CN109733718A - 一种多功能智能仓储箱及物品仓储方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能智能仓储箱，包括组合仓储装置、视频监拍装置和仓储控制系统，组合仓储装置包括智能温控仓和常温存储仓，智能温控仓、常温存储仓的内部均设有可调节分类仓储组件，可调节分类仓储组件包括若干分隔平板，分隔平板上表面设有放置槽和两个滑轨道，分隔平板的上方设置有分隔竖板，分隔竖板上部左端连接有伸缩调杆；一种多功能智能仓储箱的物品仓储方法，包括如下步骤：S100、存储位的编号；S200、在视频监拍装置和仓储控制系统的作用下，确定待存储物品的尺寸大小、存储条件和存储位编号；S300、仓储控制系统向运送物品的运输车发出控制指令，并调节存储位内部空间，操作简便，自动化程度高，实现了对待存储物品的分类仓储功能。

Description

一种多功能智能仓储箱及物品仓储方法

技术领域

本发明涉及智能仓储技术领域，具体为一种多功能智能仓储箱及物品仓储方法。

背景技术

仓储在企业的整个供应链中起着至关重要的作用，如果不能保证正确的进货和库存控制及发货，将会导致管理费用的增加，服务质量难以得到保证，从而影响企业的竞争力，传统简单、静态的仓储管理已无法保证企业各种资源的高效利用，如今的仓库作业和库存控制作业已十分复杂化、多样化，仅靠人工记忆和手工录入，不但费时费力，而且容易出错，给企业带来巨大损失，而且，现有仓储箱的仓储空间固定，不能调节空间大小，导致智能仓储一定尺寸的物品，使得仓储箱的储物能力下降，也容易浪费仓储箱的存储空间。

正如申请号为201610464647.9名称为一种仓储箱的发明，该发明中通过第一箱体上导杆与第二箱体上导孔之间的螺纹配合，将旋转运动转换为直线运动，来调整第一箱体上下运动，使得箱体的容量大小可根据一定物品的多少来确定，箱体容量可大可小，节约了空间，但是在该仓储箱仓储物品的过程中仍存在如下一些问题：

（1）存储空间大小通过手动转动导杆来实现，自动化程度低，且空间大小的调节操作准确度也比较低，为了有效避免物品仓储时，仓储箱对物品造成损坏，常常要使仓储箱与物品之间留有较大空隙，这也在一定程度上造成了仓储空间的浪费；

（2）仓储箱的功能比较单一、智能化程度低，无法控制箱体内的温度，对于需要特定温度仓储（冷藏）的物品不能满足其仓储条件需求，使得仓储箱的实用性能降低；

（3）仓储箱没有配备自动识别待存储物品的装置，在物品仓储过程中容易出爱心错放、乱放的情况，不方便仓储集中分类管理，在物品出库的时候容易出现漏发、错发的情况，耗费人力，浪费了出库时间，影响了物品的出料效率。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种多功能智能仓储箱及物品仓储方法，操作简便，自动化程度高，实现了对待存储物品的分类仓储功能，节约了空间，且能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种多功能智能仓储箱，包括组合仓储装置、用于采集待存储物品信息的视频监拍装置和外置的仓储控制系统，所述视频监拍装置与仓储控制系统连接，所述组合仓储装置包括智能温控仓和常温存储仓，所述智能温控仓、常温存储仓的内部均设置有可调节分类仓储组件，所述可调节分类仓储组件包括若干上下且水平设置的分隔平板，所述分隔平板的上表面设置有放置槽和两个沿横向方向设置的滑轨道，两个所述滑轨道分别设置在放置槽的两侧，且滑轨道上可滑动设置有移动滑座，分隔平板的上方竖直且沿纵向方向设置有分隔竖板，所述分隔竖板的下端与移动滑座上端连接，且分隔竖板上部的左端连接有由仓储控制系统控制的伸缩调杆，分隔竖板和分隔平板将智能温控仓、常温存储仓分为若干存储位。

进一步地，所述智能温控仓的内部还设置有控温模块，所述控温模块包括PCI探测器、制冷电路和测温芯片，所述制冷电路输入端与仓储控制系统连接，输出端与PCI探测器连接，所述PCI探测器的输出端与测温芯片连接，所述测温芯片也与仓储控制系统连接。

进一步地，所述PCI探测器包括用于调节温度的热电制冷器和作为温度反馈信号的热敏电阻器，所述热电制冷器输入端与制冷电路连接，输出端与热敏电阻器连接，所述热敏电阻器与测温芯片连接。

进一步地，所述制冷电路包括电压跟随器和三极管，所述电压跟随器输入端与仓储控制系统连接，输出端与三极管的基极相连，所述三极管的集电极与PCI探测器连接。

进一步地，所述仓储控制系统包括STM32单片机和向STM32单片机手动输入控制指令的触摸显示屏，所述STM32单片机的输入端与测温芯片连接，输出端与制冷电路连接，且STM32单片机还通过红外通讯方式向运送待存储物品的运输车上的车载控制器发出控制指令。

进一步地，所述视频监拍装置包括用于扫描待存储物品的图像采集模块和用于处理图像采集模块采集图像信息的图像处理模块，所述图像处理模块的输入端与图像采集模块连接，输出端与仓储控制系统连接。

进一步地，所述存储位上设置有安全保护装置，所述安全保护装置包括四个分别设置在存储位上下左右四个位置的红外传感器，所述红外传感器均与仓储控制系统连接。

一种多功能智能仓储箱的物品仓储方法，包括如下步骤：

S100、按照行、列的层次顺序，对存储位进行编号；

S200、通过视频监拍装置扫描待存储物品，并在仓储控制系统的作用下，确定待存储物品的尺寸大小以及其所需的存储条件，同时，确定待存储物品所要存储的存储位编号；

S300、基于步骤S200，通过仓储控制系统，向运送待存储物品的运输车发出控制指令，指导运输车将待存储物品运送至指定编号的存储位内，并在可调节分类仓储组件的作用下，实现对存储位内部空间的调节功能。

进一步地，所述步骤S100中，存储位的编号按照行-列原则编排，且行与列均采用01、02、03、……表示，其中01代表行时，表示第一行，代表列时表示第一列；02代表行时，表示第二行，代表列时表示第二列，……，以此类推。

进一步地，所述步骤S300中，运输车将待存储的物品运送至指定编号的存储位后，如果存储位所在位置在智能温控仓内，则通过控温模块调节智能温控仓内的储存温度；如果存储位所在位置在常温存储仓内，则通过运输车将待存储物品储存在存储位内即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明通过可调节分类仓储组件的设置，一方面，实现了对待存储物品的分类存储功能，便于后续物品的寻找与取出操作，节省了物品的出库时间，提高了物品出料效率；另一方面，通过自动化调节存储位的存储空间大小，可实现对不同尺寸大小的待存储物品的仓储功能，增加了该多功能智能仓储箱的实用性能，相比较传统人工手动调节操作，保证了仓储空间大小调节的精确度，充分利用了仓储空间；

（2）本发明通过控温模块的设置，可对智能温控仓内的仓储温度进行控制调节，满足一些需要冷藏物品的仓储需求，保证了需冷藏物品的仓储质量，延长仓储期限，从而增加了智能仓储箱的功能性。

（3）整体上来看，本发明通过STM32单片机采用PID控制算法实现对物品仓储过程的核心控制，借助视频监拍装置，对待存储物品进行全方位扫描，能够自动识别待存储物品的信息，有效避免了错放、乱放的情况，便于仓储集中分类管理，实现了整个物品仓储过程的自动化，省去了传统人工仓储的麻烦和工作负担，提升了物品仓储的工作效率，且保证了物品仓储过程的安全可靠性。

附图说明

图1为本发明的控温模块工作信号流程图；

图2为本发明的组合仓储装置结构示意图；

图3为本发明的分隔平板俯视结构示意图；

图4为本发明的制冷电路图。

图中标号：

1-组合仓储装置；2-视频监拍装置；3-仓储控制系统；4-可调节分类仓储组件；5-存储位；6-控温模块；7-安全保护装置；8-红外传感器；

101-智能温控仓；102-常温存储仓；

201-图像采集模块；202-图像处理模块；

301-STM32单片机；302-触摸显示屏；

401-分隔平板；402-放置槽；403-滑轨道；404-移动滑座；405-分隔竖板；406-伸缩调杆；

601-PCI探测器；602-制冷电路；603-测温芯片；

6011-热电制冷器；6012-热敏电阻器；

6021-电压跟随器；6022-三极管。

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。

在本实施方式中，如图1至图4所示，本发明提供了一种多功能智能仓储箱，包括组合仓储装置1、用于采集待存储物品信息的视频监拍装置2和外置的仓储控制系统3，所述视频监拍装置2与仓储控制系统3连接，所述组合仓储装置1包括智能温控仓101和常温存储仓102，通过智能温控仓101和常温存储仓102的设置，实现了对需冷冻存储的物品和需常温存储物品的分类储存功能，一方面，保证了物品的存储可靠性，延长了物品存储期限；另一方面，分类存储便于后续物品的查找、取出，提高了物品出料效率，且通过仓储控制系统3实现了物品分类存储的自动化，在提高物品存储工作效率的同时，省去了工人很大的劳动负担。

作为优选的实施方式，智能温控仓101、常温存储仓102的内部均设置有可调节分类仓储组件4，通过可调节分类仓储组件4的设置，能够对智能温控仓101、常温存储仓102的内部空间进行调节，从而可根据待存储物品的尺寸大小，调整存储空间的大小，满足不同尺寸大小待存储物品的仓储功能，增加了该多功能智能仓储箱的实用性能。

进一步地，可调节分类仓储组件4包括若干上下且水平设置的分隔平板401，分隔平板401的设置，实现了竖直空间内的划分，所述分隔平板401的上表面设置有放置槽402和两个沿横向方向设置的滑轨道403，两个所述滑轨道403分别设置在放置槽402的两侧，且滑轨道403上可滑动设置有移动滑座404，分隔平板401的上方竖直且沿纵向方向设置有分隔竖板405，所述分隔竖板405的下端与移动滑座404上端连接，且分隔竖板405上部的左端连接有由仓储控制系统3控制的伸缩调杆406，通过伸缩调杆406的伸缩，带动分隔竖板405在水平方向上的位置移动，从而使得分隔竖板405与智能温控仓101、常温存储仓102内壁之间的存储空间大小发生改变，进而适应待存储物品的存储，操作简便，自动化程度高，分隔竖板405和分隔平板401将智能温控仓101、常温存储仓102分为若干存储位5。

进一步地，智能温控仓101的内部还设置有控温模块6，通过控温模块6的设置，能够实现对智能温控仓101内温度精确调节控制的功能，从而为需特定温度存储的物品提供环境，保证了物品存储的质量可靠性，延长了物品存储的期限，且增加了该智能仓储箱的实用功能，所述控温模块6包括PCI探测器601、制冷电路602和测温芯片603，所述制冷电路602输入端与仓储控制系统3连接，输出端与PCI探测器601连接，所述PCI探测器601的输出端与测温芯片603连接，所述测温芯片603也与仓储控制系统3连接。

PCI探测器601包括用于调节温度的热电制冷器6011和作为温度反馈信号的热敏电阻器6012，所述热电制冷器6011输入端与制冷电路602连接，输出端与热敏电阻器6012连接，所述热敏电阻器6012与测温芯片603连接。

补充说明的是，热电制冷器6011为一种半导体器件，分为冷端面和热端面，当电流正向流过器件时，在冷端面吸热，在热端面放热，从而使冷端面温度迅速降低，热敏电阻器6012和测温芯片603放置于热电制冷器6011的冷端面，热端面与智能温控仓101的外壳相连，以提供有效的散热。

进一步地，仓储控制系统3包括STM32单片机301（STM32单片机作为核心MCU，实现PID控制算法）和向STM32单片机301手动输入控制指令的触摸显示屏302，触摸显示屏302上设置有若干能够向STM32单片机301手动输入控制指令的操作按钮，且在触摸显示屏302上能够实时显示出智能温控仓101内的温度，便于对其内部温度的调节控制，所述STM32单片机301的输入端与测温芯片603连接，输出端与制冷电路602连接，通过测温芯片603实时测量智能温控仓101内的温度信号，并将其传送给STM32单片机301，在STM32单片机301的控制作用，实现制冷电路602对智能温控仓101内的温度调节功能，且STM32单片机301还通过红外通讯方式向运送待存储物品的运输车上的车载控制器发出控制指令，通过STM32单片机301发出的控制指令，实现对运输车的驱动控制作用，进而将待存储的物品运输至指定存储位5，实现稳定可靠地储存功能。

本发明中，测温芯片603采用的是ADS1248芯片，ADS1248芯片为高集成度的测温芯片，可通过自带的SPI接口与STM32单片机301通信。

作为优选的实施方式，制冷电路602包括电压跟随器6021和三极管6022，所述电压跟随器6021输入端与仓储控制系统3连接，输出端与三极管6022的基极相连，所述三极管6022的集电极与PCI探测器601连接，如图4所示，图中的DAC为STM32单片机301自带的12位DAC，可通过编程调节其输出电压大小，DAC输出经过电压跟随器6021后作为三极管6022基极电压输入，产生相应的基极电流，从而在集电极产生一个放大β倍的制冷电流作用于热电制冷器6011，进而产生合适的制冷量对热敏电阻器6012进行制冷，电压跟随器6021用于提高DAC的驱动能力。

补充说明的是，当DAC输出电压为0时，三极管6022不导通，热电制冷器6011停止制冷，由于热端面的热量影响，热敏电阻器6012会极其迅速地回升；STM32单片机301自带的12位DAC为控制环节中的控制器，通过实际温度值与设定温度值之差来调节DAC的输出值，热电制冷器6011作为控制环节中的被控对象，热敏电阻器6012与测温芯片603输出值作为控制环节中的反馈信号，热电制冷器6011的制冷量大小由DAC输出控制，而热敏电阻器6012的温度值随制冷量大小而变化，可看成DAC间接地控制热敏电阻器6012大小。

进一步地，视频监拍装置2包括用于扫描待存储物品的图像采集模块201和用于处理图像采集模块201采集图像信息的图像处理模块202，所述图像处理模块202的输入端与图像采集模块201连接，输出端与仓储控制系统3连接，通过图像采集模块201对待存储物品的拍摄操作，将图像信息经过图像处理模块202的初步处理后，发送至STM32单片机301，STM32单片机301内存储有图像尺寸对比信息，通过与图像处理模块202传送来的图像信息进行比较，可判断出待存储物品的尺寸大小，进而确定待存储物品应该储存在哪个存储位，同时，通过图像采集模块201对待存储物品的扫描，可判断出该待存储物品所需的储存条件，是要冷冻保存还是常温保存，这样就能够最终确定待存储物品的存储位，省去了人工分类、存储的麻烦和工作负担，提高了物品存储的工作效率，且对于物品的存储信息掌握精准，便于后续物品的出料操作。

作为优选的实施方式，存储位5上设置有安全保护装置7，所述安全保护装置7包括四个分别设置在存储位5上下左右四个位置的红外传感器8，所述红外传感器8均与仓储控制系统3连接，通过红外传感器8的设置，能够实时检测出待存储物品与存储位5上下左右之间的距离，并将距离信号传送给STM32单片机301，判断待存储物品是否能够安全地储存在存储位5内，且存储位5上下两端以及存储位5左右侧壁不会阻挡待存储物品，避免在向存储位5内存入待存储物品时，对待存储物品造成的损坏。

本发明还提出了一种多功能智能仓储箱的物品仓储方法，包括如下步骤：

S100、按照行、列的层次顺序，对存储位进行编号；

S200、通过视频监拍装置扫描待存储物品，并在仓储控制系统的作用下，确定待存储物品的尺寸大小以及其所需的存储条件，同时，确定待存储物品所要存储的存储位编号（例0403）；

S300、基于步骤S200，通过仓储控制系统，向运送待存储物品的运输车发出控制指令，指导运输车将待存储物品运送至指定编号的存储位内，并在可调节分类仓储组件的作用下，实现对存储位内部空间的调节功能。

进一步地，步骤S100中，存储位的编号按照行-列原则编排，且行与列均采用01、02、03、……表示，其中01代表行时，表示第一行，代表列时表示第一列；02代表行时，表示第二行，代表列时表示第二列，……，以此类推（0403表示第四行第三列的存储位）。

进一步地，步骤S300中，运输车将待存储的物品运送至指定编号的存储位后，如果存储位所在位置在智能温控仓内，则通过控温模块调节智能温控仓内的储存温度；如果存储位所在位置在常温存储仓内，则通过运输车将待存储物品储存在存储位内即可。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种多功能智能仓储箱，其特征在于：包括组合仓储装置（1）、用于采集待存储物品信息的视频监拍装置（2）和外置的仓储控制系统（3），所述视频监拍装置（2）与仓储控制系统（3）连接，所述组合仓储装置（1）包括智能温控仓（101）和常温存储仓（102），所述智能温控仓（101）、常温存储仓（102）的内部均设置有可调节分类仓储组件（4），所述可调节分类仓储组件（4）包括若干上下且水平设置的分隔平板（401），所述分隔平板（401）的上表面设置有放置槽（402）和两个沿横向方向设置的滑轨道（403），两个所述滑轨道（403）分别设置在放置槽（402）的两侧，且滑轨道（403）上可滑动设置有移动滑座（404），分隔平板（401）的上方竖直且沿纵向方向设置有分隔竖板（405），所述分隔竖板（405）的下端与移动滑座（404）上端连接，且分隔竖板（405）上部的左端连接有由仓储控制系统（3）控制的伸缩调杆（406），分隔竖板（405）和分隔平板（401）将智能温控仓（101）、常温存储仓（102）分为若干存储位（5）。

2.根据权利要求1所述的一种多功能智能仓储箱，其特征在于：所述智能温控仓（101）的内部还设置有控温模块（6），所述控温模块（6）包括PCI探测器（601）、制冷电路（602）和测温芯片（603），所述制冷电路（602）输入端与仓储控制系统（3）连接，输出端与PCI探测器（601）连接，所述PCI探测器（601）的输出端与测温芯片（603）连接，所述测温芯片（603）也与仓储控制系统（3）连接。

3.根据权利要求2所述的一种多功能智能仓储箱，其特征在于：所述PCI探测器（601）包括用于调节温度的热电制冷器（6011）和作为温度反馈信号的热敏电阻器（6012），所述热电制冷器（6011）输入端与制冷电路（602）连接，输出端与热敏电阻器（6012）连接，所述热敏电阻器（6012）与测温芯片（603）连接。

4.根据权利要求2所述的一种多功能智能仓储箱，其特征在于：所述制冷电路（602）包括电压跟随器（6021）和三极管（6022），所述电压跟随器（6021）输入端与仓储控制系统（3）连接，输出端与三极管（6022）的基极相连，所述三极管（6022）的集电极与PCI探测器（601）连接。

5.根据权利要求2所述的一种多功能智能仓储箱，其特征在于：所述仓储控制系统（3）包括STM32单片机（301）和向STM32单片机（301）手动输入控制指令的触摸显示屏（302），所述STM32单片机（301）的输入端与测温芯片（603）连接，输出端与制冷电路（602）连接，且STM32单片机（301）还通过红外通讯方式向运送待存储物品的运输车上的车载控制器发出控制指令。

6.根据权利要求1所述的一种多功能智能仓储箱，其特征在于：所述视频监拍装置（2）包括用于扫描待存储物品的图像采集模块（201）和用于处理图像采集模块（201）采集图像信息的图像处理模块（202），所述图像处理模块（202）的输入端与图像采集模块（201）连接，输出端与仓储控制系统（3）连接。

7.根据权利要求1所述的一种多功能智能仓储箱，其特征在于：所述存储位（5）上设置有安全保护装置（7），所述安全保护装置（7）包括四个分别设置在存储位（5）上下左右四个位置的红外传感器（8），所述红外传感器（8）均与仓储控制系统（3）连接。

8.一种多功能智能仓储箱的物品仓储方法，其特征在于：包括如下步骤：

S100、按照行、列的层次顺序，对存储位进行编号；

S200、通过视频监拍装置扫描待存储物品，并在仓储控制系统的作用下，确定待存储物品的尺寸大小以及其所需的存储条件，同时，确定待存储物品所要存储的存储位编号；

S300、基于步骤S200，通过仓储控制系统，向运送待存储物品的运输车发出控制指令，指导运输车将待存储物品运送至指定编号的存储位内，并在可调节分类仓储组件的作用下，实现对存储位内部空间的调节功能。

9.根据权利要求8所述的一种多功能智能仓储箱的物品仓储方法，其特征在于：所述步骤S100中，存储位的编号按照行-列原则编排，且行与列均采用01、02、03、……表示，其中01代表行时，表示第一行，代表列时表示第一列；02代表行时，表示第二行，代表列时表示第二列，……，以此类推。

10.根据权利要求8所述的一种多功能智能仓储箱的物品仓储方法，其特征在于：所述步骤S300中，运输车将待存储的物品运送至指定编号的存储位后，如果存储位所在位置在智能温控仓内，则通过控温模块调节智能温控仓内的储存温度；如果存储位所在位置在常温存储仓内，则通过运输车将待存储物品储存在存储位内即可。