CN107609812A - 一种新型的智能仓储系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型的智能仓储系统，包括服务器、定位防盗模块、温湿度检测模块、出入库模块和智能仓储管理模块；所述定位防盗模块、温湿度检测模块、准确出入库模块和智能仓储管理模块均连接所述服务器；所述定位防盗模块对仓库中货物的位置进行定位；所述温湿度检测模块通过温湿度传感器采集仓库内的温湿度数据；所述出入库模块通过货架号与货位号相结合确定货品的位置；所述智能仓储管理模块用于更新货品资料信息，并进行出入库登记和信息管理。本发明的新型的智能仓储系统实现了定位防盗、温湿度监测、出入库和仓储管理的智能化，具有组网简单、能耗小、信息拥塞概率低、通信效率高、操作简便的优点。
Description
技术领域
本发明属于控制与管理技术领域，涉及一种新型的智能仓储系统。
背景技术
随着全球化的持续快速发展，人类逐渐步入信息高科技时代，信息技术已融入了当今社会的各行各业。为满足日益增长的客户需求，仓储管理起着举足轻重的作用，是现代物资流通中不可缺少的环节。仓储系统经历了三个阶段，从人工仓储、机械化仓储到自动化仓储，现已逐渐发展到智能仓储。智能仓储系统融合了信息采集和自动化等计算机技术，它将无线射频技术运用到仓储系统当中，可以使仓储管理系统以自动化、功能化的形式得到进一步的快速发展，实现对仓库中不同货物周边的环境进行监测，帮助工作人员进行实时的仓库货物管理，对货物摆放位置和位移等数据进行监控，帮助管理人员实时监测货物是否安全，并可以实现对货物出入库等行为的监控，这些都是目前智能仓储研究的热点。
因此，需要一种新的智能仓储系统以解决上述问题。
发明内容
本发明针对现有技术存在的缺陷，，提供一种新型的智能仓储系统。
一种新型的智能仓储系统，包括服务器、定位防盗模块、温湿度检测模块、出入库模块和智能仓储管理模块；
所述定位防盗模块、温湿度检测模块、准确出入库模块和智能仓储管理模块均连接所述服务器；
所述定位防盗模块对仓库中货物的位置进行定位；
所述温湿度检测模块通过温湿度传感器采集仓库内的温湿度数据；
所述出入库模块通过货架号与货位号相结合确定货品的位置；
所述智能仓储管理模块用于更新货品资料信息，并进行出入库登记和信息管理。
更进一步的，所述货物的位置包括货架号和货位号。
更进一步的，所述定位防盗模块包括参考节点和盲节点，所述参考节点用于盲节点在定位时的参考定位，所述盲节点是安置在货品上的ZigBee终端设备，采用的定位方法包括以下步骤：货品入库之后，盲节点寻找无线网络内的参考节点，当盲节点与参考节点连接后，根据参考节点确定盲节点的位置。
更进一步的，所述参考节点的位置设置包括以下步骤：首先，根据仓库的平面图按照比例尺计算实际大小并安排放置参考节点，记下每个参考节点的位置；其次，设计坐标图，为每一个参考节点配置坐标。
更进一步的，所述智能仓储管理模块的出入库方法包括以下步骤：入库之前先将货品进行分类，经过入库登记后再将不同类别的货品放在不同的货架上，每一个货架的最外端都布置一个终端节点，用于提示货物所在货架，货架上每一个货位也放置一个终端节点，用于提示货物在该货架上具体的位置。
有益效果：本发明的新型的智能仓储系统实现了定位防盗、温湿度监测、出入库和仓储管理的智能化，具有组网简单、能耗小、信息拥塞概率低、通信效率高、操作简便的优点。
附图说明
图1为本发明的基本功能图；
图2为本发明的数据传输示意图；
图3为本发明的定位防盗报警工作流程；
图4为本发明的出入库流程；
图5为本发明的温湿度监测工作流程；
图6为本发明的货品全局E-R图；
图7为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，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，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
图1为本发明的基本功能图，具备4大功能。
①定位防盗功能：通过定位算法对设备自身位置的估计，可在上位机实时显示货品当前位置，如货物发生移位、掉落甚至是被盗，都会被检测到并立刻向上位机发送警报，管理员可以根据提示前往查看，还可以使用上位机监测软件查看货物实时位置。
②对仓库内货物周围的温度和湿度进行数据采集：通过温湿度传感器实时采集数据，以ZigBee无线通信的方式上传到计算机中的智能仓储管理软件，管理员凭借简单操作即可对仓库内温湿度实时监测。
③出入库时定位货物货架具体位置：计算机中智能仓储管理系统发送出入库指令，通过协调器传送到ZigBee终端设备，终端接收到指令后点亮LED灯，工作人员根据指示即可找到货物具体位置。
④智能仓储管理软件基本功能：在智能仓储管理软件中可以更新货品资料信息，可以进行出入库登记和信息管理，可以对所有货品资料和往来记录进行查询。
图2为本发明的数据传输示意图。
系统具有多种数据采集处理功能，当在仓储管理这类数据吞吐量相对较少的场合下，系统通过已经安置好的终端设备监测相关数据，再通过网络协调器对所接收的信息进行相应处理，最后上传到计算机。计算机也可以向网络协调器发送相关指令，在协调器处理之后传输到目标终端节点，节点设备对数据分析处理后作出相应的反应或执行相应动作。
其中定位防盗模块中，参考节点用于盲节点在实行定位算法时的参考定位，通过布置多个参考节点来确定网络区域内盲节点的位置。盲节点是安置在货品上的ZigBee终端设备，在货品入库之后，盲节点即开始自动寻找无线网络内的参考节点，并与其关联后通过定位算法的处理计算得到自己所在具体位置，最后将自己的位置信息通过协调器的分析整合上传到计算机监视软件，管理员可以在计算机上通过监视软件观察货物位置。
温湿度监测模块中，经过人工布点的温湿度传感器在采集了温湿度数据之后，通过终端的解析发送给网络协调器，管理员操作智能仓储管理软件读取串口中的相关数据就可以轻松的查看仓库内所有区域的环境状况。因为仓库内的温度和湿度的变化都是具有一定过程且该过程一般均较缓慢，为了提升系统的整体性能，系统设计为只有当管理员点击采集数据的时候才会通过无线网络将当前的温湿度显示到计算机。当管理员发出一个查看温湿度的请求时，网络协调器最先收到该请求指令，此时网络协调器会向无线网络里与其关联的终端节点设备发送唤醒信号，当终端节点设备被唤醒之后才能够将之前采集到的周边的环境数据传递给网络协调器，最后由协调器统一上传到计算机上。。
图3为本发明的定位防盗报警工作流程。
在实际仓储环境中，要预先得到仓库平面图，按照比例尺计算实际大小并安排放置参考节点，记下每个参考节点的位置，并自行设计坐标图，为每一个参考节点配置坐标。在盲节点进入网络区域后，便可以自行进行定位计算。本发明中，盲节点芯片是带有移动定位跟踪功能的CC2431。
定位模块的功能可以分为两部分：定位和报警。定位就是盲节点接受参考节点的RSSI值，再通过定位算法来计算自身的坐标位置，并实时上传到计算机并显示。报警功能是当当前盲节点坐标值与最初记录的坐标值出现了较大偏差时发出的警报，而原始坐标值是当货品入库结束后取前5次上传的坐标平均值所得，报警的位移计算环节在盲节点中进行。
图4为本发明的出入库流程。
结合实际情况，入库之前要先人工将货品进行分类，经过入库登记后再将不同类别的货品放在不同的货架上。在仓库中，每一个货架最外端都布置一个终端节点，用于提示货物所在货架。货架上每一个货位也同样放置一个终端节点，用于提示货物在该货架上具体的位置。这些提前安装好的ZigBee节点内都含有各自具体的位置信息，当管理员通过上位机发出出入库请求时，系统自动根据数据库内已存的货物位置信息与终端节点进行匹配，匹配成功即点亮与该节点连接的LED，工作人员根据提示自行前往即可。并且货品出入库时，会减少或增加库存，
图5为本发明的温湿度监测工作流程。
本发明中温湿度监测模块使用了型号为DHT21/AM2301的温湿度传感器，内部传感模块由一个NTC(负温度系数)测温元件和一个电容式感湿元件构成，并且连接着一个高性能的8位单片机。
在设备入网初始化之后，在没有收到任何指令的时候，设备一直处于低功耗状态。在设备接收到采集数据指令之后，需要先判断指令类型，如果是工作人员主动发送的采集数据，则开始采集数据并对传感器输入的40位长的字符串进行解析，如果温湿度超过设定范围，则立刻发送报警信息，否则发送温湿度数据给协调器处理上传到计算机。如果设备接收的是上位机定时发送的数据采集指令，在同样开始采集并对数据进行处理，如果超过预设则向协调器发送警报，如果未超过预设则回复指令表明当前状态正常。
图6位本发明的货品全局E-R图。
目前，用来描述概念结构模型的比较理想的方法叫E-R图法，它通过对现实世界的结构化描述可以简单清晰地展示事物之间的相互关系。E-R图包括三种元素：
①实体：抽象化的现实世界中的具体事物，一般用矩形表示。
②属性：现实世界中每个具体的事物都存在着各自的特点和性质，属性就是实体的特点和性质，一个实体可以同时拥有多个属性也可只有一个属性。属性一般用椭圆形表示。
③联系：是各个实体之间的关系，包括一对一联系(1:1)、一对多联系(1：n)和多对多联系(n:n)。联系一般用菱形表示。
实体与属性、实体与联系以及属性与联系之间需要用直线连接，并在联系的两端的直线上标注出对应关系。
本发明的新型的智能仓储系统，包括定位防盗模块、温湿度检测模块、准确出入库模块和智能仓储管理软件。各个模块与中心控制器通过ZigBee无线网络实现交互，从而形成一个整体的系统。
①定位防盗模块采用绝对定位算法，对智能仓库这一动态网络中的货物进行准确的定位以及实时的监控，可在上位机实时显示货品当前位置，如货物发生异常移动，都会被检测到并向上位机发送警报，以便管理员及时处理。
②温湿度检测模块通过人工布点的温湿度传感器采集温湿度数据，以ZigBee无线通信的方式上传到计算机中的智能仓储管理软件，建立了实时的温度监控与报警机制，管理员凭借简单操作即可对仓库内温湿度实时监测。
③准确出入库模块通过货架号与货位号相结合确定货品的位置。智能仓储管理系统发送出入库指令，通过协调器传送到ZigBee终端设备，终端接收到指令后点亮LED灯，工作人员根据指示即可找到货物具体位置。入库时，增加相应货品库存量。出库时则减少相应货品库存量。
④智能仓储管理软件通过设计E-R图和关系模式建立系统数据库，选用RS-232进行串口通信，并在C++Builder和SQL Sever环境下进行开发，主要形成了基础数据和查询两大基础子模块。可以更新货品资料信息，可以进行出入库登记和信息管理，可以对所有货品资料和往来记录进行查询。
本发明与现有其他技术相比，其显著优点：
①实时性：仓库管理人员可以实时接收采集到的数据信息，及时的了解到仓库内的温湿度环境情况，从而有效地做好预防预警工作。
②布局简便：无线通信技术避免了有线的方式带来的线路混乱、布线耗时长等问题，而且ZigBee通信距离在几十米之内，因此正好适合仓库的需求。
③功耗低：有效地解决了有线网络中由于布线复杂和电线过长消耗大量能源的问题，除此之外，ZigBee无线通信技术中除协调器需用普通电源外，其他所有节点仅仅需要电池供电即可，能耗很低。
④网络容量：在一个已经搭建好的ZigBee网络中可以容纳255个网络节点，通过网络协调器便可以组成具有65000个节电设备的大网，非常适用于此类货品极多的情况。
⑤准确性：系统可以准确地采集货物周围的环境信息和位置信息等，并及时反馈给库管人员，也可以准确计算出货物的库存，提高工作效率。
Claims (6)
1.一种新型的智能仓储系统，其特征在于，包括服务器、定位防盗模块、温湿度检测模块、出入库模块和智能仓储管理模块；
所述定位防盗模块、温湿度检测模块、准确出入库模块和智能仓储管理模块均通过ZigBee无线网络连接所述服务器；
所述定位防盗模块对仓库中货物的位置进行定位；
所述温湿度检测模块通过温湿度传感器采集温湿度数据；
所述出入库模块通过货架号与货位号相结合确定货品的位置；
所述智能仓储管理模块用于更新货品资料信息，并进行出入库登记和信息管理。
2.根据权利要求1所述新型的智能仓储系统，其特征在于：所述货物的位置包括货架号和货位号。
3.根据权利要求1所述新型的智能仓储系统，其特征在于：所述定位防盗模块包括参考节点和盲节点，所述参考节点用于盲节点在定位时的参考定位，所述盲节点是安置在货品上的ZigBee终端设备，采用的定位方法包括以下步骤：货品入库之后，盲节点寻找无线网络内的参考节点，当盲节点与参考节点连接后，根据参考节点确定盲节点的位置。
4.根据权利要求3所述新型的智能仓储系统，其特征在于：所述参考节点的位置设置包括以下步骤：首先，根据仓库的平面图按照比例尺计算实际大小并安排放置参考节点，记下每个参考节点的位置；其次，设计坐标图，为每一个参考节点配置坐标。
5.根据权利要求1所述新型的智能仓储系统，其特征在于：所述智能仓储管理模块的出入库方法包括以下步骤：入库之前先将货品进行分类，经过入库登记后再将不同类别的货品放在不同的货架上，每一个货架的最外端都布置一个终端节点，用于提示货物所在货架，货架上每一个货位也放置一个终端节点，用于提示货物在该货架上具体的位置。
6.根据权利要求1所述新型的智能仓储系统，其特征在于：当所述定位防盗模块对仓库中货物定位的位置与货物入库时的位置发生变化，则所述定位防盗模块发送警报。
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