，进而获得相应物品的总体信息。
巡检机器人本体由走行机构、电机、控制系统、电源系统和辅助机械系统所构成，它能执行前进、后退、转弯等动作。为了完成巡检任务，自动巡检机器人上还安装有地理坐标电子标签读写器、巡检电子标签读写器、起落架以及网络通信设备。其中，地理坐标电子标签读写器安装在自动巡检机器人的底盘下面；巡检电子标签读写器安装在起落架上。自动巡检机器人上的起落架不仅能垂直升降，而且能以垂向为轴进行旋转。
地理坐标电子标签安装在已知环境中自动巡检机器人途径路线上，它的编码和它所在的地理位置有一一对应的关系。物品电子标签粘贴在物品表面，或安装在物品的包装上。自动巡检机器人在移动过程中，配合起落架的各个动作，不停的读取物品电子标签的编码，然后通过数据传输网络把所读到的编码发送给巡检管理终端。
一种基于射频识别技术的自动巡检机器人系统，由自动巡检机器人本体、地理坐标电子标签读写器、巡检电子标签读写器、起落架以及网络通信设备、数据通信网络和巡检管理终端组成，其中，地理坐标电子标签读写器安装在自动巡检机器人本体的底盘下面；巡检电子标签读写器安装在起落架上，自动巡检机器人在环境已知的地域中移动，分别用地理坐标电子标签读写器和巡检电子标签读写器读取地理坐标电子标签的编码和物品电子标签的编码，然后根据地理坐标电子标签的编码对应的地理坐标，调整自动巡检机器人的移动路线和起落架的空间姿态。
所述的基于射频识别技术的自动巡检机器人系统，系统中有两套独立的射频识别设备，其中地理坐标射频识别设备用来获得自动巡检机器人地理坐标，该射频识别设备的电子标签读写器安装于机器人的底盘上，而电子标签安装在巡检机器人所途径的路线上，巡检射频识别设备用来读取物品的信息，它的电子标签读写器安装在自动巡检机器人上的起落架上，而电子标签安装在需要进行盘点的各件物品上。
所述的基于射频识别技术的自动巡检机器人系统，地理位置电子标签的编码和它所在的地理位置有一一对应的关系。
所述的基于射频识别技术的自动巡检机器人系统，自动巡检机器人上的起落架不仅能垂直升降，而且能以垂向为轴进行旋转。
所述的基于射频识别技术的自动巡检机器人系统，巡检管理终端的计算机系统中贮存有两个数据库，一个是物品信息数据库，该数据库的数据记录和物品的电子标签编码相对应；另一个是所在环境地理坐标数据库，该数据库的数据记录和各个地理坐标电子标签的位置坐标相对应。
所述的基于射频识别技术的自动巡检机器人系统，自动巡检机器人上的计算机系统和巡检管理终端之间建有有线或无线数据通信网络，地理坐标电子标签读写器和巡检电子标签读写器所读取信息通过该数据通信网络实时发送给巡检管理终端，巡检管理终端所发出的各个指令也通过该数据通信网络发送给自动巡检机器人。
附图说明
图1表示基于射频识别技术的自动巡检机器人系统示意图。
图2是自动巡检机器人结构示意图。
具体实施方式
图1以仓库资产管理为例，表示基于射频识别技术的自动巡检机器人系统示意图，由自动巡检机器人本体(1)及本体上网络通信设备(11)、地理坐标电子标签读写器(2)、巡检电子标签读写器(3)、起落架(4)、地理坐标电子标签(5)、物品电子标签(6)、物品(7)、货架(8)、巡检管理终端(9)及终端上网络通信设备(12)以及仓库(10)组成，其中地理坐标电子标签(5)安装在仓库(10)中自动巡检机器人途径路线上，物品电子标签(6)粘贴在物品(7)表面，或安装在物品的包装上，放置于货架(8)上，自动巡检机器人在移动过程中读取的物品电子标签的编码通过本体上网络通信设备(11)发送给巡检管理终端(9)，并由终端上网络通信设备(12)发回自动巡检机器人。
图2是自动巡检机器人结构示意图，由自动巡检机器人本体(1)、地理坐标电子标签读写器(2)、巡检电子标签读写器(3)、起落架(4)以及网络通信设备(11)组成。其中，地理坐标电子标签读写器(2)安装在自动巡检机器人本体(1)的底盘下面；巡检电子标签读写器(3)安装在起落架(4)上。
以物流仓库管理为例，本发明的具体实施方案分以下几个步骤：
第一步、电子标签的安装。从功能上说，在本发明中的电子标签分为地理坐标电子标签和巡检电子标签两类。图1以仓库资产管理为例，表示基于射频识别技术的自动巡检机器人系统示意图，地理坐标电子标签(5)预先安装在仓库(10)中的十字路口上、路线的转弯处或关键地点；而物品电子标(6)签预先安装在物品(7)上，并置于货架(8)上。
第二步、巡检机器人的布置。图2是自动巡检机器人结构示意图，其主体包括走行机构、电机、控制系统、电源系统和辅助机械系统。为了能完成仓库巡检任务，自动巡检机器人上还需要安装地理坐标电子标签读写器(2)、巡检电子标签读写器(3)、起落架(4)以及本体上网络通信设备(11)。
第三步、巡检管理终端的建立。如图1所示，巡检管理终端(9)存有两个数据库；一个是物品信息数据库，该数据库的数据记录和物品的电子标签编码相对应；另一个是仓库地理坐标数据库，该数据库的数据记录和各个地理坐标电子标签(5)的位置坐标相对应。另外，巡检管理终端(9)上还安装有终端上网络通信设备(12)，用来和自动巡检机器人进行交互通信。
第四步、自动巡检机器人在仓库(10)中的移动和起落架空间姿态的调整。自动巡检机器人在移动过程中必须能够根据巡检需要对移动路线进行选择，这个功能是依靠方向控制电子标签(5)的协助来完成的。自动巡检机器人上的地理坐标电子标签读写器(2)在读取到地理坐标电子标签(5)的编码时，就通过有线或无线数据传输网络把这个编码发送给巡检管理终端(9)，终端上数据通信设备(12)接收到这个编码后，利用该编码查询仓库地理坐标数据库得到自动巡检机器人所在的地理坐标，然后根据巡检需要制定调整机器人移动路线和起落架(4)的空间姿态的命令，最后通过终端上网络通信设备(12)向自动巡检机器人发出该命令。自动巡检机器人的本体上网络通信设备(11)接收到该命令后，由机器人的控制系统作出相应的响应。
第五步、物品信息数据的读取与传输。巡检电子标签读写器(3)在读取物品电子标签(6)的编码后，由本体上网络通信设备(11)把该编码发送给巡检管理终端(9)。巡检管理终端(9)上的终端上网络通信设备(12)收到该编码后，根据该编码查询物品信息数据库得到物品的信息。
Claims (3)
1、一种基于射频识别技术的自动巡检机器人系统，由自动巡检机器人本体、地理坐标电子标签读写器、巡检电子标签读写器、起落架以及网络通信设备、数据通信网络和巡检管理终端组成，其特征在于：地理坐标电子标签读写器安装在自动巡检机器人本体的底盘下面；地理坐标电子标签预先安装在仓库中的十字路口上、路线的转弯处或关键地点，地理坐标电子标签的编码和它所在的地理位置是一一对应的关系；巡检电子标签读写器安装在起落架上，自动巡检机器人上的起落架不仅能垂直升降，而且能以垂向为轴进行旋转；自动巡检机器人在环境已知的地域中移动，用地理坐标电子标签读写器读取地理坐标电子标签的编码，然后通过有线或无线通信方式把地理坐标电子标签的编码发送给巡检管理终端，巡检管理终端从仓库地理坐标数据库中检索出地理坐标电子标签的编码对应的地理坐标，再根据巡检需要通过数据通信网络向自动巡检机器人发出指令，用来调整自动巡检机器人的移动路线和起落架的空间姿态，自动巡检机器人在移动过程中，巡检电子标签读写器读取物品电子标签的编码，然后通过数据通信网络把所读到的编码发送给巡检管理终端。
2、如权利要求1所述的基于射频识别技术的自动巡检机器人系统，其特征在于：巡检管理终端的计算机系统中存储有两个数据库，一个是物品信息数据库，该数据库的数据记录和物品的电子标签编码相对应；另一个是所在环境地理坐标数据库，该数据库的数据记录和各个地理坐标电子标签的位置坐标相对应。
3、如权利要求1所述的基于射频识别技术的自动巡检机器人系统，其特征在于：自动巡检机器人上的计算机系统和巡检管理终端之间建有有线或无线数据通信网络，地理坐标电子标签读写器和巡检电子标签读写器所读取信息通过所述有线或无线数据通信网络实时发送给巡检管理终端，巡检管理终端所发出的各个指令也通过所述有线或无线数据通信网络发送给自动巡检机器人。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090204 Termination date: 20171130 |