CN108569461A - 一种智能盛具及其物料仓储自动管理系统 - Google Patents

一种智能盛具及其物料仓储自动管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能盛具，包括盛具本体，所述盛具本体设有用于盛装零件的盛放腔，所述盛具本体上安装有无线数字终端及RFID标签，所述盛放腔中设有用于实时检测零件质量的称重传感器；所述无线数字终端包括嵌入式控制器、无线传输模块、定位模块、RFID读写模块和电源模块；本发明能实现将物料变动的信息自动写入RFID标签；同时,本发明公开了一种利用该智能盛具的物料仓储自动管理系统。

Description

一种智能盛具及其物料仓储自动管理系统
技术领域
本发明涉及物料仓储自动化管理领域，尤其涉及一种智能盛具及其物料仓储自动管理系统。
背景技术
机械零部件加工车间量大面广，生产加工过程工艺较复杂且扰动因素多。一批零件加工往往要经过多个加工工序，加工时间周期较长，加上设备故障、模具损坏、质量问题等异常事件时有发生，使得在制品以各种不同形态大量存在于各工艺阶段，在制品资金通常占到企业总资金的50％以上。机械零部件加工企业在制品具有涉及面广、环节多、交接和流动频繁等特点。在制品是生产连续不断进行和客户订单完成所不可缺少的保障，但同时又直接影响企业流动资金的使用和周转效率。因此，在制品的跟踪管理是制造企业管理的难点和重点之一。
目前广大机加企业车间在制品多采用盛具盛装，采用传统纸质标牌进行零件标示和采用纸质加工单进行零件流转。纸质单据不仅填写繁琐，且在流转过程中容易污损和遗失，导致下工序加工错误或找不到零件，从而导致整个生产过程混乱，极大地影响了生产效率。另外，这种纸质方式下，零件的盘存工作量很大，且准确率不高。随着经济全球化的冲击、市场竞争的日益激烈，顾客个性化需求的增加，多品种小批量已成为广大机加企业的典型生产模式，这对企业的生产组织特别是在纸制品的管理提出了更高的要求。传统的管理方式已越来越不适应现代企业精细化管理的需求。
针对传统纸质方式下在制品管理的不足，有人提出了基于RFID无线射频识别技术的在制品管理解决方案，但受到盛具结构落后的制约，其自动化程度不高，主要表现在只能通过人工输入物料变动信息并写入RFID标签，并不能实现将物料变动的信息自动写入RFID标签。
因此，为解决上述问题，就需要一种智能盛具，能实现将物料变动的信息自动写入RFID标签，同时还需要一种利用该智能盛具的物料仓储自动管理系统。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种智能盛具，能实现将物料变动的信息自动写入RFID标签，同时还提供一种利用该智能盛具的物料仓储自动管理系统。
本发明的智能盛具，包括盛具本体，所述盛具本体设有用于盛装零件的盛放腔，所述盛具本体上安装有无线数字终端及RFID标签，所述盛放腔中设有用于实时检测零件质量的称重传感器；所述无线数字终端包括嵌入式控制器、无线传输模块、定位模块、RFID读写模块和电源模块；
所述称重传感器、无线传输模块、定位模块、RFID读写模块和电源模块分别与嵌入式控制器连接；
所述嵌入式控制器，用于数据的存储、运算和处理；
所述无线传输模块，用于与车间无线局域网形成网络连通，进而连接入企业有线局域网；
所述定位模块，用于智能盛具位置的测定；
所述RFID读写模块，用于对RFID标签进行读取操作，并根据嵌入式控制器的控制信号对RFID标签进行写入操作；
所述电源模块，用于为智能盛具的各用电部件提供电源。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述盛放腔中设有衬垫，所述衬垫上设有与待放置零件适配的零件定位部。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述称重传感器设在衬垫下方并将衬垫质量信息传至嵌入式控制器，所述嵌入式控制器根据衬垫质量识别待放置零件的类型及名称，并通过所述RFID读写模块将类型及名称信息写入RFID标签。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述嵌入式控制器中储存有所放置零件的质量信息，所述称重传感器实时检测零件总质量并将总质量数据反馈至嵌入式控制器，所述嵌入式控制器根据总质量数据识别所放置零件的数量，并通过所述RFID读写模块将数量信息写入RFID标签。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述无线传输模块为低功耗蓝牙模块。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述盛具本体为具有上开口的方形箱体结构，所述盛具本体的顶部边角处设有凸块、底部边角处设有与凸块适配的凹槽；一所述盛具本体的凸块可插入另一盛具本体的凹槽而实现堆叠。
同时，本发明还公开了一种物料仓储自动管理系统，包括智能盛具、通讯基站、网关、数据服务器和PC终端；所述通讯基站与网关连接，所述网关与数据服务器连接，所述数据服务器与PC终端连接；
所述智能盛具包括盛具本体，所述盛具本体设有用于盛装零件的盛放腔，所述盛具本体上安装有无线数字终端及RFID标签，所述盛放腔中设有用于实时检测零件质量的称重传感器；
所述无线数字终端包括嵌入式控制器、无线传输模块、定位模块、RFID读写模块和电源模块；
所述称重传感器、无线传输模块、定位模块、RFID读写模块和电源模块分别与嵌入式控制器连接；
所述嵌入式控制器，用于数据的存储、运算和处理；
所述无线传输模块，与通讯基站无线连接并通过通讯基站与网关形成网络连通，进而连接入数据服务器；
所述定位模块，用于智能盛具位置的测定；
所述RFID读写模块，用于对RFID标签进行读取操作，并根据嵌入式控制器的控制信号对RFID标签进行写入操作；
所述电源模块，用于为智能盛具的各用电部件提供电源。
作为对上述技术方案的进一步改进，一所述智能盛具的无线传输模块还通过通讯基站与另一智能盛具的无线传输模块形成网络连通。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述盛放腔中设有衬垫，所述衬垫上设有与待放置零件适配的零件定位部；
所述称重传感器设在衬垫下方并将衬垫质量信息传至嵌入式控制器，所述嵌入式控制器根据衬垫质量识别待放置零件的类型及名称，并通过所述RFID读写模块将类型及名称信息写入RFID标签；
所述嵌入式控制器中储存有所放置零件的质量信息，所述称重传感器实时检测零件总质量并将总质量数据反馈至嵌入式控制器，所述嵌入式控制器根据总质量数据识别所放置零件的数量，并通过所述RFID读写模块将数量信息写入RFID标签。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述无线传输模块为低功耗蓝牙模块，所述通讯基站为BLE MESH基站；所述通讯基站还与移动设备终端无线连接。
通过上述公开内容，本发明具有以下有益技术效果：
(1)由于智能盛具上增设了称重传感器，能够自动感知盛放腔内物料的装入与取出信息，并将物料存储与变动信息(如时间、数量、位置)写入RFID标签，可供RFID读写设备操作；
(2)能够将写入RFID标签的物料变动信息实时传输到数据服务器中；
(3)能够实现智能盛具相互之间的通讯；
(4)能够实现智能盛具在车间中的定位，记录智能盛具所在的工序/工位信息。
附图说明
图1为本发明的智能盛具的原理框图；
图2为本发明的智能盛具的立体图；
图3为本发明的智能盛具的主视图；
图4为本发明的智能盛具的右视图；
图5为本发明的嵌入式控制器的控制原理图；
图6为本发明物料仓储自动管理系统的原理框图；
图7为本发明物料仓储自动管理系统的PC终端操作流程图；
图8为本发明物料仓储自动管理系统的移动设备控制终端操作流程图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例一
如图1至图5所示：本实施例的智能盛具，包括盛具本体1，所述盛具本体1设有用于盛装零件的盛放腔11，所述盛具本体1上安装有无线数字终端2及RFID标签3，所述盛放腔11中设有用于实时检测零件质量的称重传感器4；盛具本体1可根据不同情况的负载要求使用不同的材料制作，例如可采用塑料制成；称重传感器4能将作用在被测物体上的重力按一定比例转换成可计量的输出信号，通过对单个物料/零件重量的标定，能够通过程序统计出盛具内的物料数量或者是零件个数。
所述无线数字终端2包括嵌入式控制器201、无线传输模块202、定位模块203、RFID读写模块204和电源模块205；所述称重传感器4、无线传输模块202、定位模块203、RFID读写模块204和电源模块205分别与嵌入式控制器201连接；其中，所述嵌入式控制器201例如可采用单片机，用于数据的存储、运算和处理；所述无线传输模块202用于与车间无线局域网形成网络连通，进而连接入企业有线局域网，所述无线传输模块202为优选为低功耗蓝牙模块，低功耗蓝牙技术(Bluetooth Low Energy，BLE)功耗低，且可使蓝牙的通信距离提升到最大100米；所述定位模块203用于智能盛具位置的测定；所述RFID读写模块204，用于对RFID标签3进行读取操作，并根据嵌入式控制器201的控制信号对RFID标签3进行写入操作；所述电源模块205，用于为智能盛具的各用电部件提供电源。
本实施例中，所述盛放腔11中设有衬垫12，所述衬垫12上设有与待放置零件适配的零件定位部；所述称重传感器4设在衬垫12下方并将衬垫12质量信息传至嵌入式控制器201，所述嵌入式控制器201根据衬垫12质量识别待放置零件的类型及名称，并通过所述RFID读写模块204将类型及名称信息写入RFID标签3；称重传感器4分布托盘15之中，托盘15之上放置不同重量的衬垫12，通过对不同衬垫12重量的标定，达到自动识别所盛放物料/零件类型的功能；智能盛具中的衬垫12是通用可更换的，衬垫12上有所能放置零件的类型规定，同一类型的衬垫12只能盛放规定类型的零件；衬垫12上设置有零件的零件定位部，达到零件的定量存放的功能；此外，所述嵌入式控制器201中储存有所放置零件的质量信息，所述称重传感器4实时检测零件总质量并将总质量数据反馈至嵌入式控制器201，所述嵌入式控制器201根据总质量数据识别所放置零件的数量，并通过所述RFID读写模块204将数量信息写入RFID标签3；具体流程如图5所示。
本实施例中，所述盛具本体1为具有上开口的方形箱体结构，所述盛具本体1的顶部边角处设有凸块13、底部边角处设有与凸块13适配的凹槽14；一所述盛具本体1的凸块13可插入另一盛具本体1的凹槽14而实现堆叠；图2至图4所示均为多个盛具本体1的堆叠。
实施例二
如图6至图8所示，本实施例公开了一种物料仓储自动管理系统，包括智能盛具、通讯基站5、网关6、数据服务器7和PC终端8；所述通讯基站5与网关6连接，所述网关6与数据服务器7连接，所述数据服务器7与PC终端8连接。智能盛具采用实施例一中的结构，即包括盛具本体1，所述盛具本体1设有用于盛装零件的盛放腔11，所述盛具本体1上安装有无线数字终端2及RFID标签3，所述盛放腔11中设有用于实时检测零件质量的称重传感器4。通过通讯基站5、网关6、数据服务器7的连接，能够将写入RFID标签3的物料变动信息实时传输到数据服务器7中。通过PC终端8的操作，还能对RFID标签3进行初始化设置。
所述无线数字终端2包括嵌入式控制器201、无线传输模块202、定位模块203、RFID读写模块204和电源模块205；所述称重传感器4、无线传输模块202、定位模块203、RFID读写模块204和电源模块205分别与嵌入式控制器201连接；其中，所述嵌入式控制器201例如可采用单片机，用于数据的存储、运算和处理；所述无线传输模块202与通讯基站5无线连接并通过通讯基站5与网关6形成网络连通，进而连接入数据服务器7；所述定位模块203用于智能盛具位置的测定；所述RFID读写模块204，用于对RFID标签3进行读取操作，并根据嵌入式控制器201的控制信号对RFID标签3进行写入操作；所述电源模块205，用于为智能盛具的各用电部件提供电源。
所述无线传输模块202为优选为低功耗蓝牙模块，低功耗蓝牙技术(BluetoothLow Energy，BLE)功耗低，且可使蓝牙的通信距离提升到最大100米；此时，通讯基站5为BLEMESH基站；无线传输模块202与通讯基站5的节点可采用i Beacon节点，通过构建的信号强度与距离之间的衰减函数来判断出终端到i Beacon之间的距离，然后判断出智能盛具的位置，定位精度高，理论定位精度在1米以内；所述通讯基站5还与移动设备终端9无线连接，便于工作人员随时查看物料/零件的状况。
此外，一所述智能盛具的无线传输模块202还通过通讯基站5与另一智能盛具的无线传输模块202形成网络连通，实现智能盛具相互之间的通讯。
所述盛放腔11中设有衬垫12，所述衬垫12上设有与待放置零件适配的零件定位部；所述称重传感器4设在衬垫12下方并将衬垫12质量信息传至嵌入式控制器201，所述嵌入式控制器201根据衬垫12质量识别待放置零件的类型及名称，并通过所述RFID读写模块204将类型及名称信息写入RFID标签3；称重传感器4分布托盘之中，托盘之上放置不同重量的衬垫12，通过对不同衬垫12重量的标定，达到自动识别所盛放物料/零件类型的功能；智能盛具中的衬垫12是通用可更换的，衬垫12上有所能放置零件的类型规定，同一类型的衬垫12只能盛放规定类型的零件；衬垫12上设置有零件的零件定位部，达到零件的定量存放的功能；此外，所述嵌入式控制器201中储存有所放置零件的质量信息，所述称重传感器4实时检测零件总质量并将总质量数据反馈至嵌入式控制器201，所述嵌入式控制器201根据总质量数据识别所放置零件的数量，并通过所述RFID读写模块204将数量信息写入RFID标签3；所述盛具本体1为具有上开口的方形箱体结构，所述盛具本体1的顶部边角处设有凸块13、底部边角处设有与凸块13适配的凹槽14；一所述盛具本体1的凸块13可插入另一盛具本体1的凹槽14而实现堆叠。
最后说明的是，本文应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，在不脱离本发明原理的情况下，还可对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能盛具，包括盛具本体，所述盛具本体设有用于盛装零件的盛放腔，其特征在于：所述盛具本体上安装有无线数字终端及RFID标签，所述盛放腔中设有用于实时检测零件质量的称重传感器；所述无线数字终端包括嵌入式控制器、无线传输模块、定位模块、RFID读写模块和电源模块；
所述称重传感器、无线传输模块、定位模块、RFID读写模块和电源模块分别与嵌入式控制器连接；
所述嵌入式控制器，用于数据的存储、运算和处理；
所述无线传输模块，用于与车间无线局域网形成网络连通，进而连接入企业有线局域网；
所述定位模块，用于智能盛具位置的测定；
所述RFID读写模块，用于对RFID标签进行读取操作，并根据嵌入式控制器的控制信号对RFID标签进行写入操作；
所述电源模块，用于为智能盛具的各用电部件提供电源。
2.根据权利要求1所述的一种智能盛具，其特征在于：所述盛放腔中设有衬垫，所述衬垫上设有与待放置零件适配的零件定位部。
3.根据权利要求2所述的一种智能盛具，其特征在于：所述称重传感器设在衬垫下方并将衬垫质量信息传至嵌入式控制器，所述嵌入式控制器根据衬垫质量识别待放置零件的类型及名称，并通过所述RFID读写模块将类型及名称信息写入RFID标签。
4.根据权利要求3所述的一种智能盛具，其特征在于：所述嵌入式控制器中储存有所放置零件的质量信息，所述称重传感器实时检测零件总质量并将总质量数据反馈至嵌入式控制器，所述嵌入式控制器根据总质量数据识别所放置零件的数量，并通过所述RFID读写模块将数量信息写入RFID标签。
5.根据权利要求4所述的一种智能盛具，其特征在于：所述无线传输模块为低功耗蓝牙模块。
6.根据权利要求4所述的一种智能盛具，其特征在于：所述盛具本体为具有上开口的方形箱体结构，所述盛具本体的顶部边角处设有凸块、底部边角处设有与凸块适配的凹槽；一所述盛具本体的凸块可插入另一盛具本体的凹槽而实现堆叠。
7.一种物料仓储自动管理系统，其特征在于：包括智能盛具、通讯基站、网关、数据服务器和PC终端；所述通讯基站与网关连接，所述网关与数据服务器连接，所述数据服务器与PC终端连接；
所述智能盛具包括盛具本体，所述盛具本体设有用于盛装零件的盛放腔，所述盛具本体上安装有无线数字终端及RFID标签，所述盛放腔中设有用于实时检测零件质量的称重传感器；
所述无线数字终端包括嵌入式控制器、无线传输模块、定位模块、RFID读写模块和电源模块；
所述称重传感器、显示模块、无线传输模块、定位模块、RFID读写模块和电源模块分别与嵌入式控制器连接；
所述嵌入式控制器，用于数据的存储、运算和处理；
所述无线传输模块，与通讯基站无线连接并通过通讯基站与网关形成网络连通，进而连接入数据服务器；
所述定位模块，用于智能盛具位置的测定；
所述RFID读写模块，用于对RFID标签进行读取操作，并根据嵌入式控制器的控制信号对RFID标签进行写入操作；
所述电源模块，用于为智能盛具的各用电部件提供电源。
8.根据权利要求7所述的一种物料仓储自动管理系统，其特征在于：一所述智能盛具的无线传输模块还通过通讯基站与另一智能盛具的无线传输模块形成网络连通。
9.根据权利要求8所述的一种物料仓储自动管理系统，其特征在于：所述盛放腔中设有衬垫，所述衬垫上设有与待放置零件适配的零件定位部；
所述称重传感器设在衬垫下方并将衬垫质量信息传至嵌入式控制器，所述嵌入式控制器根据衬垫质量识别待放置零件的类型及名称，并通过所述RFID读写模块将类型及名称信息写入RFID标签；
所述嵌入式控制器中储存有所放置零件的质量信息，所述称重传感器实时检测零件总质量并将总质量数据反馈至嵌入式控制器，所述嵌入式控制器根据总质量数据识别所放置零件的数量，并通过所述RFID读写模块将数量信息写入RFID标签。
10.根据权利要求9所述的一种物料仓储自动管理系统，其特征在于：所述无线传输模块为低功耗蓝牙模块，所述通讯基站为BLE MESH基站；所述通讯基站还与移动设备终端无线连接。
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