CN109668540A - 一种货架倾斜监测报警装置 - Google Patents

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黄志功
张卫国
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Guangdong Friend Logistics System Equipment Co Ltd
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels

Abstract

本发明公开了一种货架倾斜监测报警装置，包括：货架倾斜监测无线报警器，货架倾斜监测无线报警器集成三轴加速度传感器，根据加速度传感器各向加速度数据计算出货架的倾角；报警主机，报警主机和货架倾斜监测无线报警器采用一对多连接关系，一个报警主机同时和多个报警器无线通讯，采用无线数据传输减少布线。本发明采集货架倾斜角度，当货架倾斜角度大于倾斜阀值时，提供声光报警，货架倾斜数据通过无线传输，采集指令通过无线传输和设置，减少部署难度，报警器采用低功耗方案，倾斜信息采集节点用电池供电，减少用电风险，从而解决了现有技术无法及时的监控和检测货架倾斜，导致货架发生大幅度倾斜甚至倒塌的问题。

Description

一种货架倾斜监测报警装置
技术领域
本发明涉及仓储技术领域，尤其涉及一种货架倾斜监测报警装置。
背景技术
在现代仓储物流中，货架作为最基本的单元设施。当前货架行业对货架的设计、安装以及安全使用，都有明确的技术规范和参数要求，确保了货架的安全使用。而对于在使用货架过程中对货架安全使用的管理，目前是依靠现场作业人员目视管理或者由专业人员定期检查及检测。
对于货架使用过程中的阵渐性的倾斜，现场作业人员的目视管理或者专业人员定期检查明显的缺点就是时效性不足，目视管理只有货架发生大幅度倾斜甚至倒塌才能发现，定期检测则需要组织人力物力减小检测周期才能及时掌握货架倾斜状况。基于此，有必要提供一套及时的监控和检测货架倾斜状态的设备。
当前对于倾斜检测的设备和系统，大多采用RS-232/RS-48/TTL5有线连接接口和有线电源供电，应用于桥梁、建筑、机器设备的检测，这些方法和设备满足了这些特定场景的需求。但如果将这些倾斜检测设备应用于监控并检测货架倾斜，则需要对仓库重新进行综合布线以便传输倾斜采集设备的数据并对其进行外接电源供电，这布线增加部署倾斜检测设备的难度，同时因为需要对货架上的倾斜检测设备提供外接电源供电，增加了用电安全风险。此外，市面上的倾角检测仪都没有提供倾斜超限报警功能，不适用长期检测和监控货架倾斜状况。为此，我们提出一种货架倾斜监测报警装置。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种货架倾斜监测报警装置，具有及时的监控和检测货架倾斜的特点，解决了现有技术无法及时的监控和检测货架倾斜，导致货架发生大幅度倾斜甚至倒塌的问题。
本发明提供如下技术方案：一种货架倾斜监测报警装置，包括：
货架倾斜监测无线报警器，货架倾斜监测无线报警器集成三轴加速度传感器，根据加速度传感器各向加速度数据计算出货架的倾角；
报警主机，报警主机和货架倾斜监测无线报警器采用一对多连接关系，一个报警主机同时和多个报警器无线通讯，采用无线数据传输减少布线，报警主机集成485接口，实现采集的数据统一转发处理及声光报警。
优选的，所述货架倾斜监测无线报警器采用池供电，把采集到的倾角数据通过无线传送给主机。
优选的，所述报警主机通过RF无线模块接收采集器推送上来的数据和发送设置指令，单片机获取RF模块的数据后，把数据推送到485接口，进行数据分析，若有报警指令，则启动声光报警模块电路，进行声光报警。
优选的，所述货架倾斜监测无线报警器还集成声光报警模块和无线模块，当倾斜角度大于或等于预置的倾斜阀值时，声光报警模块启动，发出预警声音和灯光，无线模块负责把采集到的倾角发送给报警主机。
优选的，所述无线收发模块的负责接收无线采集器的倾角数据以及把设置指令发送给无线采集器，485接口负责传送倾角数据给其他设备，方便其他设备获取数据。
优选的，所述报警主机通过电源接口供电，电脑等其他设备可通过485接口获取报警主机中转过来的采集节点的倾角数据。
本发明提供了一种货架倾斜监测报警装置，通过货架倾斜监测无线报警装置实现了货架倾斜数据持续采集、监控、预警功能，报警器采用无线数据传输以及电池供电的方式工作，比传统外接电源供电、有线传输的倾角传感器更加容易部署并投入使用，报警主机和报警器采用星形一对多无线连接，更加方便检测多排货架的倾斜角度，此外，报警器增加了重置按钮，按下按钮即可把当前倾斜角度设置为0，免去了精细的安装校准操作，采集货架倾斜角度，当货架倾斜角度大于倾斜阀值时，提供声光报警，货架倾斜数据通过无线传输，采集指令通过无线传输和设置，减少部署难度，报警器采用低功耗方案，倾斜信息采集节点用电池供电，减少用电风险，从而解决了现有技术无法及时的监控和检测货架倾斜，导致货架发生大幅度倾斜甚至倒塌的问题。
附图说明
图1为本发明设备组织图；
图2为本发明货架倾斜监测无线报警器结构示意图；
图3为本发明报警主机结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种货架倾斜监测报警装置，包括：
货架倾斜监测无线报警器，货架倾斜监测无线报警器集成三轴加速度传感器，根据加速度传感器各向加速度数据计算出货架的倾角；
报警主机，报警主机和货架倾斜监测无线报警器采用一对多连接关系，一个报警主机同时和多个报警器无线通讯，采用无线数据传输减少布线，报警主机集成485接口，实现采集的数据统一转发处理及声光报警，货架倾斜监测无线报警器采用池供电，把采集到的倾角数据通过无线传送给主机，报警主机通过RF无线模块接收采集器推送上来的数据和发送设置指令，单片机获取RF模块的数据后，把数据推送到485接口，进行数据分析，若有报警指令，则启动声光报警模块电路，进行声光报警，货架倾斜监测无线报警器还集成声光报警模块和无线模块，当倾斜角度大于或等于预置的倾斜阀值时，声光报警模块启动，发出预警声音和灯光，无线模块负责把采集到的倾角发送给报警主机，无线收发模块的负责接收无线采集器的倾角数据以及把设置指令发送给无线采集器，485接口负责传送倾角数据给其他设备，方便其他设备获取数据，报警主机通过电源接口供电，电脑等其他设备可通过485接口获取报警主机中转过来的采集节点的倾角数据，通过货架倾斜监测无线报警装置实现了货架倾斜数据持续采集、监控、预警功能，报警器采用无线数据传输以及电池供电的方式工作，比传统外接电源供电、有线传输的倾角传感器更加容易部署并投入使用，报警主机和报警器采用星形一对多无线连接，更加方便检测多排货架的倾斜角度，此外，报警器增加了重置按钮，按下按钮即可把当前倾斜角度设置为0，免去了精细的安装校准操作，采集货架倾斜角度，当货架倾斜角度大于倾斜阀值时，提供声光报警，货架倾斜数据通过无线传输，采集指令通过无线传输和设置，减少部署难度，报警器采用低功耗方案，倾斜信息采集节点用电池供电，减少用电风险，从而解决了现有技术无法及时的监控和检测货架倾斜，导致货架发生大幅度倾斜甚至倒塌的问题。
本发明中，三轴加速度传感器，可以采集到其在三个方向上的加速度。传感器在水平放置的情况下，其采集到的各个方向的加速度为(0，0，g)(g为重力加速度)，假设传感器初始状态为水平放置，加速度传感器倾斜了γ度(γ小于90)后采集到的三向加速度为(x，y，z)，则传感器倾斜角度γ为：
根据以上原理，把加速度传感器水平固定在待测物体上，物体倾斜后，根据传感器的各向加速度值，即可计算出物体倾斜角度。此工作原理可应用于监测物体(如大楼、桥梁、塔吊等)相对于水平面的倾斜角度。为了监控其倾斜变化，安装时必须要使加速度传感器完全水平放置，即要保证安装时加速度传感器在水平方向上输出为0，垂直方向上加速度为1g，即三个方向的加速度(x，y，z)等于(0，0，g)。
在具体实施中，要使传感器完全水平安装是比较困难的事情，而且很多应用场合只是为了监测物体的倾斜变化，并不需要安装调教到完全水平，为了减少调教工作、方便安装并使得监测物体倾斜变化更加容易，需要寻找一种方法，本发明的置零功能即解决安装调教困难问题。
由加速度传感器的原理可知，三轴加速度传感器采集到三个方向上的加速度(x，y，z)可以看成是重力加速度g向量在空间直角坐标系X、Y、Z三轴上的分量。如初始状态下三轴加速度传感器采集到加速度为(x0,y0,z0)，倾斜后采集到的加速度为(x1,y1,z1)，则倾斜变化角度可以看成是空间直角坐标系中点(0,0,0)到(x0,y0,z0)向量和(0,0,0)到(x1,y1,z1)向量的夹角，根据向量点乘公式则可计算出这两个向量的夹角γ为：
此夹角γ即为传感器相对于初始状态的倾斜变化角度(以下简称为倾角)。根据式二，通过反余弦运算即可计算出倾斜变化角度。
按下置零按钮后，采集器即记录当前三个方向的加速度值(x0,y0,z0)作为初始状态，假设监测时采集器输出的三个方向的加速度值为(x1,y1,z1)，由(式二)可计算出采集器倾斜的角度γ为：
采集器中的单片机根据(式三)计算出倾角后，无线工作模式下，唤醒RF无线模块，把倾角发送出去以便报警主机接收，RF发送倾角数据后，进入休眠状态；有线工作模式下，把倾角推送到485接口。
单片机计算出倾斜角度后，和采集器预存的报警角度进行对比，如果大于或等于预警角度(倾斜阀值)，单片机立即触发声光报警电路，采集器上的LED闪烁、蜂鸣器蜂鸣。
采集器默认电池供电模式，此模式下可根据采集需要调整采集器工作周期和采集频率，以便延长电池使用时间；如若外接电源供电，切换到外接电源即可。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种货架倾斜监测报警装置，其特征在于：包括：
货架倾斜监测无线报警器，货架倾斜监测无线报警器集成三轴加速度传感器，根据加速度传感器各向加速度数据计算出货架的倾角；
报警主机，报警主机和货架倾斜监测无线报警器采用一对多连接关系，一个报警主机同时和多个报警器无线通讯，采用无线数据传输减少布线，报警主机集成485接口，实现采集的数据统一转发处理及声光报警。
2.根据权利要求1所述的一种货架倾斜监测报警装置，其特征在于：所述货架倾斜监测无线报警器采用池供电，把采集到的倾角数据通过无线传送给主机。
3.根据权利要求1所述的一种货架倾斜监测报警装置，其特征在于：所述报警主机通过RF无线模块接收采集器推送上来的数据和发送设置指令，单片机获取RF模块的数据后，把数据推送到485接口，进行数据分析，若有报警指令，则启动声光报警模块电路，进行声光报警。
4.根据权利要求1所述的一种货架倾斜监测报警装置，其特征在于：所述货架倾斜监测无线报警器还集成声光报警模块和无线模块，当倾斜角度大于或等于预置的倾斜阀值时，声光报警模块启动，发出预警声音和灯光，无线模块负责把采集到的倾角发送给报警主机。
5.根据权利要求1所述的一种货架倾斜监测报警装置，其特征在于：所述无线收发模块负责接收无线采集器的倾角数据以及把设置指令发送给无线采集器，485接口负责传送倾角数据给其他设备，方便其他设备获取数据。
6.根据权利要求1所述的一种货架倾斜监测报警装置，其特征在于：所述报警主机通过电源接口供电，电脑等其他设备可通过485接口获取报警主机中转过来的采集节点的倾角数据。
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