CN112613586A - 一种叉车数据采集系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种叉车数据采集系统和方法，系统包括：WMS主机、UWB基站、工业看板、RFID读写器、RFID天线、陀螺仪、UBW标签和RFID托盘标签，WMS主机用于部署仓储管理系统，UWB基站通过TCP/IP网络与WMS主机连接，工业看板、RFID读写器、RFID天线和陀螺仪均部署于叉车上，工业看板通过无线网络与WMS主机通信及RFID读写器通信，RFID读写器连接陀螺仪，RFID托盘标签部署于货物装载托盘上，RFID读写器通过RFID天线识别RFID托盘标签，UBW标签与UWB基站通过无线电波信号通讯以实现叉车定位。本发明采用RFID技术和UWB技术相结合实现货物的室内定位。

Description

一种叉车数据采集系统和方法
技术领域
本发明涉及仓储自动化技术领域，尤其是一种叉车数据采集系统和方法。
背景技术
随着仓储自动化程度越来越高，对各个作业环节的要求也越来越高。仓储叉车主要是为仓库内货物搬运而设计的叉车，除了少数仓储叉车(如手动托盘叉车)是采用人力驱动的，其他都是以电动机驱动的，因其车体紧凑、移动灵活、自重轻和环保性能好而在仓储业得到普遍应用。
目前对于叉车的使用，完全依靠人工肉眼识别货物以及人工记忆货物的位置，容易出现错漏，而且货物装载数据无法及时统计，造成生产工作的滞后，降低生产效率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种叉车数据采集系统和方法，采用RFID技术和UWB技术相结合实现货物的室内定位及叉车室内防碰撞。
本发明通过以下技术方案实现的：
本发明提出一种叉车数据采集系统，包括：WMS主机、UWB基站、工业看板、RFID读写器、RFID天线、陀螺仪、UBW标签和RFID托盘标签，所述WMS主机用于部署仓储管理系统，所述UWB基站通过TCP/IP网络与所述WMS主机连接，所述工业看板、RFID读写器、RFID天线和陀螺仪均部署于叉车上，所述工业看板通过无线网络与所述WMS主机通信，所述工业看板通过无线网络与所述RFID读写器通信，所述RFID读写器分别连接所述RFID天线和陀螺仪，所述UBW标签与所述UWB基站通过无线电波信号通讯以实现叉车定位，所述RFID托盘标签部署于货物装载托盘上，所述RFID读写器通过RFID天线识别RFID托盘标签。
进一步地，所述WMS主机通过无线WIFI网络与所述工业看板通信。
进一步地，所述RFID通过蓝牙无线网络与所述工业看板通信。
进一步地，所述工业看板部署于叉车的驾驶仓内。
进一步地，所述RFID读写器、RFID天线和陀螺仪均部署于叉车的挡货架上，所述RFID读写器通过馈线与所述RFID天线连接，所述RFID读写器通过I/O信号线与所述陀螺仪连接。
本发明还提出一种叉车数据采集方法，可利用本发明提出的上述一种叉车数据采集系统实施，也可单独实施，包括：
WMS主机向部置于叉车驾驶仓内的工业看板发送工作任务；
部署于叉车的UBW标签向UWB基站发送定位信号，UWB基站通过TCP/IP网络向所述WMS主机传送叉车的位置信息；
部署于叉车挡货架上的RFID读写器通过RFID天线识别部署于货物装载托盘上的RFID托盘标签；
部署于叉车挡货架上的陀螺仪获取叉车挡货架的运动状态，并传送至所述RFID读写器；
所述RFID读写器将所读取的RFID托盘标签信号以及此时叉车挡货架的运动状态传送至工业看板；
所述工业看板将所接收到的RFID托盘标签信号以及此时叉车挡货架的运动状传送至所述WMS主机；
所述WMS主机在接收到RFID托盘标签信号以及此时叉车挡货架的运动状态信息时截取叉车位置，形成货物搬运及定位信息。
进一步地，所述WMS主机通过WIFI无线网络与所述工业看板传送信息。
进一步地，所述工业看板通过蓝牙无线网络与所述RFID读写器传送信息。
进一步地，所述陀螺仪通过I/O信号线与所述RFID读写器传送信息。
进一步地，本发明提出的一种叉车数据采集方法，还包括：
所述WMS主机记录多台叉车之间的位置，计算叉车之间的距离，以防止叉车运行碰撞。
本发明的有益效果：
本发明采用RFID技术和UWB技术相结合实现货物的室内定位及叉车室内防碰撞，特别地，结合陀螺仪技术后台截取货物位置信息，精确判定货物的叉取时和放下时的状态和位置，解决了生产过程中货物周转数据难以采集，以及货物和叉车难以定位的问题，实现了柔性自动化生产，具有定位精度高、成本较低、出错率较小、节约人工的优点。此外，本发明还可实现叉车室内运行防碰撞以及智能报警，从而实现叉车在室内的安全驾驶。
附图说明
图1为本发明提供的一种叉车数据采集系统结构示意图；
图2为本发明部置于叉车上的设备安装示意图。
具体实施方式
为了更加清楚、完整的说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。
请参考图1，本发明提供一种叉车数据采集系统实施例，包括：WMS(WarehouseManagement System，仓储管理系统)主机101、UWB(Ultra Wide Band，超宽带)基站102、工业看板201、RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)读写器202、RFID天线203、陀螺仪204、UBW标签205和RFID托盘标签301，WMS主机101用于部署仓储管理系统，UWB基站102通过TCP/IP网络与WMS主机101连接，工业看板201、RFID读写器202、RFID天线203和陀螺仪204均部署于叉车上，工业看板201通过无线网络与WMS主机101通信，工业看板201通过无线网络与RFID读写器202通信，RFID读写器202分别连接RFID天线203和陀螺仪204，UBW标签205与UWB基站102通过无线电波信号通讯以实现叉车定位，RFID托盘标签301部署于货物装载托盘上，RFID读写器202通过RFID天线203识别RFID托盘标签301。
具体地，RFID技术是一种非接触式的自动识别系统，它通过射频无线信号自动识别目标对象，可以实现远距离、非接触、大批量识别，本发明通过RFID读写器、RFID天线和RFID托盘标签构成的RFID系统识别托盘标签读取货物的信息。UWB技术一种无线载波通信技术，占有很宽的频谱范围，并且数据传输是依靠纳秒级的非正弦波窄脉冲，可以实现厘米级定位，本发明通过在叉车上安装UWB标签实现叉车的定位。由于叉车在运动过程中位置是连续的，所以需要在叉车上加装陀螺仪装置来判断货物是被叉车叉取或放下的状态，通过截取这两个状态叉车的位置，实现货物的定位，之后通过WMS主机的后台系统把RFID系统识别的货物信息与叉车的位置信息绑定，实现生产过程中的货物统计及定位。
进一步地，参见图1，WMS主机101通过无线WIFI网络与工业看板201通信。
进一步地，参见图1，RFID读写器202通过蓝牙无线网络与工业看板201通信。
进一步地，参见图2，工业看板201部署于叉车的驾驶仓内，可向叉车操作人员提供工作任务信息，以及货物存放位置。
进一步地，参见图2，RFID读写器202、RFID天线203和陀螺仪204均部署于叉车的挡货架上，RFID读写器202通过馈线与RFID天线203连接，RFID读写器202通过I/O信号线与陀螺仪204连接。UBW标签205也可部署于叉车的挡货架上。
本发明还提供一种叉车数据采集方法，包括：
WMS主机向部置于叉车驾驶仓内的工业看板发送工作任务；
部署于叉车的UBW标签向UWB基站发送定位信号，UWB基站通过TCP/IP网络向WMS主机传送叉车的位置信息；
部署于叉车挡货架上的RFID读写器通过RFID天线识别部署于货物装载托盘上的RFID托盘标签；
部署于叉车挡货架上的陀螺仪获取叉车挡货架的运动状态，并传送至RFID读写器；
RFID读写器将所读取的RFID托盘标签信号以及此时叉车挡货架的运动状态传送至工业看板；
工业看板将所接收到的RFID托盘标签信号以及此时叉车挡货架的运动状传送至WMS主机；
WMS主机在接收到RFID托盘标签信号以及此时叉车挡货架的运动状态信息时截取叉车位置，形成货物搬运及定位信息。
进一步地，WMS主机通过WIFI无线网络与工业看板传送信息。
进一步地，工业看板通过蓝牙无线网络与RFID读写器传送信息。
进一步地，陀螺仪通过I/O信号线与RFID读写器传送信息。
进一步地，提供一种叉车数据采集方法，还包括WMS主机记录多台叉车之间的位置，计算叉车之间的距离，以防止叉车运行碰撞。
具体地，在WMS系统建立工厂平面图，当各辆叉车在工厂内部运动行驶时，通过UWB定位实时把叉车位置坐标上传WMS系统，在工厂平面图上形成叉车的移动轨迹，同时通过位置坐标计算各辆叉车的相对距离，当相对距离小于WMS系统设置的安全距离时，WMS系统把安全警报信息发送至对应叉车的工业看板提示并触发报警灯报警。
当然，本发明还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种叉车数据采集系统，其特征在于，包括：WMS主机、UWB基站、工业看板、RFID读写器、RFID天线、陀螺仪、UBW标签和RFID托盘标签，所述WMS主机用于部署仓储管理系统，所述UWB基站通过TCP/IP网络与所述WMS主机连接，所述工业看板、RFID读写器、RFID天线和陀螺仪均部署于叉车上，所述工业看板通过无线网络与所述WMS主机通信，所述工业看板通过无线网络与所述RFID读写器通信，所述RFID读写器分别连接所述RFID天线和陀螺仪，所述UBW标签与所述UWB基站通过无线电波信号通讯以实现叉车定位，所述RFID托盘标签部署于货物装载托盘上，所述RFID读写器通过RFID天线识别RFID托盘标签。
2.如权利要求1所述的一种叉车数据采集系统，其特征在于，所述WMS主机通过无线WIFI网络与所述工业看板通信。
3.如权利要求1所述的一种叉车数据采集系统，其特征在于，所述RFID通过蓝牙无线网络与所述工业看板通信。
4.如权利要求1所述的一种叉车数据采集系统，其特征在于，所述工业看板部署于叉车的驾驶仓内。
5.如权利要求1所述的一种叉车数据采集系统，其特征在于，所述RFID读写器、RFID天线和陀螺仪均部署于叉车的挡货架上，所述RFID读写器通过馈线与所述RFID天线连接，所述RFID读写器通过I/O信号线与所述陀螺仪连接。
6.一种叉车数据采集方法，其特征在于，包括：
WMS主机向部置于叉车驾驶仓内的工业看板发送工作任务；
部署于叉车的UBW标签向UWB基站发送定位信号，UWB基站通过TCP/IP网络向所述WMS主机传送叉车的位置信息；
部署于叉车挡货架上的RFID读写器通过RFID天线识别部署于货物装载托盘上的RFID托盘标签；
部署于叉车挡货架上的陀螺仪获取叉车挡货架的运动状态，并传送至所述RFID读写器；
所述RFID读写器将所读取的RFID托盘标签信号以及此时叉车挡货架的运动状态传送至工业看板；
所述工业看板将所接收到的RFID托盘标签信号以及此时叉车挡货架的运动状传送至所述WMS主机；
所述WMS主机在接收到RFID托盘标签信号以及此时叉车挡货架的运动状态信息时截取叉车位置，形成货物搬运及定位信息。
7.如权利要求6所述的一种叉车数据采集方法，其特征在于，所述WMS主机通过WIFI无线网络与所述工业看板传送信息。
8.如权利要求6所述的一种叉车数据采集方法，其特征在于，所述工业看板通过蓝牙无线网络与所述RFID读写器传送信息。
9.如权利要求6所述的一种叉车数据采集方法，其特征在于，所述陀螺仪通过I/O信号线与所述RFID读写器传送信息。
10.如权利要求6所述的一种叉车数据采集方法，其特征在于，还包括：
所述WMS主机记录多台叉车之间的位置，计算叉车之间的距离，以防止叉车运行碰撞。
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