CN106651246A - 一种基于高精度定位技术的智能仓库管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于高精度定位技术的智能仓库管理系统,包括高精度定位系统、车载终端和信息处理系统;所述高精度定位系统通过布设在区域中的超宽带定位基站实现对叉车的精确位置进行厘米级定位;所述车载终端上安装有超宽带信号发射装置与RFID识别装置,其中,超宽带信号发射装置周期性发送广播信号给所述超宽带定位基站,RFID识别装置读取货物托盘上的电子标签来识别货物类型并将该信息发送至信息处理系统;所述信息处理系统将叉车的位置信息与货物信息进行关联,并经过数据分析后判断货物状态,为业务处理提供支撑。本发明能够对仓库中的货物进行智能化管理,提高效率。
Description
技术领域
本发明涉及无线定位技术及物联网技术领域,特别是涉及一种基于高精度定位技术的智能仓库管理系统。
背景技术
仓储系统作为生产系统的一部分,在企业生产管理中起着越来越重要的作用。智能仓储的应用,保证了货物仓库管理各个环节数据录入的速度和准确性,确保企业及时准确地掌握库存的真实数据,合理保持和控制企业库存。通过该系统还可方便地对库存货物的位置、货物状态等进行管理和优化,有利于提高仓库管理的工作效率。
目前,大多数生产企业仓库管理存在很多问题,普遍采用人工、手工操作方式,出入库数据需要仓库管理人员进行人工记录,因此作业方式效率非常低,准确率也无法保证,数据也无法及时在系统中体现。盘点时管理员同样需要逐件产品清点数量,耗费大量的时间及人力成本,同时增加了企业仓库管理成本,甚至严重制约企业的快速发展。
超宽带(UWB)以其系统复杂度低、穿透能力强和时间分辨率高等优点,使得它能在无线定位技术中达到很高的定位精度越来越受到关注。超宽带信号由于自身GHZ的带宽,传送时不需要通过调制,即不需要载波就可进行信号传输,降低了发射成本,同时定位精度达到厘米级,是其他定位手段如蓝牙、zigbee和WiFi等不能比拟的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于高精度定位技术的智能仓库管理系统,能够对仓库中的货物进行智能化管理,提高效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种基于高精度定位技术的智能仓库管理系统,包括高精度定位系统、车载终端和信息处理系统;所述高精度定位系统通过布设在区域中的超宽带定位基站实现对叉车的精确位置进行厘米级定位;所述车载终端上安装有超宽带信号发射装置与RFID识别装置,其中,超宽带信号发射装置周期性发送广播信号给所述超宽带定位基站,RFID识别装置读取货物托盘上的电子标签来识别货物类型并将该信息发送至信息处理系统;所述信息处理系统将叉车的位置信息与货物信息进行关联,并经过数据分析后判断货物状态,为业务处理提供支撑。
所述超宽带定位基站之间通过发送同步信息完成各个基站的时间同步,各个超宽带定位基站收集车载终端上超宽带信号发射装置所发出的超宽带信号,并将接收到的时间戳通过信息传输设备打包发送至信息处理系统实现对叉车进行精确定位。
所述超宽带定位基站中的主基站负责发送同步信息,从基站接收到主基站发来的同步信息后,通过算法校正自己的时间实现同步,各个超宽带定位基站之间的同步精度达到纳秒级。
所述超宽带信号发射装置安装在叉车车顶,周期性发射信号;所述RFID识别装置通过算法准确识别货物相关信息,并将该信息发送至信息处理系统;所述车载终端设备通过蓄电池供电。
所述RFID识别装置感应放置于托盘上的RFID电子标签,通过无线方式将货物状态信息回传,所述信息处理系统将处理回传的信息,如果出现异常就会发出声音报警。
所述信息处理系统包括定位引擎、数据处理单元、数据库和业务处理单元;所述定位引擎用于计算叉车的精确位置信息,生成货物坐标;所述数据处理单元用于结合库位信息、叉车位置信息与货物状态信息,综合判断货物当前状态;所述数据库用来存储相关位置信息及货物信息;所述业务处理单元根据货物状态及实际业务需求进行业务操作。
有益效果
由于采用了上述的技术方案,本发明与现有技术相比,具有以下的优点和积极效果:本发明通过叉车上安装的RFID设备读取放置于货物托盘上的电子标签获得货物信息,同时叉车上的UWB发射装置周期性发送信号,定位系统采用TDOA技术定位叉车,实现了叉车的精确定位,定位精度达到厘米级,完全可以区分不同库位。通过关联计算可获取货物位置信息,减少人工录入数据引入的错误,在此基础上实现仓库货物智能化管理。实践表明,相比直接定位仓库货物,该系统具有施工简单、效果好、性价比高等优点。
附图说明
图1是本发明的系统图;
图2是本发明中货物管理流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种基于高精度定位技术的智能仓库管理系统,如图1所示,具体包括:
高精度定位系统,包括超宽带定位基站与信息传输设备,其中,超宽带定位基站之间通过发送同步信息完成各个基站的时间同步,各个超宽带定位基站收集叉车上UWB信号发射装置所发出的UWB信号,采用TDOA方式,并将接收到的时间戳打包,通过信息传输设备发送至信息处理系统。在进行时间同步时,所述超宽带定位基站中的主基站负责发送同步信息,从基站接收到主基站发来的同步信息后,通过算法校正自己的时间实现同步,各个超宽带定位基站之间的同步精度达到纳秒级。
叉车车载终端,包括RFID设备与UWB发射装置。UWB发射装置安装在叉车车顶,周期性发射UWB信号;RFID识别装置通过算法用来准确识别货物电子标签信息,并将该信息发送至信息处理系统;车载终端各个设备通过蓄电池供电,电压是48V。
信息处理系统,包括定位引擎、数据处理单元、数据库及业务处理单元。定位引擎将高精度定位系统发送的信息进行解算,计算出叉车的精确位置信息;数据处理单元结合库位信息、叉车位置信息与货物状态信息,生成货物坐标,综合判断货物当前状态,包括入库、出库、移库等,同时将货物当前位置与预置库位位置进行比对,不正确将发出报警信号;数据库用来存储货物位置信息、货物状态信息、库位信息等;业务处理单元根据货物当前状态、业务量、实际业务需求进行订单处理操作。
通过本系统,将仓库中对货物位置管理用叉车精确位置及货物与叉车位置的关联替代,提高了准确性,简化了作业流程、减少了人为参与操作引起的错误,改进了仓库管理水平。值得一提的是,本系统基于高精度定位技术,适用于仓库货物管理,但不局限于仓库,还可用于除仓库外其他需要货物管理的场景。
在使用本系统时具体包括以下步骤:
步骤一:写货物电子标签
生产车间接到订单指令(包括型号、规格、数量、交货期)后开始生产,生产完毕后,需要将该货物信息录入至RFID电子标签卡,写入信息包括:该货物型号、数量、所属订单、仓库货位号等信息,其中仓库货位号表示货物即将放置在仓库中的库位号,如图2所示,此时货物状态是预入库状态。
步骤二:货物与电子标签绑定
将录入好的RFID电子标签卡绑定在需要入库的货物上,此时该货物即将送至仓库存储。
步骤三:叉车叉起货物
如图1所示,本发明所述的系统通过安装在仓库内部的高精度定位系统1,可以准确定位叉车上安装的车载终端2,车载终端2中的UWB信号发射装置8周期性发送广播信号,高精度定位系统1中的定位基站5接收到UWB信号发射装置8发射的信号并将接收时间戳记录下来,通过信息传输设备6传输至信息处理系统3。信息处理系统3中的定位引擎9通过信号解算计算出叉车的精确位置,精度可达到厘米级,完全可以定位至具体货物库位。叉车车载终端2中的RFID设备7读取到叉车叉到的货物信息,并将该货物信息传输至信息处理系统3中的数据处理单元10。
步骤四:叉车卸下货物
当叉车将货物卸下时,叉车车载终端2中的RFID设备7不会读取到货物信息,数据处理单元10通过读取到的货物电子标签信息的有无,综合判断货物信息与叉车位置信息,就会获得货物在仓库内部所存储的位置信息,信息处理系统3将货物摆放库位与预设库位进行比对,如果相同则将该信息存入数据库11,如果不同将发出报警信号提醒。
通过步骤三和步骤四,如图2所示,此时货物状态变为正确入库位状态,信息处理系统3中的业务处理单元12中将显示该货物状态为可出库状态。
步骤五:叉车叉走货物
当有业务需求需要货物出库时,业务处理单元12将发出货物出库指令,此时叉车叉走货物时,重复步骤三与步骤四,信息处理系统3将叉车叉起的货物信息与预设的出库货物信息比对,正确则将出库信息录入至数据库11,不正确将发出报警信号提醒作业人员更正直至正确为止,此时业务处理单元12将货物状态改变为如图2所示的已出库状态。
步骤六:货物电子标签卡回收
货物出库时,在仓库出口处由工作人员将货物RFID电子标签卡回收,如图2所示,该RFID电子标签卡可以重新擦除并录入新的货物信息。
不难发现,本发明提出的智能仓库管理系统,首先通过高精度定位系统,精确定位到叉车,定位精度可达到厘米级,完全可以区分货物的不同库位。其次,该系统读取叉车叉起和卸下货物时的货物信息,通过算法并结合叉车位置信息,综合判断出货物状态信息,完成业务流程上的出入库、货物管理等问题。
由此可见,本发明提出的基于高精度定位技术的智能仓库管理系统解决了现有的人工参与仓库管理容易出现错误的问题,货物的仓储变得智能化,业务流程变得简单,可大大提升货物管理的自动化水平,节省成本。本发明提出的系统比传统RFID系统有比较大的性能提升,为仓库智能管理化水平奠定了良好的基础。
Claims (6)
1.一种基于高精度定位技术的智能仓库管理系统,其特征在于,包括高精度定位系统、车载终端和信息处理系统;所述高精度定位系统通过布设在区域中的超宽带定位基站实现对叉车的精确位置进行厘米级定位;所述车载终端上安装有超宽带信号发射装置与RFID识别装置,其中,超宽带信号发射装置周期性发送广播信号给所述超宽带定位基站,RFID识别装置读取货物托盘上的电子标签来识别货物类型并将该信息发送至信息处理系统;所述信息处理系统将叉车的位置信息与货物信息进行关联,并经过数据分析后判断货物状态,为业务处理提供支撑。
2.根据权利要求1所述的基于高精度定位技术的智能仓库管理系统,其特征在于,所述超宽带定位基站之间通过发送同步信息完成各个基站的时间同步,各个超宽带定位基站收集车载终端上超宽带信号发射装置所发出的超宽带信号,并将接收到的时间戳通过信息传输设备打包发送至信息处理系统实现对叉车进行精确定位。
3.根据权利要求2所述的基于高精度定位技术的智能仓库管理系统,其特征在于,所述超宽带定位基站中的主基站负责发送同步信息,从基站接收到主基站发来的同步信息后,通过算法校正自己的时间实现同步,各个超宽带定位基站之间的同步精度达到纳秒级。
4.根据权利要求1所述的基于高精度定位技术的智能仓库管理系统,其特征在于,所述超宽带信号发射装置安装在叉车车顶,周期性发射信号;所述RFID识别装置通过算法准确识别货物相关信息,并将该信息发送至信息处理系统。
5.根据权利要求4所述的基于高精度定位技术的智能仓库管理系统,其特征在于,所述RFID识别装置感应放置于托盘上的RFID电子标签,通过无线方式将货物状态信息回传,所述信息处理系统将处理回传的信息,如果出现异常就会发出声音报警。
6.根据权利要求1所述的基于高精度定位技术的智能仓库管理系统,其特征在于,所述信息处理系统包括定位引擎、数据处理单元、数据库和业务处理单元;所述定位引擎用于计算叉车的精确位置信息,生成货物坐标;所述数据处理单元用于结合库位信息、叉车位置信息与货物状态信息,综合判断货物当前状态;所述数据库用来存储相关位置信息及货物信息;所述业务处理单元根据货物状态及实际业务需求进行业务操作。
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