CN103792909A - 基于物联网的港口商品车装卸管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种基于物联网技术的港口商品车装卸管理系统及管理方法，包括数据采集层、网络通讯层、服务支撑层、工业控制层、应用服务层。本发明采用先进的四层架构，以通讯网关为核心的通讯模块机制，实现传感器、控制器和应用服务的有机隔离，有效地解决信息标准不统一和系统的兼容性问题。本发明将物联网技术应用于商品车装卸管理系统，具有数据准确高、数据实时好、使管理精细化等特点，可用于现代化港口商品车进出口管理。

Description

基于物联网的港口商品车装卸管理系统及方法

技术领域

本发明涉及一种涉及港口商品车装卸管理系统及方法，尤其涉及一种基于物联网技术的港口商品车装卸管理系统及方法。

背景技术

经济全球化的不断发展，推动了现代物流行业的发展港口是现代物流产业的重要枢纽，是水路运输与陆路运输的交接点，其在现代物流产业供应链条中的作用不言而喻。商品车滚装运输作为一项新兴的港口业务也随着我国华南地区经济的发展不断增长起来。

基于物联网技术的港口商品车装卸管理系统是计算机和物联网等先进技术在港口装卸领域上的应用。利用传感器等设备采集商品车的进出闸情况并利用手持设备进行定位，通过互联网、WIFI网等网络进行信息的传递和交换，才用计算机技术对信息进行分析和处理，实现远程实时监控和管理商品车现场作业。不仅可以加快装卸速度，提高数据准确性，降低货物风险，提高安全水平，同时可提高库场利用率，同时为客户提供整个作业过程的数据。

目前基于物联网的港口管理系统已经在美国、欧洲等先进国家的一些集装箱港口广泛运用，近几年我国港口行业发展迅速，特别是商品车这一新兴业务。商品车滚装运输业务的增长不仅绝对数量庞大，而且呈现出迅猛增长的趋势，随着业务量的不断增长，港口原有的商品车业务流程和管理模式已暴露出诸多方面的问题：（1）数据采集方面，人工的数据采集方式无法保证采集信息的准确性；（2）数据传输方面，纸面的数据传输方式严重影响了现场作业信息传输的实时性；（3）精细化管理方面，缺乏有效的技术手段，采用批量化粗放型的管理模式无法实现对商品车的精确性管理。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有港口的商品车业务流程和管理模式存在的问题，而提出一种基于物联网技术的商品车装卸管理系统及方法。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种基于物联网技术的港口商品车装卸管理系统，其包括

数据采集层，用于检测商品车位置及收集基本信息；

网络通讯层，包括有线通讯模块、无线通讯模块和通讯网关，所述有线通讯模块和无线通讯模块用于将采集的数据或控制指令在所述的通讯网关与数据采集层、服务支撑层和工业控制层间通信；所述通讯网关用于分发数据，并将汇集的数据通过有线网络传输给服务支撑层或将服务支撑层的指令通过通讯模块发送给工业控制层或数据采集层；

服务支撑层，其与上述网络通讯层、数据库层和应用服务层通信连接，用于将接收到的所述数据采集层采集的商品车位置信息及基本信息进行处理后发送给数据库层进行存储，同时系统判断自动控制条件，并根据判断结果，发送不同控制指令给工业控制层，并将所发送控制命令发送给数据库层进行保存；同时为应用服务层提供加工处理后的保存于数据库层的数据，并将应用服务层生成的作业计划、作业指令等信息发送给数据库层进行保存；

应用服务层，其与上述服务支撑层通信连接，用于将数据库层保存的数据通过服务支撑层处理后展示给管理人员；同时用于管理人员制定相关作业计划、作业指令，并通过服务支撑层进行处理，发送给数据库层进行保存；

工业控制层，其用于手动控制或接受上述服务支撑层通过上述通讯模块和通讯网关发送来的自动控制命令。

一种应用基于物联网技术的港口商品车装卸管理系统的管理方法，包括如下步骤：

1）、堆场区域划分和装卸流程定义和使用于该装卸流程的传感器、控制器和通信设备；

2）、提供一配置数据库，该配置数据库处于数据库层，用户维护上述传感器、控制器和通信设备信息，同时进行相关商品车基本信息、位置信息、作业信息等信息的存储；

3）、用户通过应用服务层相关应用，调用服务支撑层配套服务，进行相关商品车基本信息、位置信息、作业信息等信息的查询与维护工作，并将具体作业计划信息上传至数据库层；

4）、上述传感器按照定义的触发条件，触发后自动采集商品车基础信息和位置信息，并通过所述的通讯模块发送到通讯网关；

5）、上述通讯网关接受数据，并通过光纤网络传输给服务支撑层；

6）、上述服务支撑层获取所述传感器数据从而得到传感器的编号和位置信息；

7）、服务支撑层根据获取的传感器数据和传感器的编号从数据库层查询上述作业计划信息，同时获取自动控制闸口打开条件，判断是否满足打开闸口条件，若满足则执行步骤9），若不满足则转向步骤8）；

8）、服务支撑层分析和处理所述传感器数据和无法打开闸口原因，同时生成禁止打开闸口的控制指令，通过控制模块将该控制指令和对应原因发送给通信网关，并把分析结果保存到数据库层，供以后展示使用；

9）、服务支撑层生成打开闸口的控制指令，通过控制模块发送该控制指令给通信网关，同时将生成的控制指令上传至数据库层，进行记录；

10）、所述通信网关把控制指令经过通讯模块发送到控制器，控制对应闸口的开启或关闭，实现自动控制功能，并将执行结果发送给上述服务支撑层，再由服务支撑层上传至数据库层进行保存；

11）、用户通过上述应用服务层相关应用调用上述服务支撑层相应服务，查看作业计划具体执行结果。

本发明对比已有技术具有以下创新点：

1.将基于RFID的物联网技术与商品车装卸管理结合

2.采用先进的四层架构包括数据采集层、网络通讯层、服务支撑层、应用服务层

本发明对比已有技术具有以下显著优点：

1.加快装卸速度、极大提高作业效率

2.极大提高数据准确性

3.极大提高数据实时性

4.使管理精细化

5.采用先进的四层架构，以通讯网关为核心的通讯模块机制，实现传感器、控制器和应用服务的有机隔离，有效地解决信息标准不统一和系统的兼容性问题。

附图说明

图1是基于物联网技术的港口商品车装卸管理系统的示意图。

具体实施方式

下面参照图1对本发明作具体说明：

一种基于物联网技术的港口商品车装卸管理系统，包括数据采集层、网络通讯层、服务支撑层、应用服务层、数据库层和工业控制层。其中：

所述的数据采集层，其至少包括传感器、RFID电子标签、摄像头和条形码数据采集终端；所述传感器包括地感、固定式RFID读写终端、移动式RFID读写终端，用于检测商品车位置及收集基本信息；

所述的网络通讯层，包括通讯模块和通讯网关，所述的通讯模块包括有线通讯模块和无线通讯模块。有线通讯模块和无线通讯模块用于将采集的数据或控制指令在所述的通讯网关与数据采集层、服务支撑层和工业控制层间通信；所述通讯网关用于分发数据，并将汇集的数据通过有线网络传输给服务支撑层或将服务支撑层的指令通过通讯模块发送给工业控制层或数据采集层；

所述的服务支撑层，其与网络通讯层、数据库层和应用服务层通信连接，用于将接收到的所述数据采集层采集的商品车位置信息及基本信息进行处理后发送给数据库层进行存储，同时系统判断自动控制条件，并根据判断结果，发送不同控制指令给工业控制层，并将所发送控制命令发送给数据库层的数据库中进行保存；同时为应用服务层提供加工处理后的保存于数据库层的数据，并将应用服务层生成的作业计划、作业指令等信息发送给数据库层的数据库中进行保存；

所述的应用服务层，其与上述服务支撑层通信连接，用于将数据库层保存的数据通过服务支撑层处理后展示给管理人员；同时用于管理人员制定相关作业计划、作业指令，并通过服务支撑层进行处理，发送给数据库层进行保存；

所述的工业控制层，其用于手动控制或接受上述服务支撑层通过上述通讯模块和通讯网关发送来的自动控制命令,控制控制器及门闸。

上述基于物联网技术的港口商品车装卸管理系统及方法通过采集商品车基本信息和位置信息发送给服务支撑层处理后进行存储，用户可以根据需要登录应用服务层提供的前台界面进行查询浏览和相关管理操作。

本实施例中，所述传感器包括地感、固定式RFID读写终端、手持式RFID读写终端等传感器，主要采集RFID电子标签中的车辆基本信息和感应车辆位置信息。所述摄像头主要采集库场的实时图像信息。所述通讯模块汇集采集来的车辆基本信息、位置信息等数据或接受服务支撑层通过通讯网关传送过来的指令，实现通信网关与数据采集层和工业控制层的通讯。所述通讯网关把汇集的数据通过光纤网络传递给服务支撑层或将服务支撑层里的控制指令经通讯模块发送给数据采集层和工业控制层。数据库层的数据库存储经服务支撑层分析和处理后的数据。所述数据展示模块用于显示经服务支撑层处理后的保存在数据库层里的作业信息。所述数据报表模块用于展现分类和汇总保存在数据库层里面的作业信息。所述作业管理模块用于制定相关作业计划，指定商品车行车路线，供服务支撑层使用。所述作业信息处理模块用于处理数据采集层采集到的作业信息，并生成控制指令。所述作业计划信息处理模块用于处理应用服务层产生的作业计划，并将分析处理后的结果保存在数据库层，并为上述作业信息处理模块提供判断处理依据。所述数据分析处理模块用于提取数据库层保存的数据，并根据需要进行分析处理，并将结果提供给应用服务层进行展示。所述控制功能模块用于管理系统参数，并发送控制指令给网络通讯层，同时在数据库层进行保存。

应用上述基于物联网技术的港口商品车装卸管理系统的管理方法，包括如下步骤：

1）、堆场区域划分和装卸流程定义和使用于该装卸流程的传感器、控制器和通信设备；

2）、提供一配置数据库，该配置数据库处于数据库层，用户维护上述传感器、控制器和通信设备信息，同时进行相关商品车基本信息、位置信息、作业信息等信息的存储；

3）、用户通过应用服务层相关应用，调用服务支撑层配套服务，进行相关商品车基本信息、位置信息、作业信息等信息的查询与维护工作，并将具体作业计划信息上传至数据库层；

4）、上述传感器按照定义的触发条件，触发后自动采集商品车基础信息和位置信息，并通过所述的通讯模块发送到通讯网关；

5）、上述通讯网关接受数据，并通过光纤网络传输给服务支撑层；

6）、上述服务支撑层获取所述传感器数据从而得到传感器的编号和位置信息；

7）、服务支撑层根据获取的传感器数据和传感器的编号从数据库层查询上述作业计划信息，同时获取自动控制闸口打开条件，判断是否满足打开闸口条件，若满足则执行步骤9），若不满足则转向步骤8）；

8）、服务支撑层分析和处理所述传感器数据和无法打开闸口原因，同时生成禁止打开闸口的控制指令，通过控制模块将该控制指令和对应原因发送给通信网关，并把分析结果保存到数据库层，供以后展示使用；

9）、服务支撑层生成打开闸口的控制指令，通过控制模块发送该控制指令给通信网关，同时将生成的控制指令上传至数据库层，进行记录；

10）、所述通信网关把控制指令经过通讯模块发送到控制器，控制对应闸口的开启或关闭，实现自动控制功能，并将执行结果发送给上述服务支撑层，再由服务支撑层上传至数据库层进行保存；

11）、用户通过上述应用服务层相关应用调用上述服务支撑层相应服务，查看作业计划具体执行结果。

以上对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，任何在本发明基础上的改动都未脱离本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于物联网技术的港口商品车装卸管理系统，其特征在于，包括：数据采集层、网络通讯层、服务支撑层、应用服务层、数据库层和工业控制层。

2.如权利要求1或2所述的一种基于物联网技术的港口商品车装卸管理系统，其特征在于：

所述的数据采集层，用于检测商品车位置及收集基本信息；

所述的网络通讯层，包括有线通讯模块、无线通讯模块和通讯网关，所述有线通讯模块和无线通讯模块用于将采集的数据或控制指令在所述的通讯网关与数据采集层、服务支撑层和工业控制层间通信；所述通讯网关用于分发数据，并将汇集的数据通过有线网络传输给服务支撑层或将服务支撑层的指令通过通讯模块发送给工业控制层或数据采集层；

所述的服务支撑层，其与上述网络通讯层、数据库层和应用服务层通信连接，用于将接收到的所述数据采集层采集的商品车位置信息及基本信息进行处理后发送给数据库层进行存储，同时系统判断自动控制条件，并根据判断结果，发送不同控制指令给工业控制层，并将所发送控制命令发送给数据库层进行保存；同时为应用服务层提供加工处理后的保存于数据库层的数据，并将应用服务层生成的作业计划、作业指令等信息发送给数据库层进行保存；

所述的应用服务层，其与上述服务支撑层通信连接，用于将数据库层保存的数据通过服务支撑层处理后展示给管理人员；同时用于管理人员制定相关作业计划、作业指令，并通过服务支撑层进行处理，发送给数据库层进行保存；

所述的数据库层，其配置有数据库；

所述的工业控制层，其用于手动控制或接受上述服务支撑层通过上述通讯模块和通讯网关发送来的自动控制命令。

3.如权利要求1或2所述的一种基于物联网技术的商品车装卸管理系统，其特征在于，所述数据采集层至少包括传感器、RFID电子标签、摄像头和条形码数据采集终端；所述传感器包括地感、固定式RFID读写终端、移动式RFID读写终端。

4.如权利要求1或2所述的一种基于物联网技术的商品车装卸管理系统，其特征在于，所述应用服务层至少包括数据展示模块、数据报表模块和作业管理模块；所述数据展示模块用于显示经服务支撑层处理后的保存在数据库层里的作业信息；所述数据报表模块用于展现分类和汇总保存在数据库层里面的作业信息；所述作业管理模块用于指定相关作业计划制定商品车行车路线。

5.如权利要求1或2所述的一种基于物联网技术的商品车装卸管理系统，其特征在于，所述服务支撑层至少包括作业信息处理模块、作业计划信息处理模块、数据分析处理模块和控制功能模块；所述作业信息处理模块用于处理数据采集层采集到的作业信息，并生成控制指令；所述作业计划信息处理模块用于处理应用服务层产生的作业计划，并将分析处理后的结果保存在数据库层，并为上述作业信息处理模块提供判断处理依据；所述数据分析处理模块用于提取数据库层保存的数据，并根据需要进行分析处理，并将结果提供给应用服务层进行展示；所述控制功能模块用于管理系统参数，并发送控制指令给网络通讯层，同时在数据库层进行保存。

6.一种应用权利要求1至5任一项所述基于物联网技术的港口商品车装卸管理系统的管理方法，包括如下步骤：

1)、堆场区域划分和装卸流程定义和使用于该装卸流程的传感器、控制器和通信设备；

2)、提供一配置数据库，该配置数据库处于数据库层，用户维护上述传感器、控制器和通信设备信息，同时进行相关商品车基本信息、位置信息、作业信息等信息的存储；

3)、用户通过应用服务层相关应用，调用服务支撑层配套服务，进行相关商品车基本信息、位置信息、作业信息等信息的查询与维护工作，并将具体作业计划信息上传至数据库层；

4)、上述传感器按照定义的触发条件，触发后自动采集商品车基础信息和位置信息，并通过所述的通讯模块发送到通讯网关；

5)、上述通讯网关接受数据，并通过光纤网络传输给服务支撑层；

6)、上述服务支撑层获取所述传感器数据从而得到传感器的编号和位置信息；

7）、服务支撑层根据获取的传感器数据和传感器的编号从数据库层查询上述作业计划信息，同时获取自动控制闸口打开条件，判断是否满足打开闸口条件，若满足则执行步骤9），若不满足则转向步骤8）；

8）、服务支撑层分析和处理所述传感器数据和无法打开闸口原因，同时生成禁止打开闸口的控制指令，通过控制模块将该控制指令和对应原因发送给通信网关，并把分析结果保存到数据库层，供以后展示使用；

9）、服务支撑层生成打开闸口的控制指令，通过控制模块发送该控制指令给通信网关，同时将生成的控制指令上传至数据库层，进行记录；

10）、所述通信网关把控制指令经过通讯模块发送到工业控制层的控制器，控制对应闸口的开启或关闭，实现自动控制功能，并将执行结果发送给上述服务支撑层，再由服务支撑层上传至数据库层进行保存；

11）、用户通过上述应用服务层相关应用调用上述服务支撑层相应服务，查看作业计划具体执行结果。

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