CN107480566A - 一种托盘管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种托盘管理系统，其特征在于：包含主站模块以及安装于托盘的识别装置；识别装置包含电子标签模块与传感器模块；电子标签模块包含壳体，壳体内设有电子标签主板与供电单元；在电子标签主板的其中一面单独设有扩展接口，在电子标签主板相对扩展接口的另一面设有顺序电连接的天线单元、天线开关单元、射频通信滤波单元、射频收发单元与电子标签控制单元，射频收发单元的输出引脚与天线开关单元的开关控制端相连；壳体上设有与扩展接口大小匹配的开口，扩展接口与之匹配嵌入安装；主站模块包含主站控制单元以及分别与主站控制单元相连的主站通信单元、与电子标签模块对应的电子标签读写单元；本发明的有益效果在于：便于智能化运用。
Description
技术领域
本发明涉及仓库管理设备，具体涉及一种托盘管理系统。
背景技术
托盘是在仓储、物流当中使用的周转工具；目前在仓库管理上对托盘的入库，货物装载、托盘出库、托盘在库房中的存放数量清点以及托盘的流转都需要人工管理，目前的托盘使用既不便于管理，也不便于智能化、自动化运营；另外，由于托盘的设计均有承载上限，对于过重物品的承载一方面会影响托盘的使用寿命，另一方面过重、过高物品的承载会增加作业员运输或卸货过程的危险，再者可能会超高难以入货柜而增加麻烦；目前仓库作业员一般不会在意托盘的设计参数，许多公司的品质管理也未将其纳入监管操作的项目内容中，存在监管盲区；由上可知，为了解决这个问题，有必要进行深入研究。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种能够提供托盘管理数字信息化基础且低功耗的托盘管理系统。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种托盘管理系统，包含主站模块以及安装于托盘的识别装置；识别装置包含电子标签模块与传感器模块；电子标签模块包含壳体，壳体内设有电子标签主板与供电单元；在电子标签主板的其中一面单独设有扩展接口，在电子标签主板相对扩展接口的另一面设有供电接口以及顺序电连接的天线单元、天线开关单元、射频通信滤波单元、射频收发单元与电子标签控制单元，射频收发单元的输出引脚还与天线开关单元的开关控制端相连；供电单元与供电接口相连以提供电子标签主板的供电；电子标签控制单元的输入端，或还包含通信端与扩展接口相连；在壳体上，设有与扩展接口大小匹配的开口，扩展接口与之匹配嵌入安装；传感器模块包含有与扩展接口匹配的输出插口以对应相连；
主站模块包含主站控制单元以及分别与主站控制单元相连的主站通信单元、与电子标签模块对应的电子标签读写单元。
本发明在托盘上安装识别装置，通过传感器模块获取重量和/或温度、湿度等环境信息，并由电子标签模块传输至主站模块，从而通过主站模块可获取多个托盘信息；由于电子标签选取的芯片本身具有的唯一ID识别特性，使得识别装置能够将所连接的传感信号赋予 ID识别特性，在大量数据采集环境下，不仅利于使用，还减少了对外部传感器所采集参数或外部设备传输数据的人为ID定义、标记及传输连接的繁琐作业，且电子标签模块可嵌入托盘，呈智能托盘的整体结构设计，使用十分方便；电子标签模块的有源设计方案扩展了信号传输的距离，同时射频通信滤波单元的结构设计能够有效滤除杂波与干扰，保证了通信质量；使用时，电子标签模块与主站模块的通信方法降低了托盘管理系统的功耗，延长了识别装置的用电时长。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
⑴、通过电子标签模块所用芯片自带的ID信息能够快速建立托盘及其传感器模块所传数据的对应关系，从而实现多数据采集的分类识别，便于智能化运用；
⑵、通过模拟量输出的重力传感器模块能够获得托盘的装载重量信息，主站模块或上端的监控设备可设置警戒值或对应单个产品毛重，以换算堆叠产品高度，从而实现托盘使用的监管；
⑶、安装方便，且使用能耗低，便于推广。
附图说明
图1为实施例中电子标签模块的原理框图。
图2为实施例中主站模块的原理框图。
图3为实施例中接收信号滤波单元、发送信号滤波单元及其连接部分的电路图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
一种托盘管理系统，包含主站模块以及安装于托盘的识别装置；识别装置包含电子标签模块与传感器模块；电子标签模块包含壳体，壳体内设有电子标签主板与供电单元；在电子标签主板的其中一面单独设有扩展接口，在电子标签主板相对扩展接口的另一面天线单元、射频收发单元、天线开关单元、电子标签控制单元、接收信号滤波单元、发送信号滤波单元、供电接口；一方面，单独的板面设计能够选用脚位更多，体积更大的扩展接口，另一方面能够增加壳体与板面的接触面积，且减少对电子标签主板上其他电子零件的影响；供电单元与供电接口相连以提供电子标签主板的供电；如图1所示，电子标签控制单元的输入端、通信端与扩展接口相连；在壳体上，设有与扩展接口大小匹配的开口，扩展接口与之匹配嵌入安装；传感器模块包含有与扩展接口匹配的输出插口以对应相连；天线开关单元包含单刀双掷开关；单刀双掷开关的公共端与天线单元相连，单刀双掷开关的其中一个开关输出端经接收信号滤波单元与射频收发单元的信号接收端相连；单刀双掷开关的另一个开关输出端经发送信号滤波单元与射频收发单元的信号发送端相连；射频收发单元的输出端与天线开关单元的控制端相连；射频收发单元与电子标签控制单元通信相连；电子标签主板还包含模数转换单元，模数转换单元的输入与扩展接口相连，模数转换单元的输出与电子标签控制单元相连；通过模数转换单元能够适应多种模拟量输出的传感器模块，从而实现量化监测与控制。
如图2所示，主站模块包含主站控制单元以及分别与主站控制单元相连的主站通信单元、与电子标签模块对应的电子标签读写单元；所述主站通信单元包含GPRS模块、3G模块、4G模块、wifi模块、CAN通信模块、RS232通信模块、RS485通信模块、USB通信模块中的其中一种或几种，以实现主站通信单元与外部的通信交互，使用方便。
识别装置的传感器模块将所得信号经扩展接口由控制单元处理后从射频收发单元、发送信号滤波单元、单刀双掷开关与天线单元顺序传递及发射出去；由于电子标签选取的芯片本身具有的唯一ID识别特性，使得本发明能够将所连接的传感信号赋予ID识别特性，在大量数据采集环境下，使用非常方便。
如图3所示，所述天线开关单元包含天线开关芯片U1，所用芯片型号为：UPG2214；所述射频收发单元包括无线收发芯片U2，所用芯片型号为：SI4463；天线单元包含天线ANT1，C7、C8、L3构成的π形滤波器以及滤波电容C5，天线开关芯片U1的开关控制引脚 VC1、VC2与无线收发芯片U2的输出引脚GPIO0、输出引脚GPIO1对应相连，当无线收发芯片U2的输出引脚GPIO0、输出引脚GPIO1发出信号后，则无线收发芯片U2内的等效单刀双掷开关单元做出与控制码相对应的开关切换动作；天线开关芯片U1的公共端(输入端)INPUT与滤波电容C5的输出相连；天线开关芯片U1的输出引脚OUT1与发送信号滤波单元电连；天线开关芯片的输出引脚OUT2与接收信号滤波单元电连；无线收发芯片U2的信号发送端TX与发送信号滤波单元相连，无线收发芯片的信号接收端RXp与信号接收端 RXn与接收信号滤波单元相连。
所述信号发送滤波单元包括电感L4、L5、L6和电容C6、C9、C10，所述电感L4、L5、电容C6、电感L6依次串接，电感L4的另一端与天线开关芯片的输出引脚OUT1连接，电感L6的另一端与射频收发单元的信号发送端相连；且在电感L6与射频收发单元的连接端还连接有电感L7到供电端。
所述信号接收滤波单元包括电容C2、C3、C4和电感L1、L2，电容C3的一端与天线开关芯片的输出引脚OUT2连接，另一端分别与电感L1和电容C4共同连接，电容C4的另一端与无线收发芯片信号接收端RXn连接，电感L1的另一端与无线收发芯片的信号接收端 RXp、电容C2的一端共同连接，电容C2的另一端与地相接；电感L2连接于无线收发芯片的信号接收端RXp与信号接收端RXn之间。
不同的支路针对了发送与接收不同信号的强度、通带频率的分布及滤波需要进行了单独设计，使得滤波效果更好，后端的信号处理更为稳定与可靠；
所述传感器模块包含重力传感器/压力传感器、温度传感器、湿度传感器、加速度传感器中；其中，重力传感器/压力传感器与托盘一体安装，用于获取托盘承载物品的重力参数或压力参数，传送给主站模块或上层监控平台后，不仅可以直观得到托盘装载的重量参数，还可以结合单个产品的毛重得到预计的堆叠高度，以与预设基准比较，能够实现超限预警功能；湿度传感器、温度传感器、加速度传感器也可设置安装在壳体中，使得整体结构更为紧凑，便于安装。
所述供电单元包含可充电的电池与无线充电模块，无线充电模块的输出与可充电的电池对应相连；无线充电模块设计避免了打开壳体更换电池，也避免了更换电池过程中人体静电对高频敏感的电子元件产生的破坏，另外一方面，不需要考虑在壳体结构上所作电磁屏蔽或隔离，或在电子标签主板上所作的三防设计，简化了设计与制造工艺。
电子标签模块与主站模块的通信方法：电子标签模块以间隔时长T循环发送数据，时长T在20秒至5分钟之间。低频率的数据传送可以保证电子标签模块的平均运行功耗低，从而延长供电单元的单次充电使用寿命运行。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种托盘管理系统，其特征在于：包含主站模块以及安装于托盘的识别装置；
识别装置包含电子标签模块与传感器模块；电子标签模块包含壳体，壳体内设有电子标签主板与供电单元；在电子标签主板的其中一面单独设有扩展接口，在电子标签主板相对扩展接口的另一面设有供电接口以及顺序电连接的天线单元、天线开关单元、射频通信滤波单元、射频收发单元与电子标签控制单元，射频收发单元的输出引脚还与天线开关单元的开关控制端相连；供电单元与供电接口相连以提供电子标签主板的供电；电子标签控制单元的输入端，或还包含通信端与扩展接口相连；在壳体上，设有与扩展接口大小匹配的开口，扩展接口与之匹配嵌入安装；传感器模块包含有与扩展接口匹配的输出插口以对应相连；
主站模块包含主站控制单元以及分别与主站控制单元相连的主站通信单元、与电子标签模块对应的电子标签读写单元。
2.根据权利要求1所述的一种托盘管理系统，其特征在于：所述射频通信滤波单元包含接收信号滤波单元与发送信号滤波单元，对应的，所述天线开关单元包含单刀双掷开关；单刀双掷开关的公共端与天线单元相连，单刀双掷开关的其中一个开关输出端经接收信号滤波单元与射频收发单元的信号接收端相连；单刀双掷开关的另一个开关输出端经发送信号滤波单元与射频收发单元的信号发送端相连。
3.根据权利要求2所述的一种托盘管理系统，其特征在于：所述天线开关单元包含天线开关芯片：UPG2214，天线开关芯片的开关控制引脚VC1、VC2与射频收发单元的输出端相连，天线开关芯片的输入端或公共端与天线单元的输出相连；天线开关芯片的输出引脚OUT1与发送信号滤波单元电连；天线开关芯片的输出引脚OUT2与接收信号滤波单元电连。
4.根据权利要求2所述的一种托盘管理系统，其特征在于：所述射频收发单元包括无线收发芯片：SI4463；无线收发芯片的输出引脚GPIO0与输出引脚GPIO1分别与天线开关单元的开关控制端相连，无线收发芯片的信号发送端TX与发送信号滤波单元相连，无线收发芯片的信号接收端RXp与信号接收端RXn与接收信号滤波单元相连；在无线收发芯片的信号接收端RXp与信号接收端RXn之间或还连接有电感。
5.根据权利要求3所述的一种托盘管理系统，其特征在于：所述信号发送滤波单元包括电感L4、L5、L6和电容C6、C9、C10，所述电感L4、L5、电容C6、电感L6依次串接，电感L4的另一端与天线开关芯片的输出引脚OUT1连接，电感L6的另一端与射频收发单元的信号发送端相连；且在电感L6与射频收发单元的连接端还连接有电感L7到供电端。
6.根据权利要求4所述的一种托盘管理系统，其特征在于：所述信号接收滤波单元包括电容C2、C3、C4和电感L1、L2，电容C3的一端与天线开关芯片的输出引脚OUT2连接，另一端分别与电感L1和电容C4共同连接，电容C4的另一端与无线收发芯片信号接收端RXn连接，电感L1的另一端与无线收发芯片的信号接收端RXp、电容C2的一端共同连接，电容C2的另一端与地相接；电感L2连接于无线收发芯片的信号接收端RXp与信号接收端RXn之间。
7.根据权利要求1所述的一种托盘管理系统，其特征在于：所述传感器模块包含重力传感器/压力传感器、温度传感器、湿度传感器、加速度传感器中的其中一种或几种；其中，重力传感器/压力传感器与托盘一体安装，用于获取托盘承载物品的重力参数或压力参数。
8.根据权利要求1所述的一种托盘管理系统，其特征在于：电子标签主板还包含模数转换单元，模数转换单元的输入与扩展接口相连，模数转换单元的输出与电子标签控制单元相连。
9.根据权利要求1所述的一种托盘管理系统，其特征在于：所述供电单元包含可充电的电池与无线充电模块，无线充电模块的输出与可充电的电池对应相连。
10.根据权利要求1所述的一种托盘管理系统，其特征在于：电子标签模块与主站模块的通信方法：电子标签模块以间隔时长T循环发送数据，时长T在20秒至5分钟之间。
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