CN110705949A - 一种快速计量二级表库的智能管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种快速计量二级表库的智能管理系统，属于仓储管理领域。该系统包括MCU模块、GPS定位模块、语音对讲模块、扫码枪、监控模块、服务器、表计管理终端、监控模块和电源模块；MCU模块分别与服务器、扫码枪、GPS定位模块、语音对讲模块和电源模块连接，用于实现逻辑控制、数据处理和网络通信。本发明能够及时掌握表库表计使用情况，有效避免使用偏差，通过扫码识别，能在故障发生后能快速、准确确定故障类型及故障点位置，节省工作量，运用实时监控达到计量器具的可控在控，同时运用遗传算法为表计入库提供优化路径，进一步提升表计智能化管理水平。

Description

一种快速计量二级表库的智能管理系统

技术领域

本发明属于仓储管理领域，涉及一种快速计量二级表库的智能管理系统。

背景技术

区域经济的快速发展，助推了电网公司对计量资产管理的智能化建设步伐，提高计量资产管理的自动化、智能化水平，需要打造具有完善计量中心的智能化表库体系。由于传统的二级计量表库管理中，普遍采用周转箱、电能资产原包装进行存储，在库房地面、货架上堆叠存放，不仅占地面积大，存储效率低，而且存储不便，劳动强度大，信息化水平低，无法及时获得和掌握资产管理的信息，出入库工作的自动化程度较低，需要较多的人力物力，工作效率低下，易发生资源使用故障，造成直接和间接经济损失巨大。因此，研制以智能化管理为技术手段，结合计量部原有库房状况和实际发展要求的智能二级表库管理设备，及时掌握计量资产的使用情况和资源使用故障原因，对提高资产管理效率，降低人为风险具有重要作用和使用价值。

目前，已有简单的智能仓库管理系统或仓库商品智能定位系统，能够对仓库商品实施定位管理。但是均不能系统的管理表库资产信息，工作人员不能实时监督和指导现场作业，在发现故障后，不能进行及时的对工作人员发送报警信息进行修复。仍然需要人工依次排查故障。

因此本发明提出一种快速计量二级表库的智能管理系统。重点解决目前表库管理建设不完善，表计信息分析水平需提升，管理者不能实时了解资产使用信息等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种快速计量二级表库的智能管理系统，实现及时掌握表库表计使用情况，有效避免使用偏差，通过扫码识别，能在故障发生后能快速、准确确定故障类型及故障点位置，节省工作量，运用实时监控达到计量器具的可控在控，同时运用遗传算法为表计入库提供优化路径，进一步提升表计智能化管理水平。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种快速计量二级表库的智能管理系统，包括：MCU模块、GPS定位模块、语音对讲模块、扫码枪、监控模块、服务器、表计管理终端和电源模块；

所述MCU模块分别与服务器、扫码枪、GPS定位模块、语音对讲模块和电源模块连接，用于实现逻辑控制、数据处理和网络通信等功能；所述电源模块分别与MCU模块、GPS定位模块、语音对讲模块和监控模块连接，用于给各模块供电；(所述电源模块用于供应整个装置用电的蓄电池和移动电源，保证整个装置的正常运行。)

所述扫码枪用于扫描表计上的二维码，采集表计的信息，并通过无线传输至表计管理终端进行登记，表计管理终端同时记录使用时间和地理位置；

所述GPS定位模块用于表计的定位分析；

所述监控模块用于记录二级表库内部工作情况，便于管理者随时查看、监督、指导现场作业，当发生工作误差时，工作人员可以通过监控录像排查故障原因；

所述语音对讲模块用于后台工作人员对现场工作人员的远程实时指导；

所述服务器内部配备二级表库管理中心平台，平台用于实现表计入库管理、出库管理、库存盘点、库存预警、周转箱管理、库房信息和状态监测等信息的管理；对每一个表计使用信息自动生成对应工单，便于工作人员对表计的管理。

进一步，所述MCU模块包括A/D转换器、RS232接口电路和AT89C52单片机；

所述A/D转换器用于模拟信号和数字信号的转换，所述RS232接口电路用于将数字信号传输至AT89C51单片机中，将扫码枪扫描二维码记录的信息和GPS定位模块的数据传递至MCU模块，通过MCU模块内置的程序，使GPS定位模块的数据和扫码枪里表计的信息一一对应，便于MCU模块存储分析。

进一步，当表计出库时，工作人员通过表计管理终端中的表计信息，生成工单，运用表计管理终端中的位置信息进行定位，完成表计的出库、入库工作。

进一步，所述二维码通过二维码生成器软件生成，每个表计配备一个二维码，生成的二维码包括表计的名称、型号和性能等基本信息，便于对表计的管理。

进一步，所述表计的定位分析包括：在表计入库前，运用GPS定位模块给表库货架位置定位，每个位置信息对应一个坐标(x,y,z)，表示第x排货架的第y层左边第z个货柜；位置信息通过MCU模块分析记录在二级表库管理中心平台，表计出库时，通过扫码枪扫描表计二维码记录表库出库时间和表计基本信息，在二级表库管理中心平台生成表计使用工单，完成表计使用信息的记录，当表计归库时重新使用扫码枪扫描二维码信息，记录对应工单的完成情况。

进一步，所述表计管理终端(即工作人员手机)中安装有二级表库管理APP，用于管理二级表库内部表计使用情况，当扫码枪扫描表计表计二维码后，扫描的信息通过蓝牙无线传输至表计管理终端(即工作人员手机)中，生成对应工单，与二级表库管理中心平台记录内容一致。

进一步，该系统还包括与MCU模块连接的报警模块；所述报警模块用于工作误差的预警，当工单信息出现误差时，MCU模块将触发报警装置，向工作人员发出报警信息。

进一步，对于新入库、新购置的表计，采用遗传算法来优化表计安放的路径，节省表计分类和安置时间，提升管理效率；所述遗传算法具体包括以下步骤：

S1：根据多次测试确定遗传算法各算子的相关参数；相关参数包括交叉概率、变异概率、种群规模和货位点数等；

S2：编码并产生初始种群；采用实数编码，随机产生一个货位点的序列即一条染色体，多条染色体组成算法的一个种群；

S3：进入循环体迭代；计算个体的适应度值及其个体适应度值占总体适应度值的比例，保留适应度值较大的个体同时淘汰适应度值较小的个体；

S4：交叉操作；满足交叉概率时，执行交叉操作，将上一步操作保留下来的个体分为A和B两组，A与B作为父代个体两两进行交叉操作最终生成子代个体C和D，将B组中包含A组的基因删除然后添加到C组中，同理将A组中包含B组的基因删除然后添加到D组中；

S5：变异操作；随机产生两个变异点并交换两个变异点的基因生产新的基因序列；

S6：保留每一迭代的最小拣选时间和平均拣选时间，迭代完成后输出最终的最少拣选时间及计算机用时还有对应的拣选路径。

本发明的有益效果在于：本发明的智能管理系统增加了扫码记录、精准定位、实时监控、语音控制等功能，使管理指挥者能够直观、主动把控现场工作状况，达到后台管理如同亲临现场的管控效果，工作人员通过二级表库管理中心平台实时生成的工单，可以对工作故障进行及时排查和修复，同时运用遗传算法为表计入库提供优化路径，节省工作时间，使二级表库管理更加智能化，进一步提升表计智能化管理水平。另外，本发明还提出一种智能管理二级表库的终端设备和管理方法。同时本发明还具有扫码识别、表计定位、实时监控及语音提示等基本功能。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明所述的二级表库智能管理系统；

图2为系统装置软件流程图；

图3为遗传算法流程图；

附图标记：1-MCU模块，2-GPS定位模块，3-语音对讲模块，4-扫码枪，5-监控模块，6-服务器，7-表计管理终端，8-电源模块，9-报警模块，101-A/D转换器，102-RS232接口电路，103-AT89C52单片机。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1～图3，图1为本发明所述计量二级表库的智能管理系统的一种优选实施例，包括：MCU模块1、GPS定位模块2、语音对讲模块3、扫码枪4、监控模块5、服务器6和二级表库管理APP(即手机APP)、报警模块9和电源模块8。MCU模块分别与服务器、扫码枪、GPS定位模块、实时语音对讲模块、电源模块相连。主要用于实现逻辑控制、数据处理和网络通信等功能。

MCU模块采用可编程序控制器，主要用于实现逻辑控制、数据处理和网络通信等功能。MCU模块包括A/D转换器、RS232接口电路、AT89C52单片机；所述A/D转换器用于模拟信号和数字信号的转换,所述RS232接口电路用于将数字信号传输至AT89C51单片机中，将扫码枪扫描二维码记录的信息和GPS定位模块的数据传递至MCU模块，通过MCU模块内置的程序，使GPS定位模块的数据和扫码枪里表计的信息一一对应，便于MCU模块存储分析。

服务器内部配备二级表库管理中心平台，平台能够实现表计入库管理、出库管理、库存盘点、库存预警、周转箱管理、库房信息、状态监测等信息的管理。对每一个表计使用信息自动生成对应工单，便于工作人员对表计的管理。

扫码枪用于扫描表计上的二维码，采集表计的信息，并通过无线传输至表计管理终端进行登记，表计管理终端同时记录使用时间和地理位置；当表计出库时，工作人员通过表计管理终端中的表计信息，生成工单，运用表计管理终端中的位置信息进行定位，完成表计的出库、入库工作。二维码凭借二维码生成器软件制定，每个表计配备一个二维码，生成的二维码包括表计的名称、型号、性能等基本信息，便于对表计的管理。

GPS定位模块用于表计的定位分析；在表计入库前，运用GPS定位模块给表库货架位置定位，每个位置信息对应一个坐标，如坐标(1,2,3)表示第一排货架的第二层左边第三个货柜，位置信息通过MCU模块分析记录在二级表库管理中心平台，表计出库时，通过扫码枪扫描表计二维码记录表库出库时间和表计基本信息，在二级表库管理中心平台生成表计使用工单，完成表计使用信息的记录，当表计归库时重新使用扫码枪扫描二维码信息，记录对应工单的完成情况。

监控模块，用于记录二级表库内部工作情况，便于管理者随时查看、监督、指导现场作业，当发生工作误差时，工作人员可以通过监控录像排查故障原因。所述实时语音对讲模块，用于后台工作人员对现场工作人员的远程实时指导。二级表库管理APP安装在工作人员手机中，用于管理二级表库内部表计使用情况，当扫码枪扫描表计表计二维码后，扫描的信息通过蓝牙无线传输至工作人员手机中，生成对应工单，与二级表库管理中心平台记录内容一致。所述电源模块用于供应整个装置用电的蓄电池和移动电源，保证整个装置的正常运行。所述报警模块用于工作误差的预警，当工单信息出现误差时，MCU模块将触发报警装置，向工作人员发出报警信息。

上述智能管理系统包括以下操作过程：

(1)智能管理过程：

系统在使用过程中，由服务器内部配备的二级表库管理中心平台实现表计入库管理、出库管理、库存盘点、库存预警、周转箱管理、库房信息、状态监测等信息的管理。对每一个表计使用信息自动生成对应工单，便于工作人员对表计的管理。

(2)数据采集及分析：

对于新入库、新购置的表计，运用扫码枪对每一个表计进行扫码登记，并将登记信息记录保存在二级表库管理中心平台和二级表库管理APP里，运用遗传算法进行对表计安放的路径优化，节省工作时间，提高工作效率，便于工作人员对表计的管理，同时运用GPS定位模块对表计进行定位。

如图2所示，对于出库的表计，运用扫码枪扫描登记并在二级表库管理中心平台和二级表库管理APP里生成工单，记录记录出库时间、工单负责人和表计使用信息。待表计归库时，扫码归库，检验工单是否正确，若正确，则按照工单信息闺归库；若不正确，故障定位并报警。

如图3所示，上述遗传算法的实现具体包括以下几个步骤：

S1：根据多次测试确定遗传算法各算子的相关参数；相关参数包括交叉概率、变异概率、种群规模和货位点数等；

S2：编码并产生初始种群；采用实数编码，随机产生一个货位点的序列即一条染色体，多条染色体组成算法的一个种群；

S3：进入循环体迭代；计算个体的适应度值及其个体适应度值占总体适应度值的比例，保留适应度值较大的个体同时淘汰适应度值较小的个体；

S4：交叉操作；满足交叉概率时，执行交叉操作，将上一步操作保留下来的个体分为A和B两组，A与B作为父代个体两两进行交叉操作最终生成子代个体C和D，将B组中包含A组的基因删除然后添加到C组中，同理将A组中包含B组的基因删除然后添加到D组中；

S5：变异操作；随机产生两个变异点并交换两个变异点的基因生产新的基因序列；

S6：保留每一迭代的最小拣选时间和平均拣选时间，迭代完成后输出最终的最少拣选时间及计算机用时还有对应的拣选路径。

(3)故障排查过程：

当发生表计归还入库出错、表计丢失、表计损坏等故障事件时，工作人员可以通过工单信息，核实表计信息，以及对应负责人。整个过程通过监控模块记录，管理者也可以通过实时语音对讲模块对工作人员指导和监督。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种快速计量二级表库的智能管理系统，其特征在于，该系统包括：MCU模块、GPS定位模块、语音对讲模块、扫码枪、监控模块、服务器和表计管理终端和电源模块；

所述MCU模块分别与服务器、扫码枪、GPS定位模块、语音对讲模块和电源模块连接，用于实现逻辑控制、数据处理和网络通信；所述电源模块分别与MCU模块、GPS定位模块、语音对讲模块和监控模块连接，用于给各模块供电；

所述扫码枪用于扫描表计上的二维码，采集表计的信息，并通过无线传输至表计管理终端进行登记，表计管理终端同时记录使用时间和地理位置；

所述GPS定位模块用于表计的定位分析；

所述监控模块用于记录二级表库内部工作情况；

所述语音对讲模块用于后台工作人员对现场工作人员的远程实时指导；

所述服务器内部配备二级表库管理中心平台，平台用于实现表计入库管理、出库管理、库存盘点、库存预警、周转箱管理、库房信息和状态监测；对每一个表计使用信息自动生成对应工单。

2.根据权利要求1所述的一种快速计量二级表库的智能管理系统，其特征在于，所述MCU模块包括A/D转换器、RS232接口电路和AT89C52单片机；

所述A/D转换器用于模拟信号和数字信号的转换，所述RS232接口电路用于将数字信号传输至AT89C51单片机中，将扫码枪扫描二维码记录的信息和GPS定位模块的数据传递至MCU模块，通过MCU模块内置的程序，使GPS定位模块的数据和扫码枪里表计的信息一一对应。

3.根据权利要求1所述的一种快速计量二级表库的智能管理系统，其特征在于，当表计出库时，工作人员通过表计管理终端中的表计信息，生成工单，运用表计管理终端中的位置信息进行定位，完成表计的出库、入库工作。

4.根据权利要求1所述的一种快速计量二级表库的智能管理系统，其特征在于，所述二维码通过二维码生成器软件生成，每个表计配备一个二维码，生成的二维码包括表计的名称、型号和性能的基本信息。

5.根据权利要求1所述的一种快速计量二级表库的智能管理系统，其特征在于，所述表计的定位分析包括：在表计入库前，运用GPS定位模块给表库货架位置定位，每个位置信息对应一个坐标(x,y,z)，表示第x排货架的第y层左边第z个货柜；位置信息通过MCU模块分析记录在二级表库管理中心平台，表计出库时，通过扫码枪扫描表计二维码记录表库出库时间和表计基本信息，在二级表库管理中心平台生成表计使用工单，完成表计使用信息的记录，当表计归库时重新使用扫码枪扫描二维码信息，记录对应工单的完成情况。

6.根据权利要求1所述的一种快速计量二级表库的智能管理系统，其特征在于，所述表计管理终端中安装有二级表库管理APP，用于管理二级表库内部表计使用情况，当扫码枪扫描表计表计二维码后，扫描的信息通过无线传输至表计管理终端中，生成对应工单，与二级表库管理中心平台记录内容一致。

7.根据权利要求1所述的一种快速计量二级表库的智能管理系统，其特征在于，该系统还包括与MCU模块连接的报警模块；所述报警模块用于工作误差的预警，当工单信息出现误差时，MCU模块将触发报警装置，向工作人员发出报警信息。

8.根据权利要求1或5所述的一种快速计量二级表库的智能管理系统，其特征在于，对于新入库、新购置的表计，采用遗传算法来优化表计安放的路径；所述遗传算法具体包括以下步骤：

S1：根据多次测试确定遗传算法各算子的相关参数；相关参数包括交叉概率、变异概率、种群规模和货位点数；

S2：编码并产生初始种群；采用实数编码，随机产生一个货位点的序列即一条染色体，多条染色体组成算法的一个种群；

S3：进入循环体迭代；计算个体的适应度值及其个体适应度值占总体适应度值的比例，保留适应度值较大的个体同时淘汰适应度值较小的个体；

S4：交叉操作；满足交叉概率时，执行交叉操作，将上一步操作保留下来的个体分为A和B两组，A与B作为父代个体两两进行交叉操作最终生成子代个体C和D，将B组中包含A组的基因删除然后添加到C组中，同理将A组中包含B组的基因删除然后添加到D组中；

S5：变异操作；随机产生两个变异点并交换两个变异点的基因生产新的基因序列；

S6：保留每一迭代的最小拣选时间和平均拣选时间，迭代完成后输出最终的最少拣选时间及计算机用时还有对应的拣选路径。

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