CN102163294A - 一种无线电子标签辅助拣货系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线电子标签辅助拣货系统，该系统通过无线通信方式组网、定位，避免了有线网络布线无法灵活改动的局限，无线电子标签模块可随需求部署在任何位置，采用拣货区域隔离棒实现拣货区域柔性划分，在当前非规则货物拣货需求日益增长的形势下，无线电子标签辅助拣货系统必然具有广阔的市场前景。

Description

一种无线电子标签辅助拣货系统

技术领域

本发明涉及一种无线电子标签辅助拣货系统，尤其涉及一种运用无线网络实现电子标签定位、组网、通信，及拣货区域柔性划分的辅助拣货系统，属于货物分拣设备技术领域。

背景技术

拣货是产品组装、配送、物流的一个重要环节。传统的人工拣货方式，拣货人员需要进行事先培训，拣货效率低，差错率大，库存盘点数据无法更新。电子标签辅助拣货系统某种程度上解决了这些问题，可以大大提高拣货效率，并大大降低差错率。

目前市场上销售的电子标签采用模块化设计，通过RS485等串行总线和控制器相连，主要由数码管显示、确认按键、增减按键、功能按键等组成，由微控制芯片实现和控制器的通信。

拣货人员在拣货场所按照电子标签所显示的信息对相应的货物进行拣货处理，完成后按确认按键，将拣货状态反馈给远端的控制器。电子标签辅助拣货的实质是拣货控制器的电气延伸，也是人机交互的一个界面。

对于相同规格尺寸货物的拣货操作，可以预先按照一定的距离部署电子标签，并连接电源、信号线，但是对于不同规格尺寸货物(如衣片)的部署就存在一定的困难。

首先，不同规格尺寸货物堆放场所不同，不一定统一分门别类地存储在货架上，因此电子标签的连线无法和货架结合起来；

其次，不同规格尺寸货物的间距和数量不同，即使是堆放在同一货架上，货架的划分也不是统一的，因此电子标签部署的位置也不确定；

最后，不同货物的拣货周期不同，有的货物已经完成分拣，而新的货物又要填充原先货物的位置，当两者规格尺寸不相同时，就需要更改电子标签的线路和数量，非常麻烦。

因此针对不同规格尺寸货物的拣货处理，目前市面上销售的有线电子标签都存在这样缺陷，不够灵活，采用无线电子标签可以解决这样的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线电子标签辅助拣货系统，无线电子标签通过无线网络实现通信、组网、定位，并可柔性划分拣货区域。

为了实现上述技术目的，本发明通过以下技术方案实现：

(一)系统组成及总体部署

无线电子标签辅助拣货系统由主控计算机、无线基站、拣货区域隔离棒、多个无线电子标签模块组成。

主控计算机实现拣货单录入、数据库管理、拣货任务排程、拣货任务分发等功能；

无线基站和主控计算机通过有线方式连接，主控计算机通过无线基站将拣货数据发送出去；

较大面积拣货区域内的无线电子标签模块通过多跳路由实现互连，较小面积拣货区域内的无线电子标签模块则可通过单跳路由实现直接和无线基站连接；

对于规则拣货区域，无线电子标签模块直接安置在拣货区域内，对于不规则拣货区域，无线电子标签模块和拣货区域隔离棒配合使用以确认拣货区域。

(二)无线电子标签模块

无线电子标签模块包括：3位数码管、主按键、减计数按键、增计数按键、复合功能按键、可充电电池、固定装置、天线。

3位数码管用于显示由主控计算机发送过来的数字信息，这些数字信息主要包括：货物数量、模块编号、货物编号等信息。其中货物数量是拣货单中指定的该拣货区域内货物的数量；模块编号是自检过程中该无线电子标签模块的编号，便于拣货员核对无线电子标签模块和拣货区域是否正确对应；货物编号是拣货单中指定的该拣货区域内货物的编号，一般情况下运用在多个货物亚型同时存放在一个拣货区域内，且该拣货区域每次拣货数量确定的情况。

天线为可选配件，对于拣货区域面积较大，无线通信距离较远的应用，通过选配天线增强无线发射强度，延长无线通信距离。而对于拣货区域面积较小的应用，无线通信距离较短的应用，可以不使用天线。

固定装置一般为磁铁或尼龙搭拌等，在拣货区域内安置一定的框架结构，在框架结构的显眼位置安置铁块或尼龙搭拌，这样无线电子标签模块可直接和该铁块或尼龙搭拌吸合或粘合，起到灵活固定的作用。更换或移动时，也只需直接摘下即可，不需要额外的连线和拆线工作。

无线电子标签模块由可充电电池供电，可反复使用。自带电池电压监测电路，当可充电电池电压低于设定值，则向主控计算机发送缺电信号，以便及时更换无线电子标签模块，避免拣货错误发生。

为了节约能耗，无线电子标签模块在不工作时处于省电休眠状态，在收到无线信号之后转入工作状态。

主按键用于拣货员完成约定操作后给主控计算机发送确认信息。

减计数按键用于货物盘点时，对于显示数量多于实际货物数量情况下，减少显示数量，并和主控计算机数据库中货物数量同步。

增计数按键用于货物盘点时，对于显示数量少于实际货物数量情况下，增加显示数量，并和主控计算机数据库中货物数量同步。

复合功能按键用于用户自定义功能，该功能往往是预留的，用户可根据自身的拣货流程，自行定义其功能，并对拣货员进行培训。

(三)无线组网通信

无线电子标签模块根据应用场合、成本、能耗的综合要求，可以选择不同的无线通信技术，例如：以ZigBee为代表的无线传感器网络技术、以Wi-Fi为代表的无线局域网技术、以UWB为代表的超带宽无线技术、以Bluetooth为代表的无线蓝牙技术、以RFID为代表的无线射频技术等。

对于拣货区域面积较小的应用，各无线电子标签模块可以选用单跳路由组网方式和无线基站直连，对于拣货区域面积较大的应用，各无线电子标签模块可以选用多跳路由组网方式进行互连。

(四)无线电子标签模块定位

在初始部署时，拣货区域内尚无无线电子标签模块，初始的无线电子标签通过人工定位的方式，确认并登记其在拣货区域内的三维坐标位置；

当拣货区域内拥有了一定数量的有效无线电子标签模块之后，可以通过这些有效无线电子标签模块对后续加入的电子标签模块进行定位，这个数量一般要求大于等于4。

无线电子标签模块定位可以采用多边定位法。通过测量接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication，RSSI)测量两个无线电子标签模块之间的距离，选择RSSI最大的、距离最近的4个无线电子标签模块，通过多边定位法可确定未知无线电子标签模块在拣货区域内的三维坐标，并登记在主控计算机中，无线电子标签模块的定位信息便于主控计算机核对该拣货区域的位置、建立拣货区域图、以及检测无线路由状况、电池剩余电量状况。

(五)拣货区域柔性划分

对于规则拣货区域，都有固定的区域隔离标志，货物的形状和尺寸也较规则，即使尺寸稍有不同，例如同一层货架拣货区域宽度不一，拣货员也可通过目测直接区分不同货物堆放的拣货区域；

而对于不规则拣货区域，则不仅货物的形状不同，尺寸、数量也完全不同，且相差很大，例如服装生产中的衣片，往往是大的衣片面积大、数量少，而小的衣片面积小、数量大，同一个款式的服装需要放样到多个不同尺寸，这样有的衣片可以复用，而有的衣片则只能单独使用。

因此，需要对拣货区域进行柔性划分，划分采用拣货区域隔离棒和无线电子标签模块配合实现。拣货区域隔离棒往往色彩鲜艳，便于分辨，且成对使用，固定在拣货区域的边界上，形成封闭、近似封闭、或半封闭的区域，同一拣货区域采用相同颜色的拣货区域隔离棒，便于区分。

根据拣货区域的尺寸面积、形状，拣货区域隔离棒可以采用硬质的直线棒，也可以采用柔软的绳线。

综上所述，本发明的有益技术效果是：通过无线通信方式组网，避免了有线网络布线的无法灵活改动的局限，无线电子标签模块可随需求部署在任何位置，采用拣货区域隔离棒可实现拣货区域柔性划分。在当前非规则货物拣货需求日益增长的形势下，无线电子标签辅助拣货系统必然具有广阔的市场前景。

附图说明

图1是本发明一种无线电子标签辅助拣货系统的总体部署示意图；

图2是本发明一种无线电子标签辅助拣货系统的无线电子标签模块功能结构示意图。

具体实施方式

参考附图，下面将对本发明进行详细描述。

如图1所示，无线电子标签辅助拣货系统由主控计算机(100)、无线基站(101)、拣货区域隔离棒(102)、多个无线电子标签模块(103、105、107、109、111)组成。

主控计算机(100)实现拣货单录入、数据库管理、拣货任务排程、拣货任务分发等功能；

无线基站(101)和主控计算机(100)通过有线方式连接，主控计算机(100)通过无线基站(101)将拣货数据发送出去；

较大面积拣货区域内的无线电子标签模块通过多跳路由实现互连，无线电子标签模块B(105)、无线电子标签模块C(107)、无线电子标签模块D(109)、无线电子标签模块E(111)通过无线电子标签模块A(103)中间节点进行数据汇总后，统一发送至无线基站(101)。

本专业技术领域人员不难根据应用场合、成本、能耗的综合要求，选择诸如ZigBee、Wi-Fi、UWB、Bluetooth、RFID等无线通信技术进行组网通信。

较小面积拣货区域内的无线电子标签模块则可通过单跳路由实现直接和无线基站(101)连接，无线电子标签模块A(103)、无线电子标签模块B(105)、无线电子标签模块C(107)、无线电子标签模块D(109)、无线电子标签模块E(111)和无线基站(101)直接通信。

对于规则拣货区域A(104)，拣货区域B(106)、拣货区域C(108)，无线电子标签模块A(103)、无线电子标签模块(105)、无线电子标签模块(107)直接安置在拣货区域内；

对于不规则拣货区域D(110)、拣货区域E(112)，无线电子标签模块D(109)、无线电子标签模块E(111)和拣货区域隔离棒(102)配合使用以确认拣货区域。

如图2所示，其中子图(a)为正视图，子图(b)为侧视图，无线电子标签模块包括：3位数码管(200)、主按键(203)、减计数按键(204)、增计数按键(205)、复合功能按键(206)、可充电电池(201)、固定装置(202)、天线(207)。

3位数码管(200)用于显示由主控计算机发送过来的数字信息，本专业技术领域人员不难选用各种LED、液晶数码管，也可根据需要选用不同位数的数码管。

本发明的一个实施例中，这种数字信息为货物数量，指拣货单中指定的该拣货区域内货物的数量；

本发明的另一个实施例中，这种数字信息为模块编号，指自检过程中该无线电子标签模块的编号，便于拣货员核对无线电子标签模块和拣货区域是否正确对应；

本方明的第三个实施例中，这种数字信息为货物编号，指拣货单中指定的该拣货区域内货物的编号，一般情况下运用在多个货物亚型同时存放在一个拣货区域内，且该拣货区域每次拣货数量确定的情况。

天线(207)可选配件，对于拣货区域面积较大，无线通信距离较远的应用，通过选配天线(207)增强无线发射强度，延长无线通信距离。而对于拣货区域面积较小的应用，无线通信距离较短的应用，可以不使用天线(207)。

固定装置(202)一般为磁铁或尼龙搭拌等，在拣货区域内安置一定的框架结构，在框架结构的显眼位置安置铁块或尼龙搭拌，这样无线电子标签模块可直接和该铁块或尼龙搭拌吸合或粘合，起到灵活固定的作用。更换或移动时，也只需直接摘下即可，不需要额外的连线和拆线工作。

无线电子标签模块由可充电电池(201)供电，可反复使用，本发明的一个实施例采用2节可充放5号电池。自带电池电压监测电路，当可充电电池(201)电压低于设定值，则向主控计算机发送缺电信号，以便及时更换无线电子标签模块，避免拣货错误发生。

主按键(203)用于拣货员完成约定操作后给主控计算机发送确认信息。

减计数按键(204)用于货物盘点时，对于显示数量多于实际货物数量情况下，减少显示数量，并和主控计算机数据库中货物数量同步。

增计数按键(205)用于货物盘点时，对于显示数量少于实际货物数量情况下，增加显示数量，并和主控计算机数据库中货物数量同步。

复合功能按键(206)用于用户自定义功能，该功能往往是预留的，用户可根据自身的拣货流程，自行定义其功能，并对拣货员进行培训。

Claims (3)

1.一种无线电子标签辅助拣货系统，解决了现有有线网络布线的电子标签辅助拣货系统无法灵活改动的局限，其特征在于：

由主控计算机、无线基站、拣货区域隔离棒、多个无线电子标签模块组成；

所述主控计算机实现拣货单录入、数据库管理、拣货任务排程、拣货任务分发等功能；

所述无线基站和主控计算机通过有线方式连接，主控计算机通过无线基站将拣货数据发送出去；

所述无线电子标签模块通过多跳或单跳路由实现互连，采用多边定位法对其三维坐标进行定位；

所述拣货区域隔离棒，色彩鲜艳，便于分辨，且成对使用，固定在拣货区域的边界上，形成封闭、近似封闭、或半封闭的区域，同一拣货区域采用相同颜色的拣货区域隔离棒，便于区分，拣货区域隔离棒配合无线电子标签模块实现对拣货区域进行柔性划分。

2.如权利要求1所述的一种无线电子标签辅助拣货系统，其特征在于：所述无线电子标签模块包括：3位数码管、主按键、减计数按键、增计数按键、复合功能按键、可充电电池、固定装置、天线；

所述3位数码管用于显示由主控计算机发送过来的数字信息，可以选用各种LED、液晶数码管，也可根据需要选用不同位数的数码管；

所述天线用于增强无线发射强度；

所述固定装置起到灵活固定的作用，更换或移动时，只需直接摘下即可，不需要额外的连线和拆线工作；

所述充电电池，可反复使用，自带电池电压监测电路，当可充电电池电压低于设定值，则向主控计算机发送缺电信号，以便及时更换无线电子标签模块，避免拣货错误发生；

为了节约能耗，无线电子标签模块在不工作时处于省电休眠状态，在收到无线信号之后转入工作状态；

所述主按键用于拣货员完成约定操作后给主控计算机发送确认信息；

所述减计数按键用于货物盘点时，对于显示数量多于实际货物数量情况下，减少显示数量，并和主控计算机数据库中货物数量同步；

所述增计数按键用于货物盘点时，对于显示数量少于实际货物数量情况下，增加显示数量，并和主控计算机数据库中货物数量同步；

所述复合功能按键用于用户自定义功能，该功能往往是预留的，用户可根据自身的拣货流程，自行定义其功能，并对拣货员进行培训。

3.如权利要求1所述的一种无线电子标签辅助拣货系统，其特征在于：根据应用场合、成本、能耗的综合要求，选择诸如ZigBee、Wi-Fi、UWB、Bluetooth、RFID等无线通信技术进行组网通信。

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