CN102992196B - 基于ZigBee技术的仓库龙门吊车行驶定位系统实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于ZigBee技术的仓库龙门吊车行驶定位系统实现方法，包括有仓库龙门吊车行驶定位系统，仓库龙门吊车行驶定位系统包括有车载ZigBee纵向定位器、ZigBee纵向信标节点、车载ZigBee横向定位器、ZigBee横向信标节点、车载终端、RFID读卡器、RFID射频标签和后台服务系统，所述的车载ZigBee纵向定位器、车载ZigBee横向定位器均与车载终端、后台服务系统通过WiFi无线网络进行无线通信，后台服务系统与RFID读卡器通过WiFi无线网络进行无线通信，RFID射频标签设在货物上。本发明利用ZigBee技术实现了对仓库龙门吊车行驶过程中进行实时定位，结合RFID射频标签、WiFi无线网络确保货物位置的唯一性。

Description

基于ZigBee技术的仓库龙门吊车行驶定位系统实现方法

技术领域

本发明主要涉及定位系统领域，尤其涉及一种基于ZigBee技术的仓库龙门吊车行驶定位系统实现方法。

背景技术

现有技术中的吊车行驶定位系统的复杂度大、成本高，定位精度低。

而Zigbee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术，其特点是近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于ZigBee技术的仓库龙门吊车行驶定位系统实现方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

基于ZigBee技术的仓库龙门吊车行驶定位系统实现方法，其特征在于：包括有仓库龙门吊车行驶定位系统，所述仓库龙门吊车行驶定位系统包括有车载ZigBee纵向定位器、ZigBee纵向信标节点、车载ZigBee横向定位器、ZigBee横向信标节点、车载终端、RFID读卡器、RFID射频标签和后台服务系统，所述的车载ZigBee纵向定位器、车载ZigBee横向定位器均与车载终端、后台服务系统通过WiFi无线网络进行无线通信，后台服务系统与RFID读卡器通过WiFi无线网络进行无线通信，RFID射频标签设在货物上；

具体实现方法包括以下内容：

（1）车载ZigBee纵向定位器安装于龙门吊车驾驶室的底部，并且距地面垂直高度为h，ZigBee纵向信标节点安装在仓库地面上，根据仓库长度和所述车载ZigBee纵向定位器的安装高度，安装ZigBee纵向信标节点n个，每两个ZigBee纵向信标节点的间隔有k米，所有所述ZigBee纵向信标节点的连线与所述车载ZigBee纵向定位器向地面的法线相交；

（2）车载ZigBee横向定位器安装于龙门吊车吊钩连接处部，ZigBee横向信标节点安装在龙门吊车吊臂底部，根据所述龙门吊车吊臂长度，安装ZigBee横向信标节点m个，每两个ZigBee横向信标节点的间隔有d米；

（3）ZigBee纵向信标节点沿所述龙门吊车行驶方向编为1～n号，车载ZigBee纵向定位器在任意时刻与多个ZigBee纵向信标节点进行通信测距，RSSI值为测距值，通过公式转换为米公制，车载ZigBee纵向定位器选取测距值最小的ZigBee纵向信标节点j，测距值为l₃，通过如下公式计算当前所述龙门吊车纵坐标 $\left\{\begin{array}{c}Y=(j-1)k+y\\ y=\sqrt{l_3^2-h^2}\end{array}\right\};$

（4）ZigBee横向信标节点沿所述龙门吊车吊臂编为1～m号，车载ZigBee横向定位器在任意时刻与多个ZigBee横向信标节点进行通信测距，RSSI值为测距值，通过公式转换为米公制，车载ZigBee横向定位器选取测距值最小的两个ZigBee纵向信标节点i，测距值分别为l₁和l₂，通过如下公式计算当前所述龙门吊车横坐标 $X:\left\{\begin{array}{c}\cos \mathrm{\θ}\frac{d^2+l_1^2-l_2^2}{{2\mathrm{dl}}_1}\\ x=l_1\cos \mathrm{\θ}\\ X=(i-1)d+x\end{array}\right\};$

（5）所述龙门吊车行驶时，车载ZigBee纵向定位器对龙门吊车在其行驶方向的位置每隔0.5秒定位一次，获取纵坐标Y，并通过WiFi无线网络将所述纵坐标Y发送至车载终端；

（6）车载ZigBee横向定位器对龙门吊车的吊钩沿吊臂横向移动方向的位置每隔0.5秒定位一次，获取横坐标X，并通过WiFi无线网络将所述横坐标X发送至车载终端；

（7）所述龙门吊车将货物吊运至存放位置时，龙门吊车停止运行，RFID读卡器读取货物的RFID射频标签，并通过WiFi无线网络从车载终端获取所述龙门吊车吊钩的横坐标X和纵坐标Y，将货物上的RFID射频标签、横坐标X和纵坐标Y作为标识货物位置的唯一数据组通过WiFi无线网络发送至后台服务系统；

（8）所述龙门吊车从仓库吊运货物时，车载终端从后台服务系统获取货物的横坐标X和纵坐标Y，所述龙门吊车驾驶员驾驶龙门吊车向该位置行进，行进过程中被定位，所述龙门吊车起吊该货物前，RFID读卡器通过WiFi无线网络消除后台服务系统中该货物的原位置数据，如此，循环一个周期。

所述车载ZigBee纵向定位器、ZigBee纵向信标节点、车载ZigBee横向定位器和ZigBee横向信标节点均为5～3.3V干电池供电。

本发明的优点是：

本发明利用ZigBee技术实现了对仓库龙门吊车行驶过程中进行实时定位，结合RFID射频标签、WiFi无线网络确保货物位置的唯一性。

附图说明

图1为本发明的结构示意框图。

图2为车载ZigBee纵向定位器与ZigBee纵向信标节点的位置示意图。

图3为车载ZigBee横向定位器与ZigBee横向信标节点的位置示意图。

图4为车载ZigBee纵向定位器与ZigBee纵向信标节点的坐标计算示意图。

图5为车载ZigBee横向定位器与ZigBee横向信标节点的坐标计算示意图。

具体实施方式

如图1-5所示，基于ZigBee技术的仓库龙门吊车行驶定位系统实现方法，包括有仓库龙门吊车行驶定位系统，仓库龙门吊车行驶定位系统包括有车载ZigBee纵向定位器1、ZigBee纵向信标节点2、车载ZigBee横向定位器3、ZigBee横向信标节点4、车载终端5、RFID读卡器6、RFID射频标签7和后台服务系统8，车载ZigBee纵向定位器1、车载ZigBee横向定位器3均与车载终端5、后台服务系统8通过WiFi无线网络进行无线通信，后台服务系统8与RFID读卡器6通过WiFi无线网络进行无线通信，RFID射频标签7设在货物上；

具体实现方法包括以下内容：

（1）车载ZigBee纵向定位器安装于龙门吊车驾驶室的底部，并且距地面垂直高度为h，ZigBee纵向信标节点安装在仓库地面上，根据仓库长度和所述车载ZigBee纵向定位器的安装高度，安装ZigBee纵向信标节点n个，每两个ZigBee纵向信标节点的间隔有k米，所有所述ZigBee纵向信标节点的连线与所述车载ZigBee纵向定位器向地面的法线相交；

（2）车载ZigBee横向定位器安装于龙门吊车吊钩连接处部，ZigBee横向信标节点安装在龙门吊车吊臂底部，根据所述龙门吊车吊臂长度，安装ZigBee横向信标节点m个，每两个ZigBee横向信标节点的间隔有d米；

（3）ZigBee纵向信标节点沿所述龙门吊车行驶方向编为1～n号，车载ZigBee纵向定位器在任意时刻与多个ZigBee纵向信标节点进行通信测距，RSSI值为测距值，通过公式转换为米公制，车载ZigBee纵向定位器选取测距值最小的ZigBee纵向信标节点j，测距值为l₃，通过如下公式计算当前所述龙门吊车纵坐标 $\left\{\begin{array}{c}Y=(j-1)k+y\\ y=\sqrt{l_3^2-h^2}\end{array}\right\};$

（4）ZigBee横向信标节点沿所述龙门吊车吊臂编为1～m号，车载ZigBee横向定位器在任意时刻与多个ZigBee横向信标节点进行通信测距，RSSI值为测距值，通过公式转换为米公制，车载ZigBee横向定位器选取测距值最小的两个ZigBee纵向信标节点i，测距值分别为l₁和l₂，通过如下公式计算当前所述龙门吊车横坐标 $X:\left\{\begin{array}{c}\cos \mathrm{\θ}\frac{d^2+l_1^2-l_2^2}{{2\mathrm{dl}}_1}\\ x=l_1\cos \mathrm{\θ}\\ X=(i-1)d+x\end{array}\right\};$

（5）龙门吊车行驶时，车载ZigBee纵向定位器对龙门吊车在其行驶方向的位置每隔0.5秒定位一次，获取纵坐标Y，并通过WiFi无线网络将所述纵坐标Y发送至车载终端；

（6）车载ZigBee横向定位器对龙门吊车的吊钩沿吊臂横向移动方向的位置每隔0.5秒定位一次，获取横坐标X，并通过WiFi无线网络将所述横坐标X发送至车载终端；

（7）龙门吊车将货物吊运至存放位置时，龙门吊车停止运行，RFID读卡器读取货物的RFID射频标签，并通过WiFi无线网络从车载终端获取所述龙门吊车吊钩的横坐标X和纵坐标Y，将货物上的RFID射频标签、横坐标X和纵坐标Y作为标识货物位置的唯一数据组通过WiFi无线网络发送至后台服务系统；

（8）所述龙门吊车从仓库吊运货物时，车载终端从后台服务系统获取货物的横坐标X和纵坐标Y，所述龙门吊车驾驶员驾驶龙门吊车向该位置行进，行进过程中被定位，所述龙门吊车起吊该货物前，RFID读卡器通过WiFi无线网络消除后台服务系统中该货物的原位置数据，如此，循环一个周期。

车载ZigBee纵向定位器、ZigBee纵向信标节点、车载ZigBee横向定位器和ZigBee横向信标节点均为5～3.3V干电池供电。

Claims (2)

1.基于ZigBee技术的仓库龙门吊车行驶定位系统实现方法，其特征在于：包括有仓库龙门吊车行驶定位系统，所述仓库龙门吊车行驶定位系统包括有车载ZigBee纵向定位器、ZigBee纵向信标节点、车载ZigBee横向定位器、ZigBee横向信标节点、车载终端、RFID读卡器、RFID射频标签和后台服务系统，所述的车载ZigBee纵向定位器、车载ZigBee横向定位器均与车载终端、后台服务系统通过WiFi无线网络进行无线通信，后台服务系统与RFID读卡器通过WiFi无线网络进行无线通信，RFID射频标签设在货物上；

具体实现方法包括以下内容：

(1)车载ZigBee纵向定位器安装于龙门吊车驾驶室的底部，并且距地面垂直高度为h，ZigBee纵向信标节点安装在仓库地面上，根据仓库长度和所述车载ZigBee纵向定位器的安装高度，安装ZigBee纵向信标节点n个，每两个ZigBee纵向信标节点的间隔有k米，所有所述ZigBee纵向信标节点的连线与所述车载ZigBee纵向定位器向地面的法线相交；

(2)车载ZigBee横向定位器安装于龙门吊车吊钩连接处部，ZigBee横向信标节点安装在龙门吊车吊臂底部，根据所述龙门吊车吊臂长度，安装ZigBee横向信标节点m个，每两个ZigBee横向信标节点的间隔有d米；

(3)ZigBee纵向信标节点沿所述龙门吊车行驶方向编为1～n号，车载ZigBee纵向定位器在任意时刻与多个ZigBee纵向信标节点进行通信测距，RSSI值为测距值，通过公式转换为米公制，车载ZigBee纵向定位器选取测距值最小的ZigBee纵向信标节点j，测距值为l₃，通过如下公式计算当前所述龙门吊车纵坐标 $Y:\left\{\begin{array}{c}Y=(j-1)k+j\\ y=\sqrt{l_3^2-h^2}\end{array}\right\};$

(4)ZigBee横向信标节点沿所述龙门吊车吊臂编为1～m号，车载ZigBee横向定位器在任意时刻与多个ZigBee横向信标节点进行通信测距，RSSI值为测距值，通过公式转换为米公制，车载ZigBee横向定位器选取测距值最小的两个ZigBee纵向信标节点i，测距值分别为l₁和l₂，θ为测距值l₁与吊车吊臂之间的夹角,通过如下公式计算当前所述龙门吊车横坐标

(5)所述龙门吊车行驶时，车载ZigBee纵向定位器对龙门吊车在其行驶方向的位置每隔0.5秒定位一次，获取纵坐标Y，并通过WiFi无线网络将所述纵坐标Y发送至车载终端；

(6)车载ZigBee横向定位器对龙门吊车的吊钩沿吊臂横向移动方向的位置每隔0.5秒定位一次，获取横坐标X，并通过WiFi无线网络将所述横坐标X发送至车载终端；

(7)所述龙门吊车将货物吊运至存放位置时，龙门吊车停止运行，RFID读卡器读取货物的RFID射频标签，并通过WiFi无线网络从车载终端获取所述龙门吊车横坐标X和纵坐标Y，将货物上的RFID射频标签、横坐标X和纵坐标Y作为标识货物位置的唯一数据组通过WiFi无线网络发送至后台服务系统；

(8)所述龙门吊车从仓库吊运货物时，车载终端从后台服务系统获取货物的横坐标X和纵坐标Y，所述龙门吊车驾驶员驾驶龙门吊车向该位置行进，行进过程中被定位，所述龙门吊车起吊该货物前，RFID读卡器通过WiFi无线网络消除后台服务系统中该货物的原位置数据，如此，循环一个周期。

2.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的仓库龙门吊车行驶定位系统实现方法，其特征在于：所述车载ZigBee纵向定位器、ZigBee纵向信标节点、车载ZigBee横向定位器和ZigBee横向信标节点均为5～3.3V干电池供电。