CN110399947A - 一种仓库内人员和周转工具的定位管理系统 - Google Patents
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Abstract
一种仓库内人员和周转工具的定位管理系统，包括定位模块、电子地图、无线收发装置、摄像模块、控制模块和箱体，所所述定位模块为UWB标签，所述UWB标签用于实时发送位置信息和身份识别标记，所述RFID模块存储有身份识别标记；所述无线收发装置为基站，所述基站用于接收UWB标签发送的信息和发送控制命令至定位模块；所述控制模块包括控制平台和显示装置，所述控制平台与所述无线收发装置通信连接，所述显示装置用于显示身份识别标记并通过标亮显示身份信息。
Description
技术领域
本发明涉及安防领域，更具体的是涉及一种仓库内人员和周转工具的定位管理系统。
背景技术
目前弹药仓库的管理系统是通过在外包装箱上加装RFID标签来实现仓库管理，无法实 现单个小物件的管理，而且人员的定位问题、身份验证问题一直困扰已久得不到解决。目前 市场上尚未开发出一款可以解决物品定位人员身份验证的仓库管理系统。
发明内容
为了解决上述技术问题的至少一方面，本发明提供了如下解决方案。
一种仓库内人员和周转工具的定位管理系统，包括定位模块、电子地图、无线收发装置、 摄像模块、控制模块和箱体，所述定位模块为UWB标签，所述UWB标签用于实时发送位置信息和身份识别标记，所述RFID标签存储有身份识别标记；
所述无线收发装置为基站，所述基站用于接收UWB标签发送的信息和发送控制命令至 定位模块；
所述控制模块包括控制平台和显示装置，所述控制平台与所述无线收发装置通信连接， 所述显示装置用于显示身份识别标记并通过标亮显示身份信息。
进一步地讲，所述箱体设置有RFID标签。
进一步地讲，所述无线收发装置还包括RFID阅读器，所述RFID阅读器将身份识别标记 写入至RFID标签。
进一步地讲，所述控制平台通过计算同一UWB信号至不同基站所需的时间，确定定位 模块的具体位置。
进一步地讲，所述定位模块将身份识别标记和位置信息打包以编码的形式通过UWB标 签发送至基站。
进一步地讲，所述控制模块还包括电子地图与摄像模块；
所述电子地图包括母地图和至少一个子地图，所述子地图对应限定区域且与所述限定区 域的摄像模块绑定；
所述摄像模块将拍摄的影像资料传输至控制模块。
进一步地讲，所述控制平台还包括云平台，所述云平台存储有身份识别信息。
进一步地讲，工作人员通过可穿戴设备访问云平台，调取身份识别信息。
该发明的优点：通过将工作人员的可穿戴设备装配UWB标签和RFID标签，实现了进场 和具体定位的功能，节约了可穿戴设备的能量消耗；在工作人员进入某个区域时，由出入口 处的RFID阅读器来让RFID标签接收能量后应答，在到达货架前由安装于货架上的RFID阅 读器检测到工作人员的RFID标签并上传至控制平台；而工作人员在拿出箱体时，会因为箱 体本身有定位模块的原因，可以记录下离开货架的时间，通过记录下对应区域的摄像模组实 现视频回放，方便了对物品的追踪。
附图说明
图1是本发明的仓库管理系统的结构示意图。
图2是本发明其中一个实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施 例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助 全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行 各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能 和构造的描述。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特 定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在 一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结 构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先 后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成 任何限定。
应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三 种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三 种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请所提供的实施例中，应理解，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据 A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/ 或其它信息确定B。
本发明中UWB(UItra Wideband)是一种无载波通信技术，RFID(Radio FrequencyIdentification)技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。
以下以在军事仓库管理系统应用为例，详细描述本发明基于UWB技术的仓库管理系统。
仓库系统架构:
如图2所示，一一种仓库内人员和周转工具的定位管理系统，包括定位模块、电子地图、 无线收发装置、摄像模块、控制模块和箱体。定位模块定时将位置信息和身份识别标记发送 至无线收发装置，无线收发装置打包信息发送至控制模块，控制模块记录各个定位模块的位 置变化，并记录定位模块所处区域和摄像模块的编号，将定位模块的位置在电子地图中显示。
定位模块：
所述定位模块包括UWB标签和RFID标签，所述定位模块设置于可穿戴设备和运载工具 内，所述UWB标签用于实时发送位置信息和身份识别标记，所述RFID标签存储有身份识别 标记。
在具体的一个实施例中，通过将UWB标签与RFID标签制作于同一个可穿戴设备，如可 佩带的电子卡片，电子手环等，应用于掌握仓库内工作人员的位置轨迹；并将RFID标签设 置于箱体，实现箱体在运输过程中的位置掌控。
所述UWB标签通过将位置信息和身份识别标记编辑为一串代码，通过一定时间间隔有 规律地发送代码，由于UWB通讯技术具有带宽宽的特性，因此具有通常扩频通信的特点， 且因为UWB通讯不发射载波信号，只是发出瞬间脉冲电波，因此消耗电能极小。
无线收发装置：
所述无线收发装置为基站和RFID阅读器，所述RFID阅读器用于写入身份识别标记至定 位模块中的RFID标签，所述基站用于接收UWB标签发送的信息和发送控制命令至定位模块， 基站自身包括通讯装置用于与控制模块通讯，由于基站内部设备皆为现有技术且本领域技术 人员都了解，因此不在具体实施方式中列出详细配置。
所述RFID阅读器的作用，还可以通过将RFID阅读器设置于运载工具如货车叉车上，一 方面是因为箱体的外部设置有RFID标签，可以通过感知RFID标签来确认箱体的存在。而在 限定区域的出入口设置RFID阅读器是为了避免出现漏拿错拿，做到进出必登记的效果。
电子地图：
所述电子地图包括母地图和至少一个子地图，所述子地图对应限定区域且与该区域的摄 像模块绑定，所述摄像模块将拍摄的影像资料传输至控制模块；所述电子地图是将限定区域 的面积地形地貌通过数字信号的形式记录下来。
控制模块：
所述控制模块包括控制平台和显示装置，所述控制平台与所述无线收发装置、摄像模块 连接，控制平台接收RFID阅读器、基站、摄像模块发送的信息，并进行分类储存；在工作 人员输入相关人员信息查询，控制平台调取所查询的人员信息并通过显示装置以图像的形式 显示。所述显示装置用于显示身份识别标记并通过标亮显示身份信息和当前所处区域的影像 资料，还可以将电子地图以图像的形式显示限定区域，方便工作人员直观了解限定区域的地 形情况。
所述基站设置于各个限定区域，彼此之间的间距依据通信范围等距离布置，基站自身可 以记录信号到本基站的时间，并上传至控制平台。所述RFID阅读器设置于各个限定区域的出 入口处，用于记录出入带有RFID标签的可穿戴设备。
在一种实施方式中，控制平台通过接收某个UWB标签同一时间发出的位置信息，基站 接收到的不同时间来推算出当前UWB标签所处的实际位置，控制推算的算法为距离＝TOF*C(光速)。
ToF测距方法属于双向测距技术，它主要利用信号在两个异步收发机(Transceiver)(或被 反射面)之间往返的飞行时间来测量节点间的距离。传统的测距技术分为双向测距技术和单 向测距技术。在信号电平比较好调制或在非视距视线环境下，基于RSSI(Received Signal Strength Indication，接收的信号强度指示)测距方法估算的结果比较理想；在视距视线环境下， 基于ToF距离估算方法能够弥补基于RSSI距离估算方法的不足。
控制平台在确定定位模块的具体位置后，根据其在电子地图上的实际位置可以计算出限 定区域内距离定位模块具体位置距离最近的摄像模块编号。通过记录监控对象行进全过程中 经过的不同编号的摄像模块的时间，方便了将来需要调出该监控对象在指定时间段的影像资 料时，控制平台可以调出指定时间段内监控对象所经过的摄像模块的摄像视频，且每个被调 用的摄像视频都来自当时距离监控对象最近的摄像模块所拍摄。
显示装置可以显示身份识别标记和身份信息，并具有显示影像资料的功能。
在一种实施方式中，在监管人员发出统计信息后，首先控制模块通过基站命令该区域内 的UWB标签将身份识别标记和位置信息打包以编码的形式发送至基站，身份识别标记可作为 高八位二进制代码，所述位置信息作为低八位二进制代码。
其次，控制模块调取指定的监控对象的行进轨迹，本地服务器将该监控对象的在本区域 内的位置信息打包发送至控制模块，控制模块汇总各个时间的位置信息绘制出该监控对象的 运动轨迹并通过显示装置显示，方便监管人员查看。
在一种实施方式中，当工作人员需要核实该区域的物品数时，该区域的基站向本区域内 广播信号，第一箱体中的UWB标签在收到广播信号后发送自己的应答信号至基站，基站将 应答信号打包发送至控制平台，控制平台核实应答信号总数与出入口RFID阅读器记录的总 数是否一致。
在具体的一个实施例中，箱体的身份识别标记为“00000001”，叉车的位置信息为“10000000”，第一箱体所携带的RFID标签将自身的身份识别标记发送至RFID阅读器，通 过叉车上的UWB标签将身份识别标记和当前位置信息打包合成“0000000110000000”的16 位二进制代码发送至基站，基站将二进制代码发送至控制平台，控制平台在接收到16位二进制代码后进行解析，得出身份识别标记为“00000001”的第一箱体，所处于“10000000”的 位置，且控制平台记录此刻距离监控对象最近的摄像模块的编号和时间。
当监控人员需要查询指定箱体在限定时间内的位置时，得知限定时间内指定箱体的位置 为“10000000”，控制平台调出已记录编号的摄像模块的影像资料，并且在显示装置上显示 影像资料和该箱体的身份信息，内部装有的物品类别。
在具体的一个实施例中，工作人员的身份识别标记为“00000001”，该工作人员所到达 的位置信息为“10000000”，工作人员所携带的可穿戴设备将自身的身份识别标记和当前位 置信息打包合成“0000000110000000”的16位二进制代码发送至基站，基站将二进制代码发 送至控制平台，控制平台在接收到16位二进制代码后进行解析，得出身份识别标记为 “00000001”的监控对象，所处于“10000000”的位置，且控制平台记录此刻距离监控对象 最近的摄像模块的编号和时间。
当监控人员需要查询指定工作人员在限定时间内的位置时，得知限定时间内指定监控对 象的位置为“10000000”，控制平台调出已记录编号的摄像模块的影像资料，并且在显示装 置上显示影像资料和该监控对象的身份信息，通过确定时间和影像资料即可确认工作人员是 否到达指定位置。
在另一个具体的实施例中，如果发生某个箱体丢失的情况，可以通过控制平台调用最后 可记录的位置的摄像模组的影像资料，并调出最后到达箱体所属货架的工作人员的编号，由 于工作人员都佩戴有定位模块，因此在经过货架时会被货架上的RFID阅读器检测到并记录。 通过查询该时间段内路过的工作人员的记录和影像资料，即可得知箱体的最终流向。
在一种实施方式中，控制平台会实时上传信息至云平台，控制平台与云平台通过基站连 接，云平台存储有控制平台的相关信息，工作人员可以通过移动通讯设备访问云平台获取相 关信息。
在一种实施方式中，工作人员需要进入某个区域的情况，工作人员需提前在控制平台上 输入进入区域的编号，设置在区域内的停留时间。工作人员离开监控室时，由于监控室出入 口设置有基站的存在，基站会检测到工作人员的身份识别标记并发送至控制平台，控制平台 识别出该工作人员的身份并记录离开的时间；工作人员在前进至目标区域的过程时，由于路 径中的各个区域都是由出入口的存在，因此工作人员在路过各个区域的出入口时，由于自身 可穿戴设备中的UWB标签时隔两秒就会发送一次位置信息和身份识别标记的脉冲信号，该 区域内的基站将受到该UWB标签脉冲信号的时间和身份识别标记至控制平台，控制平台依 托ToF测距方法，根据接收时间最早的两个基站和距离得出工作人员的具体位置在电子地图 上对应的位置，并将对应区域的子地图和工作人员的位置在显示装置上显示。控制平台在不 断接收到属于该工作人员的位置信息后会将电子地图上的位置连线形成轨迹，在显示装置中 显示，方便了留守于监控室的其他工作人员及时了解执行任务的工作人员位置动向。
控制平台在解析出该工作人员所处的具体位置时，会将该区域的摄像模块所拍摄的实时 监控视频画面在显示装置中显示，并根据工作人员的类别进行颜色块标亮，方便留守于监控 室的其他工作人员及时了解该工作人员所处区域的实际情况，当工作人员通过可穿戴设备中 的移动通讯设备确认完成任务后，将从任务开始至结束，该工作人员的位置轨迹和途径区域 的摄像模块编号和时段都保存于控制平台的存储介质中。
在另一个具体实施方式中，工作人员在进入仓库之前，须由工作人员输入活动区域的时 间段和限定区域，通过划分目标区域和限定区域避免了工作人员在仓库中进入某些机密领域， 工作人员活动在限定区域内，由自身佩戴的可穿戴设备的UWB标签时隔两秒就会发送一次 位置信息和身份识别标记的脉冲信号，该区域内的基站将受到该UWB标签脉冲信号的时间 和身份识别标记至控制平台，控制平台依托ToF测距方法，根据接收时间最早的两个基站和 距离得出工作人员的具体位置在电子地图上对应的位置，并将对应区域的子地图和工作人员 的位置在显示装置上显示。
控制平台在解析出该工作人员所处的具体位置时，会将该区域的摄像模块所拍摄的实时 监控视频画面在显示装置中显示，方便留守于监控室的监控人员及时了解该工作人员所处区 域的实际情况，该工作人员的位置轨迹和途径区域的摄像模块编号和时段都保存于控制平台 的存储介质中。
在另一个实施例中，如图2所示，当工作人员从A区域即将进入B区域时，由于各个区 域提前用围栏等对区域进行物理上限制，且应用场景如仓库，都是封闭室内环境排除了工作 人员破坏墙体进入B区域，工作人员需通过A区域的出入口进行进出。而设置于A区域出入 口的第一RFID阅读器并不能判断行进的方向，工作人员可以通过在出入口同方向一侧加装 一个第二RFID阅读器，所述第二RFID阅读器应设置距离第一RFID阅读器一定距离。而工 作人员所携带的可穿戴设备在路过每个RFID阅读器都会发送身份识别标记，RFID阅读器会 将接受的身份识别标记和RFID阅读器编号打包发送至控制平台，控制平台会记录每个阅读 器接收RFID标签的时间。
设置第一RFID阅读器为A区域的出入口，第二RFID阅读器距离第一RFID阅读器一定 距离，属于A区域至B区域的中间区域。
当第二RFID阅读器先于第一RFID阅读器接收到RFID标签的时间，则控制平台判定工 作人员正在朝向第一RFID阅读器走去，即进入第一RFID阅读器所归属的A区域；当第一RFID阅读器接收到RFID标签的时间早于第二RFID阅读器，则认为工作人员正在朝向第二RFID阅读器走去，即进入B区域，由于单一出入口的限定，使工作人员的去向成为了唯一 的选项。控制平台在接收到判定结果后，需及时记录工作人员的出入状态。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅 读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保 护范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种仓库内人员和周转工具的定位管理系统，包括定位模块、电子地图、无线收发装置、摄像模块、控制模块和箱体，其特征在于：所述定位模块为UWB标签，所述UWB标签用于实时发送位置信息和身份识别标记，所述RFID模块存储有身份识别标记；
所述无线收发装置为基站，所述基站用于接收UWB标签发送的信息和发送控制命令至定位模块；
所述控制模块包括控制平台和显示装置，所述控制平台与所述无线收发装置通信连接，所述显示装置用于显示身份识别标记并通过标亮显示身份信息。
2.根据权利要求1所述的一种仓库内人员和周转工具的定位管理系统，其特征在于：所述箱体设置有RFID标签。
3.根据权利要求2所述的一种仓库内人员和周转工具的定位管理系统，其特征在于：所述无线收发装置还包括RFID阅读器，所述RFID阅读器将身份识别标记写入至RFID标签。
4.根据权利要求1所述的一种仓库内人员和周转工具的定位管理系统，其特征在于：所述控制平台通过计算同一UWB信号至不同基站所需的时间，确定定位模块的具体位置。
5.根据权利要求1所述的一种仓库内人员和周转工具的定位管理系统，其特征在于：所述定位模块将身份识别标记和位置信息打包以编码的形式通过UWB标签发送至基站。
6.根据权利要求1所述的一种仓库内人员和周转工具的定位管理系统，其特征在于：所述控制模块还包括电子地图与摄像模块；
所述电子地图包括母地图和至少一个子地图，所述子地图对应限定区域且与所述限定区域的摄像模块绑定；
所述摄像模块将拍摄的影像资料传输至控制模块。
7.根据权利要求1所述的一种仓库内人员和周转工具的定位管理系统，其特征在于：所述控制平台还包括云平台，所述云平台存储有身份识别信息。
8.根据权利要求7所述的一种仓库内人员和周转工具的定位管理系统，其特征在于：工作人员通过可穿戴设备访问云平台，调取身份识别信息。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Kang Yong Inventor after: Fan Jingjing Inventor after: Wu Weijie Inventor after: Zhong Longhua Inventor after: Zhao Hui Inventor after: Liu Ping Inventor before: Fan Jingjing Inventor before: Wu Weijie Inventor before: Zhong Longhua Inventor before: Zhao Hui Inventor before: Liu Ping |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191101 |