CN103915012A - 一种智能物流实验与展示平台设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种智能物流实验与展示平台设备，包括：物流沙盘；运输仓监测模块采集环境数据；运输工具定位模块用于运输仓的全球定位；运输工具网关模块收发运输仓所有环境数据；运输仓门禁模块对开关仓门人员进行鉴别；物流数据中心进行数据汇总分析并提供决策支持；手持终端用于运输仓与仓库之间货物的增减登记；远程查询模块用于客户或工作人员查询货物当前状态；视频演示系统音频解说和视频展示；实验指导系统提供开发指导；学生实验箱用于学生开发测试。本发明可以实现智能物流运输仓数据采集、货物定位、货物自动登统计和智能决策，满足智能物流的演示推广和开发测试实验的需要。

Description

一种智能物流实验与展示平台设备

技术领域

本发明涉及无线传感技术、无线射频标签和物流实验及教学技术领域，特别涉及一种智能物流实验与展示平台设备。

背景技术

现有的物流实验教学都是将学生带到实际物流库房内参观学习，并且提供学习的实际物流库房采用的还是原始的人工值守方式，提供给学生学习的平台设备也是原始的人工值守方式。对于智能物流控制的物流尚未有提供学生学习的平台，从而对于学生学习智能化物流控制带来不便，影响学生的学习主动性。各地在推广智能物流项目的过程中也缺少可视化的模型和手段。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种智能物流实验与展示平台设备，该设备可以实现智能物流运输仓数据采集、货物定位、货物自动登统计和智能决策，满足智能物流的演示推广和开发测试实验的需要。

为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种智能物流实验与展示平台设备，包括：物流沙盘，用于模拟真实环境下物流的设备和环境，所述物流沙盘包括仓库模型、道路模型、多个运输模型，其中，每个所述运输工具模型包括多个运输仓模型；运输仓监测模块，所述运输仓监测模块包括多个运输仓监测单元，所述多个运输仓监测单元位于所述物流沙盘的运输仓模型内，用于采集所述运输仓内的多个环境数据和货物姿态数据，其中，所述多个环境数据和货物姿态数据包括：温度、湿度、振动、氧气、倾角、压力、实时影像；运输工具网关模块与所述运输仓监测模块进行通信，用于接收所述运输仓监测模块上报的所述多个环境数据和货物姿态数据，并将所述多个环境数据和货物姿态数据转换为预设通信协议类型的环境和货物数据包，转发所述环境和货物姿态数据包；物流数据中心，所述物流数据中心与运输工具网关模块进行通信，用于接收所述运输工具网关模块转发的环境和货物姿态数据包，并根据预设控制理论和经验数据对所述数据包进行分析，以及根据分析结果发出对应的告警指令，并且所述物流数据中心将所述告警指令发送至所述运输工具网关模块，所述运输工具网关模块将所述告警指令进行声音和图像提示；运输工具定位模块，所述运输工具定位模块与所述运输工具网关模块进行通信，通过全球定位系统GPS或北斗信号对所述运输工具模型进行全球定位；运输仓门禁模块，所述运输仓门禁模块与所述运输工具网关模块进行通信，所述运输仓门禁模块包括指纹读取器和无线通信装置，所述运输仓门禁模块安装在所述物流沙盘的运输仓门，通过对所述运输仓门的门锁的控制实现对开仓门人员进行鉴别；手持终端，所述手持终端与所述物流数据中心进行通信，所述手持终端包括RFID读写器、读条形码模块和无线通信装置，在对所述运输仓货物进行装卸时，首先读取运输仓和仓库的RFID标签，然后读取装卸的货物条形码，实现运输仓与仓库之间货物的增减登记；远程查询模块，所述远程查询模块与所述物流数据中心进行通信，用于客户或工作人员查询货物当前状态；视频演示系统，所述视频演示系统与所述物流数据中心相连，用于向学生提供所述物流沙盘、所述运输仓监测模块、所述运输工具网关模块、所述物流数据中心、所述运输工具定位模块、所述运输仓门禁模块、所述手持终端、所述远程查询模块的性能指标的音频解说和工作效果的视频展示，以及提供与所述物流沙盘、所述运输仓监测模块、所述运输工具网关模块、所述物流数据中心、所述运输工具定位模块、所述运输仓门禁模块、所述手持终端、所述远程查询模块的工作相关的体验控制应用程序，用户通过选择并执行所述体验控制应用程序学习所述智能物流实验与展示平台设备的各个功能；实验指导系统，所述实验指导系统与所述物流沙盘、所述运输仓监测模块、所述运输工具网关模块、所述物流数据中心、所述运输工具定位模块、所述运输仓门禁模块、所述手持终端、所述远程查询模块相连，用于提供所述物流沙盘、所述物流运输仓监测模块、所述运输工具网关模块、所述物流数据中心、所述运输工具定位模块、所述运输仓门禁模块、所述手持终端、所述远程查询模块的理论原理和相关专业知识进行视频和文本教学，并且，所述实验指导系统用于根据学生选择的开发模块，向所述学生提供与选择的开发模块对应的学习内容，其中，所述开发模块包括所述物流沙盘、所述运输仓监测模块、所述运输工具网关模块、所述物流数据中心、所述运输工具定位模块、所述运输仓门禁模块、所述手持终端、所述远程查询模块中的一种或多种，所述实验指导系统安装于每个学生的计算机上；学生实验箱，所述学生实验箱用于学生体验开发测试所述运输仓监测模块、所述运输工具网关模块、所述物流数据中心、所述运输工具定位模块、所述运输仓门禁模块、所述手持终端、所述远程查询模块。

在本发明的一个实施例中，所述运输仓监测模块以预设周期通过无线的方式向所述运输工具网关模块发送所述多个环境数据和货物姿态数据。

在本发明的一个实施例中，所述运输工具网关模块通过通用分组无线服务技术GPRS将环境和货物姿态数据包发送给所述物流数据中心。

在本发明的又一个实施例中，所述运输工具网关模块还用于将来自所述物流数据中心的告警指令进行声音和图像的提示。

在本发明的再一个实施例中，所述物流数据中心还用于保存来自所述运输工具网关模块的环境和货物姿态数据包。

在本发明的一个实施例中，所述运输仓门禁模块可以通过以下方式之一对人员进行授权：

（1）所述运输仓门禁模块在所述运输工具出发前完成开运输仓门人员授权；

（2）所述运输仓门禁模块远程由物流数据中心对人员进行授权。

在本发明的一个实施例中，所述视频演示系统包括：触摸屏，用于接收用户的触摸操作，并根据所述触摸操作展示所述智能物流实验与展示平台设备的组成、性能、参数和应用，以及提供与所述物流沙盘、所述运输仓监测模块、所述运输工具网关模块、所述物流数据中心、所述运输工具定位模块、所述运输仓门禁模块、所述手持终端、所述远程查询模块的工作相关的体验控制应用程序，用户通过触摸操作选择并执行所述体验控制应用程序以学习所述智能物流实验与展示平台设备的各个功能；硬盘播放器，用于向学生提供所述物流沙盘、所述运输仓监测模块、所述运输工具网关模块、所述物流数据中心、所述运输工具定位模块、所述运输仓门禁模块、所述手持终端、所述远程查询模块的性能指标的音频解说和工作效果的视频展示。

在本发明的一个实施例中，向学生提供所述运输仓监测模块、所述运输工具网关模块、所述物流数据中心、所述运输工具定位模块、所述运输仓门禁模块、所述手持终端、所述远程查询模块各自对应的原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口。

在本发明的一个实施例中，所述实验指导系统提供的与选择的开发模块对应的学习内容包括：该开发模块的使用说明、理论讲解、开发工具使用讲解、开发重点源码讲解、开发过程分布讲解、理论掌握程度测试、常见问题解答、开发笔记汇总以及相关工具和资料。

在本发明的又一个实施例中，所述学生实验箱包括：串口，用于调试或下载程序、传输数据信息；网口，用于接入网络信号；电源接口，用于接入电源；温湿度

监测模块开发板和红外人像监测模块开发板，用于通过无线方式与所述运输工具网关模块进行通信，所述学生通过所述温湿度监测模块开发板和红外人像监测模块开发板对所述运输仓监测模块进行体验开发测试，并且开发测试的结果可以通过所述运输工具网关模块接入至网络中，以进行后续的分析和控制；振动及氧气监测模块开发板和倾角及压力监测模块开发板，用于通过无线方式与所述运输工具网关模块进行通信，所述学生通过所述振动及氧气监测模块开发板和倾角及压力监测模块开发板对所述运输仓监测模块进行体验开发测试，并且开发测试的结果可以通过所述运输工具网关模块接入至网络中，以进行后续的分析和控制；运输工具网关模块开发板，所述学生通过所述运输工具网关模块开发板体验开发测试所述运输工具网关模块；远程查询模块开发板，所述学生通过所述远程查询模块开发板体验开发测试所述远程查询模块；手持终端模块开发板，所述学生通过所述手持终端模块开发板体验开发测试所述手持终端；门禁模块开发板，所述学生通过门禁模块开发板体验开发测试所述运输仓门禁模块；定位模块开发板，所述学生通过定位模块开发板体验开发测试所述运输工具定位模块。

根据本发明实施例的智能物流实验与展示平台设备，可以实现智能物流运输仓数据采集、货物定位、货物自动登统计和智能决策，满足智能物流的演示推广和开发测试实验的需要。并且本发明实现了智能物流中物品自动识别、信息更新、实时位置、环境信息、物品快递状态等数据、状态的实时采集和监测，智能控制与远程人工控制相结合，真实实现智能物流的物品信息、快递信息的实时监测，可有力支持院校教学实验，助力智能物流的推广，也给实际应用提供借鉴，提高物流安全、准确度，提升物流效率。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的智能物流实验与展示平台设备的结构图；

图2为根据本发明实施例的运输工具网关模块与运输仓监测模块的通信示意图；

图3为根据本发明实施例的视频演示系统的示意图；

图4为根据本发明实施例的实验指导系统的工作流程图；

图5为根据本发明实施例的实验箱的布置图；

图6为根据本发明实施例的智能物流实验与展示平台设备的网络拓扑图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1对本发明实施例的智能物流实验与展示平台设备进行描述。

如图1所示，本发明实施例的智能物流实验与展示平台设备包括：物流沙盘1、运输仓监测模块2、运输工具网关模块3、物流数据中心4、运输工具定位模块5、运输仓门禁模块6、手持终端7、远程查询模块8、视频演示系统9、实验指导系统管理10和学生实验箱。

具体来说，物流沙盘1用于模拟真实环境下物流的设备和环境。其中，物流沙盘包括仓库模型、道路模型和多个运输工具模型。在本发明的实施例中，每个运输工具模型包括多个运输仓模型等。

运输仓监测模块2包括多个运输仓监测单元，其中多个运输仓监测单元位于物流沙盘1的运输仓模型内，用于采集运输仓内的多个环境数据和货物姿态数据。

在本发明的又一个实施例中，运输仓监测模块2以预设周期通过无线的方式向运输工具网关模块3发送多个环境数据和货物姿态数据。

在本发明的一个实施例中，多个环境数据和货物姿态数据包括：温度、湿度、振动、氧气、倾角、压力、实时影像等。其中，预设周期可以为5秒。

运输仓监测模块2还可以向学生提供原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口，从而学生可学习借鉴、修改和调试运输仓监测模块2，帮助学生掌握无线数据传输和环境监测等学科的知识。

在本发明的一个示例中，运输仓监测模块2的数据读取是在Zigbee中的单片机实现的，并且可以继续连接其他任何类型传感器以实现对物流环境的监测。

运输工具网关模块3与运输仓监测模块2进行通信，用于接收运输仓监测模块2上报的多个环境数据和货物姿态数据，并将所述多个环境数据和货物姿态数据转换为预设通信协议类型的环境和货物姿态数据包，转发该环境和货物姿态数据包。其中，运输工具网关模块3可以通过通用分组无线服务技术GPRS将环境和货物姿态数据包发送给物流数据中心4。

如图2所示，物流沙盘1包括驾驶舱和N个运输仓。其中，运输工具网关模块3设置在驾驶仓内，每个运输仓内设置有N个运输仓监测单元。每个运输仓监测单元采集其所在运输仓内的多个环境数据和货物姿态数据，然后将上述环境数据和货物姿态数据发送给驾驶仓内的运输工具网关模块3，由运输工具网关模块3将上述多个环境数据和货物姿态数据转换为预设通信协议类型的环境和货物数据包，转发该环境和货物姿态数据包。

需要说明的是，各个模块对外发送的数据均需要通过运输工具网关模块3进行转发，由此各个模块对外发送的数据均通过唯一的通道进行传输，提高了数据传输的安全可靠性，并且数据不直接传输至物流数据中心4，可以在一定程度上减轻物流数据中心4的负担。

此外，运输工具网关模块3还可以向学生提供原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口，学生可学习借鉴、修改和调试运输工具网关模块3，从而帮助学生掌握通信协议转换、多线程编程等知识。

物流数据中心4与运输工具网关模块3进行通信，用于接收运输工具网关模块3转发的环境和货物姿态数据包，并根据预设控制理论和经验数据对数据包进行分析，以及根据分析结果发出对应的告警指令。并且物流数据中心4将告警指令发送至运输工具网关模块3，运输工具网关模块3将告警指令进行声音和图像提示。

其中，环境和货物姿态数据包包括运输仓监测模块2的实时数据，由运输仓监测模块2以5S为周期发送给运输工具网关模块3，运输工具网关模块3将所有的运输仓监测模块2周期发送的数据整理成数据包发送给物流数据中心4。物流数据中心4根据专家系统等控制理论对数据包进行分析，根据分析的结果发出告警和控制信号。例如运输仓监测模块2的实时数据中的温度数据指示温度在10度以下已经15分钟了，则物流数据中心4发出加温控制指令。

并且，物流数据中心4还用于保存来自运输工具网关模块3的环境和货物姿态数据包。

在本发明的一个实施例中，物流数据中心4可以采用自动和手动方式接收和分析环境数据包并发出告警指令，并转发给运输工具网关模块3。

此外，物流数据中心4还用于向学生提供操作说明和程序源码，帮助学生掌握专家系统、人工智能等学科的知识。

运输工具定位模块5与运输工具网关模块3进行通信，通过GPS（GlobalPositioning System，全球定位系统）或北斗信号对运输工具模型进行全球定位。

此外，运输工具定位模块5还可以向学生提供原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口，学生可学习借鉴、修改和调试运输工具定位模块5，从而帮助学生掌握定位等知识。

运输仓门禁模块6与运输工具网关模块3进行通信。其中，运输仓门禁模块6包括指纹读取器和第一无线通信装置，其中运输仓门禁模块安装在物流沙盘1的运输仓门，通过对运输仓门的门锁的控制实现对开仓门人员进行鉴别。具体地，通过指纹读取器获取开仓门人员录入的指纹信息，并将该指纹信息通过第一无线通信装置发送给运输工具网关模块3，再由运输工具网关模块3转发给物流数据中心4。由物流数据中心4将运输工具网关模块3转发的指纹信息与预存的授权人员的指纹信息进行鉴别比对，如果符合则发出授权指令给运输工具网关模块3。运输工具网关模块3将接收到的授权指令转发给运输仓门禁模块6，运输仓门禁模块6根据该授权指令允许对应的人员开仓。反之，则不允许指纹信息不符合的人员开仓。

在本发明的一个实施例中，运输仓门禁模块6可以通过以下方式之一对人员进行授权：

（1）运输仓门禁模块6在运输工具出发前完成开运输仓门人员授权；

（2）运输仓门禁模块6远程由物流数据中心对人员进行授权。

此外，运输仓门禁模块6还可以向学生提供原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口，学生可学习借鉴、修改和调试运输仓门禁模块6。

手持终端7与物流数据中心4进行通信。其中，手持终端7包括RFID读写器、读条形码模块和第二无线通信装置。在对运输仓货物进行装卸时，首先由RFID读写器读取运输仓和仓库的RFID标签，然后由条形码模块读取装卸的货物条形码，并将上述读取的RFID标签和货物条形码通过第二无线通信装置发送给物流数据中心4以实现运输仓与仓库之间货物的增减登记。

此外，手持终端7还可以向学生提供原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口，学生可学习借鉴、修改和调试手持终端7，帮助学生掌握通信技术等学科的知识。

远程查询模块8与物流数据中心4进行通信，用于客户或工作人员查询货物当前状态。远程查询模块8可以理解为一个接口，让客户和相关人员通过手机或计算机可以进行远程查询。此外，远程查询模块8还可以向学生提供原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口，学生可学习借鉴、修改和调试手持终端7，帮助学生掌握远程通信技术等学科的知识。

视频演示系统9与物流数据中心4相连，用于向学生提供物流沙盘1、运输仓监测模块2、运输工具网关模块3、物流数据中心4、运输工具定位模块5、运输仓门禁模块6、手持终端7、远程查询模块8的性能指标的音频解说和工作效果的视频展示，以及提供与物流沙盘1、运输仓监测模块2、运输工具网关模块3、物流数据中心4、运输工具定位模块5、运输仓门禁模块6、手持终端7、远程查询模块8的工作相关的体验控制应用程序，用户通过选择并执行所述体验控制应用程序学习所述智能物流实验与展示平台设备的各个功能。

如图3所示，视频演示系统9包括：触摸屏901和硬盘播放器902，触摸屏901与硬盘播放器902相连。其中，触摸屏901用于接收用户的触摸操作，并根据触摸操作展示本发明的智能物流实验与展示平台设备的组成、性能、参数和应用，以及提供与物流沙盘1、运输仓监测模块2、运输工具网关模块3、物流数据中心4、运输工具定位模块5、运输仓门禁模块6、手持终端7、远程查询模块8的工作相关的体验控制应用程序。用户可以通过触摸操作选择并执行体验控制应用程序以学习智能物流实验与展示平台设备的各个功能，即可在视频演示的触摸屏上体验控制效果。硬盘播放器902用于向学生提供物流沙盘1、运输仓监测模块2、运输工具网关模块3、物流数据中心4、运输工具定位模块5、运输仓门禁模块6、手持终端7、远程查询模块8的性能指标的音频解说和工作效果的视频展示。此外，视频演示系统9还包括音箱903，用于对音频信号进行放大处理后由音箱903本身回放出声音，使其声音变大。

具体地，视频演示系统9可以自动播放智能物流实验与展示平台的介绍视频短片，也可通过用户的触摸操作展示智能物流实验与展示平台的组成、性能、参数、应用等方面的资料。并且，通过在触摸屏901上安装体验控制功能的体验控制应用程序APK，实现视频和控制进行联动，展示当前物流沙盘1内的实时信息，例如温度、湿度等。并且，学生还可以通过触摸操作进行控制体验，例如体验控制应用程序APK上带有控制按钮进行定位、调温之类操作。由此可知，视频演示系统9可以提供展示效果、宣传推广科技使用，并且也便于学生对本发明的智能物流试验与展示平台的各项功能的学习。

实验指导系统10与物流沙盘1、运输仓监测模块2、运输工具网关模块3、物流数据中心4、运输工具定位模块5、运输仓门禁模块6、手持终端7、远程查询模块8相连，用于提供物流沙盘1、运输仓监测模块2、运输工具网关模块3、物流数据中心4、运输工具定位模块5、运输仓门禁模块6、手持终端7、远程查询模块8的理论原理和相关专业知识进行视频和文本教学。并且，实验指导系统10用于根据学生选择的开发模块，向学生提供与选择的开发模块对应的学习内容。

图4为根据本发明实施例的实验指导系统的工作流程图。

如图4所示，实验指导系统的工作流程如下：

步骤S1，学生选择开发模块。

其中，开发模块包括运输仓监测模块2、运输工具网关模块3、物流数据中心4、运输工具定位模块5、运输仓门禁模块6、手持终端7、远程查询模块8中的一种或多种。

步骤S2，根据学生选择的开发模块，向学生提供与选择的开发模块对应的学习内容。

其中，学习内容包括：该开发模块的使用说明、理论讲解、开发工具使用讲解、开发重点源码讲解、开发过程分布讲解、理论掌握程度测试、开发测试、常见问题解答、开发笔记汇总以及相关工具和资料。

在本发明的一个实施例中，实验指导系统10安装于每个学生的计算机上。

在本发明的一个实施例中，实验指导系统10可以提供视频文件和电子书以进行理论原理和相关专业知识进行视频和文本教学。例如，实验指导系统10可以对本发明的智能物流实验与展示平台设备所使用的技术理论以电子书和视频教学的模式进行讲解、对开发利用到的硬件元器件进行介绍、硬件设计过程进行讲解、对开发用到的软件开发工具进行针对性的教学和对开发源码进行详细的讲解。实验指导系统10主要是指导开发方面，如对开发用的软硬件开发技术进行讲解（例如VC，Protel），对开发的流程和源码进行讲解，让学生知道从哪下手、为什么要这样做、每行源码都是干什么用的等。

实验指导系统10可以做成软件形式，安装在学生的计算机上，用于指导学生开发用的。并且，实验指导系统10可以设置为目录形式，学生打开软件后根据想要学习的内容从目录中直接点开，点开后的内容可以包括视频、电子书和程序源码。

需要说明的是，运输仓监测模块2、运输工具网关模块3、物流数据中心4、运输工具定位模块5、运输仓门禁模块6、手持终端7、远程查询模块8均可以向学生提供各自对应的原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口，供学生学习掌握无线数据传输、传感器、协议转换、专家系统、自动控制等知识。学生可以在每个功能模块上对进行调试改变实验参数，因为提供模拟量和数字量采集的方法，所以修改起来很容易学习，从而可以有力支持院校教学实验，又可用于展示助力智能物流的推广，向实际应用提供借鉴。

在本发明的一个实施例中，本发明实施例的智能物流实验与展示平台设备进一步包括向每个学生分配的学生实验箱。学生实验箱用于学生体验开发测试运输仓监测模块2、运输工具网关模块3、物流数据中心4、运输工具定位模块5、运输仓门禁模块6、手持终端7、远程查询模块8。每个学生的开发过程可以在实验箱内进行操作，验证过程可以在物流沙盘1进行。

图5为根据本发明实施例的实验箱的布置图。

如图5所示，本发明实施例的学生实验箱包括：串口、网口、电源接口、温湿度监测模块开发板、红外人像监测模块开发板、振动及氧气监测模块开发板和倾角及压力监测模块开发板、运输工具网关模块开发板、远程查询模块开发板和多个手持终端模块开发板。

具体来说，串口用于调试或下载程序、传输数据信息。具体地，学生可以通过该串口从上位机调试或下载程序、数据信息等到对应的开发模块，从而实现对开发模块的调试和开发管理。

网口可以用于接入网络信号，其中，学生实验箱中的网关模块开发板可以通过网口与学生计算机进行通信，其中，学生计算机可以视为一台服务器。

电源接口可以用于接入电源。

温湿度监测模块开发板和红外人像监测模块开发板，用于通过无线方式与运输工具网关模块3进行通信。学生通过该温湿度监测模块开发板和红外人像监测模块开发板对运输仓监测模块2进行体验开发测试，并且开发测试的结果可以通过运输工具网关模块3接入至网络中，以进行后续的分析和控制学生可以通过运输工具网关模块开发板体验开发测试运输工具网关模块3。

振动及氧气监测模块开发板和倾角及压力监测模块开发板，用于通过无线方式与运输工具网关模块3进行通信。学生通过振动及氧气监测模块开发板和倾角及压力监测模块开发板对运输仓监测模块2进行体验开发测试，并且开发测试的结果可以通过运输工具网关模块3接入至网络中，以进行后续的分析和控制。

学生通过运输工具网关模块开发板体验开发测试运输工具网关模块3。并且学生可以通过远程查询模块开发板体验开发测试远程查询模块8。此外，学生还可以通过手持终端模块开发板体验开发测试手持终端7，通过门禁模块开发板体验开发测试运输仓门禁模块6，通过定位模块开发板体验开发测试运输工具定位模块5。

图6为根据本发明实施例的智能物流实验与展示平台设备的网络拓扑图。

如图6所示，运输工具网关模块3负责所有环境和货物姿态数据和告警指令的接收和转发。具体地，运输工具网关模块3通过Zigbee和WIFI技术与运输仓环境监测模块2中的各个监测单元进行通信。运输工具网关模块3通过Zigbee技术接收温度传感器模块、湿度传感器模块、红外传感器模块采集到的环境数据。运输工具网关模块3通过3G、GPRS技术将运输仓环境监测模块2的数据转发给物流数据中心4。运输工具网关模块3通过Zigbee技术、WIFI方式向运输工具定位模块5和运输仓门禁模块6转发来自物流数据中心4的控制指令。物流数据中心4通过WIFI、3G、GPRS将与手持终端7和远程查询模块8进行通信。物流数据中心4通过WIFI、以太网与视频演示系统9进行通信，以及向视频演示系统9转发控制指令。此外，运输工具网关模块3可以通过以WIFI、以太网与学生计算机进行通信，其中，学生计算机上安装有实验指导系统10，运输工具网关模块3可以与实验指导系统10进行数据传输。运输工具网关模块3可以通过Zigbee技术、WIFI与学生实验箱中的开发板进行通信，从而学生可以体验开发测试运输工具网关模块3。并且，学生实验箱可以通过串口、以太网、WIFI与学生计算机进行通信，学生计算机可以视为一台服务器，学生通过从学生计算机上下载程序到学生实验箱的开发板上，实现对开发板的功能调试。

本发明实施例提供的智能物流实验与展示平台设备涉及无线传感网络技术领域，尤其是涉及传感器数据采集、分析、处理及智能控制的实验与展示平台。本发明可以实现智能物流运输仓数据采集、货物定位、货物自动登统计和智能决策，满足智能物流的演示推广和开发测试实验的需要。并且本发明实现了智能物流中物品自动识别、信息更新、实时位置、环境信息、物品快递状态等数据、状态的实时采集和监测，智能控制与远程人工控制相结合，真实实现智能物流的物品信息、快递信息的实时监测，可有力支持院校教学实验，助力智能物流的推广，也给实际应用提供借鉴，提高物流安全、准确度，提升物流效率。

本发明结合讲解和实验，满足智能物流的演示推广和在此平台上进行开发测试实验的需要。本发明可以提供原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口，供学生学习掌握无线数据传输，提高了学生的学习主动性和学习效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (10)

1.一种智能物流实验与展示平台设备，其特征在于，包括：物流沙盘，用于模拟真实环境下物流的设备和环境，所述物流沙盘包括仓库模型、道路模型,多个运输工具模型，其中，每个所述运输工具模型包括多个运输仓模型；

运输仓监测模块，所述运输仓监测模块包括多个运输仓监测单元，所述多个运输仓监测单元位于所述物流沙盘的运输仓模型内，用于采集所述运输仓内的多个环境数据和货物姿态数据，其中，所述多个环境数据和货物姿态数据包括：温度、湿度、振动、氧气、倾角、压力、实时影像；

运输工具网关模块与所述运输仓监测模块进行通信，用于接收所述运输仓监测模块上报的所述多个环境数据和货物姿态数据，并将所述多个环境数据和货物姿态数据转换为预设通信协议类型的环境和货物姿态数据包，转发所述环境和货物姿态数据包；

物流数据中心，所述物流数据中心与运输工具网关模块进行通信，用于接收所述运输工具网关模块转发的环境和货物姿态数据包，并根据预设控制理论和经验数据对所述数据包进行分析，以及根据分析结果发出对应的告警指令，并且所述物流数据中心将所述告警指令发送至所述运输工具网关模块，所述运输工具网关模块将所述告警指令进行声音和图像提示；

运输工具定位模块，所述运输工具定位模块与所述运输工具网关模块进行通信，通过全球定位系统GPS或北斗信号对所述运输工具模型进行全球定位；

运输仓门禁模块，所述运输仓门禁模块与所述运输工具网关模块进行通信，所述运输仓门禁模块包括指纹读取器和无线通信装置，所述运输仓门禁模块安装在所述物流沙盘的运输仓门，通过对所述运输仓门的门锁的控制实现对开仓门人员进行鉴别；

手持终端，所述手持终端与所述物流数据中心进行通信，所述手持终端包括RFID读写器、读条形码模块和无线通信装置，在对所述运输仓货物进行装卸时，首先读取运输仓和仓库的RFID标签，然后读取装卸的货物条形码，实现运输仓与仓库之间货物的增减登记；

远程查询模块，所述远程查询模块与所述物流数据中心进行通信，用于客户或工作人员查询货物当前状态；

视频演示系统，所述视频演示系统与所述物流数据中心相连，用于向学生提供所述物流沙盘、所述运输仓监测模块、所述运输工具网关模块、所述物流数据中心、所述运输工具定位模块、所述运输仓门禁模块、所述手持终端、所述远程查询模块的性能指标的音频解说和工作效果的视频展示，以及提供与所述物流沙盘、所述运输仓监测模块、所述运输工具网关模块、所述物流数据中心、所述运输工具定位模块、所述运输仓门禁模块、所述手持终端、所述远程查询模块的工作相关的体验控制应用程序，用户通过选择并执行所述体验控制应用程序学习所述智能物流实验与展示平台设备的各个功能；

实验指导系统，所述实验指导系统与所述物流沙盘、所述运输仓监测模块、所述运输工具网关模块、所述物流数据中心、所述运输工具定位模块、所述运输仓门禁模块、所述手持终端、所述远程查询模块相连，用于提供所述物流沙盘、所述物流运输仓监测模块、所述运输工具网关模块、所述物流数据中心、所述运输工具定位模块、所述运输仓门禁模块、所述手持终端、所述远程查询模块的理论原理和相关专业知识进行视频和文本教学，并且，所述实验指导系统用于根据学生选择的开发模块，向所述学生提供与选择的开发模块对应的学习内容，其中，所述开发模块包括所述物流沙盘、所述运输仓监测模块、所述运输工具网关模块、所述物流数据中心、所述运输工具定位模块、所述运输仓门禁模块、所述手持终端、所述远程查询模块中的一种或多种，所述实验指导系统安装于每个学生的计算机上；

学生实验箱，所述学生实验箱用于学生体验开发测试所述运输仓监测模块、所述运输工具网关模块、所述物流数据中心、所述运输工具定位模块、所述运输仓门禁模块、所述手持终端、所述远程查询模块。

2.如权利要求1所述的智能物流实验与展示平台设备，其特征在于，所述运输仓监测模块以预设周期通过无线的方式向所述运输工具网关模块发送所述多个环境数据和货物姿态数据。

3.如权利要求1所述的智能物流实验与展示平台设备，其特征在于，所述运输工具网关模块通过通用分组无线服务技术GPRS将环境和货物姿态数据包发送给所述物流数据中心。

4.如权利要求1所述的智能物流实验与展示平台设备，其特征在于，所述运输工具网关模块还用于将来自所述物流数据中心的人告警指令进行声音和图像的提示。

5.如权利要求1所述的智能物流实验与展示平台设备，其特征在于，所述物流数据中心还用于保存来自所述运输工具网关模块的环境和货物姿态数据包。

6.如权利要求1所述的智能物流实验与展示平台设备，其特征在于，所述运输仓门禁模块可以通过以下方式之一对人员进行授权：

（1）所述运输仓门禁模块在所述运输工具出发前完成开运输仓门人员授权；

（2）所述运输仓门禁模块远程由物流数据中心对人员进行授权。

7.如权利要求1所述的智能物流实验与展示平台设备，其特征在于，所述视频演示系统包括：

触摸屏，用于接收用户的触摸操作，并根据所述触摸操作展示所述智能物流实验与展示平台设备的组成、性能、参数和应用，以及提供与所述物流沙盘、所述运输仓监测模块、所述运输工具网关模块、所述物流数据中心、所述运输工具定位模块、所述运输仓门禁模块、所述手持终端、所述远程查询模块的工作相关的体验控制应用程序，用户通过触摸操作选择并执行所述体验控制应用程序以学习所述智能物流实验与展示平台设备的各个功能；

硬盘播放器，用于向学生提供所述物流沙盘、所述运输仓监测模块、所述运输工具网关模块、所述物流数据中心、所述运输工具定位模块、所述运输仓门禁模块、所述手持终端、所述远程查询模块的性能指标的音频解说和工作效果的视频展示。

8.如权利要求1所述的智能物流实验与展示平台设备，其特征在于，向学生提供所述运输仓监测模块、所述运输工具网关模块、所述物流数据中心、所述运输工具定位模块、所述运输仓门禁模块、所述手持终端、所述远程查询模块各自对应的原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口。

9.如权利要求1所述的智能物流实验与展示平台设备，其特征在于，所述实验指导系统提供的与选择的开发模块对应的学习内容包括：该开发模块的使用说明、理论讲解、开发工具使用讲解、开发重点源码讲解、开发过程分布讲解、理论掌握程度测试、常见问题解答、开发笔记汇总以及相关工具和资料。

10.如权利要求1所述的智能物流实验与展示平台设备，其特征在于，所述学生实验箱包括：

串口，用于调试或下载程序、传输数据信息；

网口，用于接入网络信号；

电源接口，用于接入电源；

温湿度监测模块开发板和红外人像监测模块开发板，用于通过无线方式与所述运输工具网关模块进行通信，所述学生通过所述温湿度监测模块开发板和红外人像监测模块开发板对所述运输仓监测模块进行体验开发测试，并且开发测试的结果可以通过所述运输工具网关模块接入至网络中，以进行后续的分析和控制；

振动及氧气监测模块开发板和倾角及压力监测模块开发板，用于通过无线方式与所述运输工具网关模块进行通信，所述学生通过所述振动及氧气监测模块开发板和倾角及压力监测模块开发板对所述运输仓监测模块进行体验开发测试，并且开发测试的结果可以通过所述运输工具网关模块接入至网络中，以进行后续的分析和控制；

运输工具网关模块开发板，所述学生通过所述运输工具网关模块开发板体验开发测试所述运输工具网关模块；

远程查询模块开发板，所述学生通过所述远程查询模块开发板体验开发测试所述远程查询模块；

手持终端模块开发板，所述学生通过所述手持终端模块开发板体验开发测试所述手持终端；

门禁模块开发板，所述学生通过门禁模块开发板体验开发测试所述运输仓门禁模块；

定位模块开发板，所述学生通过定位模块开发板体验开发测试所述运输工具定位模块。