CN103499941B - 智能储运系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能储运系统。该系统包括依次连接的检测单元、信号接收单元、分析处理单元、信号输出单元及控制执行单元，其中：所述检测单元，包括检修模式检测装置、相邻互锁检测装置、行程到位检测装置，还包括车高检测装置、车轮检测装置、车重检测装置，以及雷达检测装置。采用本发明不仅可以进行规则物体的储运，还可以进行车辆储运，与一般的物流智能储运设备和智能停车设备相比，它以ARM单片机为核心的嵌入式系统控制整个储运过程，定位更加精确，储运安全性高，成本低，系统可靠性强，接线简单，检修方便。

Description

智能储运系统

技术领域

本发明涉及一种储运系统，特别是涉及一种可兼作智能停车设备的储运系统。

背景技术

现代物流越来越要求快速和安全，从而对储运设备的控制技术要求也越来越高，但一般的智能储运系统只能对集装箱、货柜、储罐等规则性物体进行停放控制，对车辆的储运却无法胜任，尤其是停车场或车库的立体停车更是无能为力。由于一般的物流储运设备与立体停车设备都源于起重机械原理，如果能将其合二为一，使之最大限度地利用资源和空间，无疑，将具有更广阔的前景和应用环境。

立体停车设备种类繁多，通常有升降横移式、巷道堆垛式、垂直提升式等等。升降横移式立体车库采用模块化设计，每单元可设计成两层、三层、四层、五层、半地下等多种形式，车位数从几个到上百个，此立体车库适用于地面及地下停车场，配置灵活，造价较低。巷道堆垛式立体车库采用堆垛机作为存取车辆的工具，所以的车辆均由堆垛机进行存取，因此对堆垛机的技术要求较高，单台堆垛机成本较高，所以巷道堆垛式立体车库适用于车位数需求较多的客户使用。垂直提升式立体车库类似于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置车位，一般地面需一个汽车旋转台，可以省去司机调头。垂直提升式立体车库一般高度较高，对设备的安全性，加工安装精度等要求都很高，因此造价较高。对于相对狭隘的小区域、小区块无论从经济角度或行业现有技术考虑，上述车库形式都难以涉足。目前，有一款旋转升降平移类型的车库问世，它是以上下两层作为一个最小单元体的车库，下层车位由驾驶员进出停放，上层车位由停车板和车库的旋转升降装置一体式控制，即汽车停入停车板后，停车板作上升，旋转，平移致停车位，这是一种一机一车位的车库，独立的操作系统，停车时只要将车辆驶入置于库前通道的停车板，进库出库的工作均由系统自动完成；通常停车板只是临时占用通道，车辆无需倒车调头，故称之为无避让停车库。此类车库虽然有许多优点，例如通道利用率较高，操作简便，布局灵活，可根据实地情况进行单台或多台组合使用，但是其缺陷也非常明显：综合当前停车设备与控制技术，绝大多数无避让停车库系统的控制方法主要采用PLC可编程器作为核心控制器件，成本高，接线复杂，技术控制指标单一，功能极少，安全可靠性极低。

由于此无避让停车设备具备起重机械设备的性质，所以其完全可以作为例如集装箱、货柜、储罐等的储运工具，可以成为更安全、更可靠，生产成本低，使用范围更广的储运设备。但由于无避让停车库属于特种设备，而现有的停车设备及其控制技术无法达到特种设备的基本要求，也不符合《GB17907-2010机械式停车设备通用安全要求》的规定，存在着多种安全隐患，如停车板上需称重装备、前后轮位置检测、出库受阻检测、下降受阻检测、运行时间保护、相邻互锁保护和安装检修功能都没有明确的控制方案。

因此，在智能储运技术领域，亟待一种适用于无避让停车库，有着精准的定位跟踪监测及控制系统的储运设备诞生，提供更安全，更可靠，更方便，成本更低的技术方案来解决现有技术的缺陷。

发明内容

本发明目的在于：提供一种智能储运系统，有着精准的定位跟踪监测及控制系统，

储运物体更安全、可靠、方便，成本更低，同时可适用于无避让停车库，作为停车设备使用，使之最大限度地利用资源和空间，使用范围更广，具有更广阔的前景和应用环境。

本发明提供的一种智能储运系统，包括依次连接的检测单元、信号接收单元、信号处理单元、信号输出单元及控制执行单元，其中：

所述检测单元，用于对被储运物体进行检测，获得所述被储运物体的信息；

所述信号接收单元，用于接收所述检测单元的检测信号，对信号进行处理，并输出给所述信号处理单元；

所述信号处理单元，用于对所述信号接收单元输入的信号进行分析处理，确定所述被储运物体的状态，并发出控制信号；

所述信号输出单元，用于对所述信号处理单元发出的信号进行处理并输出；

所述控制执行单元，用于执行所述信号输出单元输出的控制指令；

所述检测单元，包括检修模式检测装置、相邻互锁检测装置、行程到位检测装置，分别与所述信号接收单元相连。

优选地，所述检测单元，还包括车高检测装置、车轮检测装置、车重检测装置，分别与所述信号接收单元相连。

优选地，所述车轮检测装置包括对角线上前、后车轮两个光电检测器。

优选地，所述检测单元，还包括雷达检测装置。

优选地，还包括控制单元，所述控制单元包括无线遥控装置、刷卡控制装置，分别与所述信号接收单元相连。

优选地，还包括运行时间预设装置，与所述信号接收单元相连。

优选地，所述信号接收单元包括信号输入端和光电耦合器。

优选地，所述信号输出单元包括光电耦合器和信号输出继电器。

优选地，所述控制执行单元包括声光报警装置及电机运行控制装置。

优选地，所述信号处理单元为ARM单片机。

由上可见，应用本发明的技术方案，有以下优点：

1、本发明具有检修模式检测装置，方便维修；为了方便维保人员以及安装人员的工作，系统只需设有1个旋钮式检修开关即可实现。

2、本发明具有相邻互锁检测装置，采用CAN总线控制相邻设备的优先运行权利，可以避免相邻的设备同时运行而造成的碰撞引起的经济损失，使设备运行更加安全可靠。

3、现有技术一般采用单1个到位感应器(或光电开关或行程开关)，一旦某个感应器在设备运行途中相应了有效信号，会造成设备相应两组或多组动作同时运行。如设备正在上升未到位，上升到位感应器坏了，发出上升到位信号，设备可能会停止上升马上旋转。类似这样的问题是难以保证其安全的。本发明由于采用行程到位检测装置，对6个到位开关中的出库到位、转出到位、上升到位和转入到位配置2个到位开关，实现双信号校对式检测，可以确保安全设备在运行过程中，当信号错乱时，马上停止设备，避免事故发生。

4、本发明兼容了刷卡式控制技术和遥控器控制技术，并伴有声、光报警提示功能的控制，使设备运行安全性更高。

5、本发明的信号处理单元采用ARM单片机，功能强大，而且整块电路板的成本比PLC编程器的价格还低，加上电路板对外围电气元件接线简单，提高人工接线效率，降低成本。

6、本发明还引入了雷达检测装置安装在载板的下方，主要以超声波测距，当检测到障碍物的距离接近时，系统停止运行并报警提示，可以有效避免事故发生。

7、本发明还包括车高检测装置、车轮检测装置、车重检测装置，同时可适用于无避让停车库，作为停车设备使用，使之最大限度地利用资源和空间，使用范围更广，具有更广阔的前景和应用环境。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明实施例提供的智能储运系统的系统结构示意图；

图2为本发明实施例提供的智能储运系统的系统工作原理示意图；

图3为本发明实施例提供的智能储运系统的到位信号处理示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例：

图1为本发明实施例提供的智能储运系统的系统结构示意图；

图2为本发明实施例提供的智能储运系统的系统工作原理示意图；

图3为本发明实施例提供的智能储运系统的到位信号处理示意图。

参见图1所示，本实施例提供的智能储运系统，包括依次连接的检测单元101、信号接收单元102、信号处理单元103、信号输出单元104及控制执行单元105，其中：

检测单元101，用于对被储运物体进行检测，获得被储运物体的信息；

信号接收单元102，用于接收检测单元101的检测信号，对信号进行处理并输出；

信号处理单元103，用于对信号接收单元102输入的信号进行分析处理，确定所述被储运物体的状态，并发出控制信号；优选地，本实施例中，信号处理单元103采用ARM单片机，与现时的无避让停车库的PLC控制系统相比，成本低，可靠性高，接线简单，检修方便。

信号输出单元104，用于对信号处理单元103发出的信号进行处理并输出；

控制执行单元105，用于执行信号输出单元104输出的控制指令；

检测单元101，包括检修模式检测装置1011、相邻互锁检测装置1012、行程到位检测装置1013，分别与信号接收单元102相连。为了方便维保人员以及安装人员的工作，系统设有1个旋钮式检修开关作为检修模式检测装置1011。

作为一种优选方案，本实施中，检测单元101还包括车高检测装置1014、车轮检测装置1015、车重检测装置1016，分别与信号接收单元102相连。

车轮检测装置1015为对角线上前、后车轮两个光电检测器。

作为本实施的另一种优选方案，检测单元101还包括雷达检测装置1017。

作为又一种优选方案，本实施中还包括控制单元106，该控制单元106包括无线遥控装置1061和\或刷卡控制装置1062，均与信号接收单元102相连。

作为又一种优选方案，本实施中还包括运行时间预设装置107，与信号接收单元102相连。

优选地，信号接收单元102包括信号输入端1021和光电耦合器1022。

同样，优选地，信号输出单元104包括光电耦合器1041和信号输出继电器1042。

优选地，控制执行单元105包括声光报警装置1051及电机运行控制装置1052。

需要说明的是，本发明是对现有技术的改进，其中，现有技术的储运设备包括载板、电控柜、立柱等，本发明的车高检测装置、车轮检测装置、车重检测装置、雷达检测装置、行程到位检测装置、无线遥控装置、刷卡控制装置、声光报警装置、检修模式检测装置等均为系统主板外围电气装置，需安装在停车设备的相应位置上。如图2所示，本实施例的系统工作原理如下：

系统以信号处理单元103为核心处理器，收集来源于车高检测装置1014，车轮检测装置1015，车重检测装置1016，雷达检测装置1017，行程到位检测装置1013，无线遥控装置1061，刷卡控制装置1062，检修模式检测装置1011、相邻互锁检测装置1012的各种信号。并将这些信号经过光电耦合器1022处理，实现光电隔离，去除干扰，再传送到单片机103。经单片机103逻辑运算处理后，再次把运行指令传送到光电耦合器1041处理，隔离，传送给信号输出继电器1042，最后控制执行单元105实施相关的设备运行。

现在就系统工作流程进行分步说明。如附图2所示，系统通电以后开始工作。

1)系统首先根据接收到安装在电控柜上的检修模式检测装置1011发出的信号，判定接下来的工作模式，是自动模式或检修模式。

2)当开关打在自动模式时，系统根据相邻互锁检测装置1012发出的信号，进行联机互锁运行判定。为了避免相邻的设备同时运行而造成的碰撞引起的经济损失，必须进行该判定。本发明采用CAN通讯技术实现实时的相邻设备的状态交流。当邻近设备正在运行时，系统也接收到运行指令，系统判定为“有邻机工作”，使安装在电控柜中并联继电器动作，断开安全回路，并进入停止等待状态，直至邻近设备完成运行后，才让并联继电器吸合，接通安全回路，允许本设备运行。

3)接下来系统需检测设备的实时状态，通过行程到位检测装置1013对各个行程到位开关进行检测。设备的状态就两种：静止和运行。静止时设备处于入库、转入、上升3个同时到位(入库静止)或出库、转出、下降3个同时到位(出库静止)。运行时，各种情况都有，只能根据6个到位开关(入库到位，出库到位，转入到位，转出到位，上升到位，下降到位)的情况而定。而对于到位信号的控制，本发明特别说明一下：当设备处于：出库到位后要转出；转出到位后要下降；上升到位后要转入；转入到位后要入库以上4种情况时对到位检测信号的要求要升高，所以分别给出库到位、转出到位、上升到位和转入到位配置2个到位开关，进行双信号校对式检测。如附图3所示，每组到位的两个信号同时经过光电隔离反馈到单片机103，单片机103逻辑运算得出一组高低电平信号组合，输出控制耦合器件，只要同时两个信号正确，继电器才可以吸合，允许运行；否则，断电、并报警故障。这样控制的目的在于避免设备还没用完成一种动作的情况下，其他动作也有指令的混乱情况，避免误动作所造成的经济损失或人员伤亡。同时也可以避免在设备正在运行时，因强大的干扰信号造成系统不稳定而引起的设备混乱动作。

4)检测到的实时状态直接反映到单片机103，并作缓存数据。再在此数据基础上，判定有否运行指令。基本的运行指令是出库、入库、上升、下降、转入、转出6个指令。让出库、转出、下降组合起来是自动模式的出库操作；让上升、转入、入库组合起来是自动模式的入库操作。在自动模式下只要接收到出库或入库操作，那么运行指令会结合实时状态数据进行变换，直到完成操作，系统取消操作。基本运行指令会在检修模式下执行点动操作，见后文。

5)只要有运行指令，系统会车高检测装置1014对车辆进行车高检测。车高检测是针对两层式无避让停车库的空间结构分析，车库的上层空间是很有限的，有必要对停放的车辆进行高度限制，所以本发明采用光电开关作为本功能的检测感应器。此光电开关安装在设备的立柱附架上，与载板同步动作，随时检测。当车辆高度在预设高度内，允许下一步，一旦车辆超高，系统报警，停止运行。

6)车高检测通过后，系统通过车轮检测装置1015进行车轮位置检测。在实际生活中，人们的驾驶技术水平各有千秋，对于停车位置的掌握能力也是不一样的，为了避免车主因在载板上停错车的位置而造成的碰撞，导致的经济损失，本发明加入了车轮定位检测方法。本发明在载板的阻轮坡里安装2个光电开关，且该2个光电开关位于载板的对角线上，利用光电开关检测汽车对角线上的前、后车轮的位置，利用光电开关分别感应前、后车轮的状态。而且两个信号必须分开，当输入端接收到的两个信号同为高电平(有车)或同为低电平(无车)时，系统视车辆停在正确位置，允许设备运行。但当这两个信号一高一低时，证明载板上有车，但不停车位置不正确，为避免意外的发生，系统报警，停止设备，不允许设备运行。

7)车辆停放位置正确后，系统利用安装在载板底下的车重检测装置1016进行车重检测。若车辆的重量小于设定的重量值的95％，系统可以运行；若是车辆的重量到达设定值的95％或超过95％，系统则停止运行并报警。

需要特别说明的是：设备出库操作时，有下降过程，下降时载板下方的情况存在障碍，有可能出现有人(或是聋盲人士、或是好奇的小孩)没注意到设备的运行而造成的人员伤亡事故。又或者存在其他静止的物体(如车辆、箱子等)，会阻碍载板下降。因此本发明加入雷达检测装置1017，该装置安装在载板的下方，原理跟倒车雷达相似。雷达设备主要以超声波测距，当检测到障碍物的距离接近40mm时，系统停止运行并报警提示。

8)如上述的车高正确，车轮位置正确，没超重或者下降没障碍物，系统发出运行指令，相关的继电器吸合，电机便运行。此后重复以上检测。

然而，在检修模式时，系统退出自动运行，转变为点动操作模式。系统必须由技术人员通过手持控制器进行控制。手持控制器上有上升、下降、转入、转出、入库、出库6个动作指令。在进行过实时状态检测后，系统只接收手持控制器的指令，并且只会执行上升、下降、转入、转出、入库、出库6个基本运行指令，跳过车高，车轮，车重的检测，直接运行电机。

需要特别指出的是：有上述到位信号控制方法的同时，还可以加入预设运行时间进行保护设备。在到位信号失效的时候，系统收不到有效的到位信号，设备会继续运行电机，这样的情况下可能会造成电机的损坏，设备机械结构上的碰损变形。所以本发明采用运行时间预设装置107设定各个动作的运行时间，在此动作指令给出后系统计时，当预设时间到，系统还没收到有效的到位信号，系统停止设备运行。

另外，系统兼容遥控器的控制，兼容刷卡设备的控制方式，此两种控制方式都只是针对运行指令的下达，实际中也用广泛的运用。而语音输出的控制，也同样在实际中广泛运用，是声光报警的控制方式。

由上可见，本发明具有如下创新：

1、本发明具有车轮定位检测装置。与现时技术相比，现时技术只是在载板上以梯形的机械造型来实现车轮定位，但是这机械造型并不能确保车辆的停车状态，并没有智能地实现实时检测控制，安全性能不能保证。本发明由于加入光电开关感应车轮实时状态，停车状态有确切保障，定位更加精准，安全性能更高。

2、本发明具有雷达检测装置，与现时技术相比，现时技术上载板下方还没有检测设备，对于设备移出或旋转或下降等运行过程，一旦存在障碍物，发生碰撞造成经济损失是显而易见的。本发明加入雷达检测设备，可以通过超声波检测运行过程中的障碍物，一旦发现有障碍物存在，不论是否生命都可以马上停止设备，阻止事故发生。

3、本发明具有到位信号控制装置，与现时技术对比，现时技术一般采用单1个到位感应器(或光电开关或行程开关)，一旦某个感应器在设备运行途中相应了有效信号，会造成设备相应两组或多组动作同时运行。如设备正在上升未到位，上升到位感应器坏了，发出上升到位信号，设备可能会停止上升马上旋转。类似这样的问题是难以保证其安全的。所以如本发明的控制方法操作是可以确保安全设备在运行过程中，信号错乱时，马上停止设备，避免事故发生。

4、本发明具有车重检测装置，对比于现时技术，现时技术还没有加入此功能。然而正因为此类停车设备是起重设备，应具备对设备的机械结构的保护。

5、本发明相邻互锁控制装置，对比现时技术，现时技术大多数以继电器控制相邻设备的优先运行权利，但布线复杂，成本较高。而本发明采用CAN总线控制相邻设备的优先运行权利，布线简单，维修方便。

6、相比现时技术的运行平台，主要是PLC可编程器。而符合此类停车设备使用的PLC可编程器在市面上价格不低，再加上外围电气元件，还有使用PLC接线点多，复杂，也会造成人工费用大，整体成本高。而本发明却是选用价格平易，功能强大ARM单片机作为电路板的控制核心，整块电路板的成本比PLC编程器的价格还低，加上电路板对外围电气元件接线可以简单很多，降低人工接线难道，提高效率，大大节省了人工成本。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行实施例的某些部分所述的方法。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能储运系统，其特征在于，包括依次连接的检测单元、信号接收单元、信号处理单元、信号输出单元及控制执行单元，其中：

所述检测单元，用于对被储运物体进行检测，获得所述被储运物体的信息；

所述信号接收单元，用于接收所述检测单元的检测信号，对信号进行处理，并输出给所述信号处理单元；

所述信号处理单元，用于对所述信号接收单元输入的信号进行分析处理，确定所述被储运物体的状态，并发出控制信号；

所述信号输出单元，用于对所述信号处理单元发出的信号进行处理并输出；

所述控制执行单元，用于执行所述信号输出单元输出的控制指令；

所述检测单元，包括检修模式检测装置、相邻互锁检测装置、行程到位检测装置，分别与所述信号接收单元相连；

所述相邻互锁检测装置采用CAN总线控制相邻设备的优先运行权利；

在载板的阻轮坡里安装有两个光电开关，所述两个光电开关位于载板的对角线上，当输入端接收到的所述两个光电开关的信号同为高电平时，允许设备运行，当输入端接收到的所述两个光电开关的信号同为低电平时，也允许设备运行，当所述两个光电开关的信号一个是高电平、一个是低电平时，系统报警，停止设备，不允许设备运行；

所述信号处理单元为ARM单片机。

2.根据权利要求1所述的智能储运系统，其特征在于，所述检测单元，还包括车高检测装置、车轮检测装置、车重检测装置，分别与所述信号接收单元相连。

3.根据权利要求2所述的智能储运系统，其特征在于，所述车轮检测装置包括对角线上前、后车轮两个光电检测器。

4.根据权利要求1所述的智能储运系统，其特征在于，所述检测单元，还包括雷达检测装置。

5.根据权利要求1所述的智能储运系统，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元包括无线遥控装置、刷卡控制装置，分别与所述信号接收单元相连。

6.根据权利要求1所述的智能储运系统，其特征在于，还包括运行时间预设装置，与所述信号接收单元相连。

7.根据权利要求1所述的智能储运系统，其特征在于，所述信号接收单元包括信号输入端和光电耦合器。

8.根据权利要求1所述的智能储运系统，其特征在于，所述信号输出单元包括光电耦合器和信号输出继电器。

9.根据权利要求1所述的智能储运系统，其特征在于，所述控制执行单元包括声光报警装置及电机运行控制装置。